摘要：文章结合长青水库除险加固工程坝基防渗高压摆喷灌浆施工实例，阐述了高压摆喷灌浆施工工艺以及施工过程中常见问题的处理方法；保证施工质量的措施。
关键词：水库除险加固；高压摆喷灌浆；质量控制
1.工程概况
长青水库位于广东省廉江市西北部，属于九州水系。水库是具有防洪、发电、灌溉综合利用的大（二）型水利枢纽工程。坝址以上游河流长度28.75km，河流平均坡度1.29‰，控制集雨面积为177.5km2；库区为高丘陵区，植被良好，土壤以砂壤土为主。该主坝工程地质问题是：渗漏与渗透稳定问题，坝北外坡坡脚存在直径5cm的管涌，Q=0.03m3/s，对土坝稳定不利。
长青水库大坝为均质土坝，坝体主河槽段（0+051.0—0+367.5）人工填土底部存在厚度较大的粘土质砂层，渗透系数较大，故坝基渗漏严重，同时坝基砂层内部渗透坡降较大，所以影响水库效益及坝基稳定。因此本次除险加固的一项主要任务，就是采用高压摆喷灌浆技术对大坝坝基进行防渗处理。
本次高喷灌浆采用三管法施工（水、气、浆分别由三条并列的管道输送），在坝顶钻110mm孔进行高压摆喷灌浆。设计灌浆孔轴线平行于坝轴线单排布置，设计孔距1.5 m，采用摆喷对接的方法成墙，墙体下部进入弱风化花岗岩1.0m,上部进入坝体填土1.0m，这样在弱风化花岗岩和坝体填土之间的粘土质砂层中形成一道长度316.50m、最大深度23.96m、墙厚为40cm的坝基连续防渗墙。
2.高压摆喷灌浆工作原理
高压喷射灌浆技术自20世纪70年代引进我国，80年代在水利工程中获得推广应用，90年代国际承包商在二滩工程和小浪底工程完成了高喷防渗幕墙，设备精良、技术先进、工期短、质量好，带动了我国高喷技术的发展。 高压喷射灌浆是利用能量较大的水、气，或高压浆液形成高速喷射流，同轴喷射、切割、破碎、掺搅地层土体。在喷管向上提升的过程中，高压水、气或浆液喷射流冲切土体,并经高压水、气或浆的搅拌作用使土成为泥浆，同时由下而上灌注纯水泥浆或水泥砂浆,使泥浆升扬置换到地面，因而形成渗透系数小、具有一定强度、厚度的板墙状或圆柱状的凝结体，达到坝体防渗和提高地基承载力的作用。高喷灌浆分为旋喷、定喷和摆喷三种形式。
3．高压摆喷灌浆施工参数
3．1孔距
孔距是影响墙体质量和造价的重要因素。根据设计要求，孔距选为1.5m，分两序施工。
3.2 摆喷角度的确定
根据《水利水电工程高压喷射灌浆技术规范》，小角度摆喷适用砂土地层，设计选定摆角为θ=30°
3.3灌浆其它参数
高压喷射灌浆属于隐蔽性工程，只有选择合适的施工参数才能保证质量。以上3.1—3.3的参数经现场选取与拟灌浆地层相似地段进行现场试验验证，灌浆后28天开挖检查墙体质量，墙体均匀、完整、连接牢固，厚度符合设计要求。证明按以上参数施工可以保证成墙质量。
4．施工过程及施工质量控制4.1主要施工设备回转式地质钻机、高压摆喷灌浆台车、高压清水泵、空气压缩机、灰浆搅拌机、泥浆泵。4.2施工准备工作灌浆施工前需在设计灌浆部位先布设先导孔。本工程沿设计灌浆轴线每50m布置一个先导孔。利用地质回转钻机采取芯样，验证各坝段土质类别、地层变化及深度、基岩深度等情况。
4.3施工工艺流程施工工艺流程主要有：钻机定位→钻孔→制浆→试喷、下喷射管至设计深度→供压缩空气、高压水、水泥浆→摆动、提升→摆喷灌浆至设计高度→回填封孔及清洗管路→高压摆喷灌浆完成→移机至下一孔。4.3.1钻孔采用回转式地质钻机、φ110mm硬质合金钻头回转钻进、泥浆护壁成孔。为减少串孔、塌孔及保证先期形成的板墙与后期形成的板墙有效连接，分Ⅰ、Ⅱ序孔进行钻孔施工，即先施工完Ⅰ序孔，然后再施工Ⅱ序孔。钻孔时首先把钻机对准测量放样好的孔位标志，用水平尺掌握机身水平和钻机立轴垂直度，垫稳、垫平机架，控制孔位偏差≤5cm，孔偏斜率≤1%。每钻进5m，用测斜仪量测1次，发现孔偏斜率超过1%时应及时停机纠正后再开钻，要严格控制孔斜，以保证两孔间所形成的墙体紧密搭接，不留孔隙。钻孔深度应进入弱风化花岗岩层1.0m，且超设计孔深0.3m后单孔钻孔任务结束。钻孔结束后及时向孔内注入稠泥浆，防止塌孔，地质人员跟班对岩芯进行分层描述并做好钻孔记录。钻孔记录要完整，终孔要经值班技术人员签字认可，不得擅自终孔。成孔后要按照单元工程质量评定标准进行质量评定。
4.3.2制浆本工程浆液为纯水泥浆，采用42.5普通硅酸盐水泥，配置成比重为1.5-1.7的水泥浆。水泥浆搅拌分两级进行,初级搅拌时间不少于90 s（普通搅拌机），搅拌桶搅拌水泥浆液后,经筛网过滤放入二级搅拌桶边搅拌边过滤边使用，并定时检测其比重。水泥浆自制备至用完不超过4h。制浆过程中遇到故障，应立即通知喷射人员停喷，恢复正常后再开始喷射。4.3.3试喷、下喷射管至设计深度
高喷机就位后，喷射管下入前，先在地面进行试摆和试喷。先送水、气试喷1min左右，定好喷射方向和摆动角度，确保墙体的有效连接。检查各喷射参数是否符合设计要求，将喷嘴对准喷射方向，不偏移方向是关键。试喷正常后即可下管至孔设计深度，可根据孔深及喷射管总长，量取入孔后喷射管余尺，以此确认喷射管是否下至设计深度，并经技术人员检查认可。为了避免下管过程中喷嘴堵塞，需用胶布、塑料等包扎喷嘴；也可以采用边低压送水、气、浆，边下管的方法。4.3.4摆喷灌浆至设计高度
当喷射管下到设计深度时，先按设计参数送水、气、浆进行原位静喷(不提升喷射管)，待孔口返浆正常后喷射管方可按设计参数提升，进行由下而上的高压摆喷灌浆作业，直至设计高度。摆喷灌浆开始后，值班技术人员必须经常检查进浆比重，回浆比重、水、气、浆的压力和流量，摆喷角度，提升速度、回转速度等施工参数是否符合设计要求，并如实记录各项灌浆参数、浆液材料用量、异常现源于：免费论文查重站www.808so.com
象(如孔口不返浆、串浆)及处理情况等。
4.3.5回填封孔及清洗管路高喷灌浆至设计高度后，喷管提出孔口。为解决凝结体顶部因浆液析水而出现的凹陷，需继续向孔内注入水泥浆，保证孔内浆面高度，随沉随补，直到孔口浆液不再下沉为止。每孔喷灌完毕停工时都要及时彻底清洗管路，特别是对浆液系统的清洗，保证无残留的水泥浆堵塞管路。
4.4施工质量控制
施工质量产生于施工过程中，只有保证原材料质量及施工工序（钻孔、灌浆）质量，高喷墙体质量才有保证。本工程在高喷灌浆过程中，严格按各工序质量标准施工、评定，事前、事中、事后全过程控制。
5.施工中特殊情况的处理
在高喷灌浆施工中，无论钻孔还是灌浆都会出现特殊情况。为保证施工质量，要查明特殊情况发生原因、及时进行处理。在施工方案中要对可能特殊情况作出估计，并做好处理预案。在长青水库除险加固工程高压摆喷灌浆施工中，也遇到了一些特殊情况。由于事先制定了预案，处置方法恰当，确保了施工质量。5.1漏浆处理高喷时孔口返浆是确保墙体质量的重要措施之一。如果地层漏浆过大，出现不返浆时应立即停止喷管提升，并采取下列措施：静喷，不提升喷射管，待返浆恢复正常后，再继续进行提升喷灌；降低注浆压力、增大浆液浓度和注浆量，返浆恢复正常后，将浆量调至规定值再进行提升喷灌；降低提升速度，上下重复喷灌；对于漏浆严重地段，可以加大水泥浆比重和掺加速凝剂。5.2中断喷浆的处理高喷灌浆应全孔连续作业,当喷射中拆卸、换喷射管或突然停电、高压泵压力不够、供浆量不足及事故处理等原因，会造成注浆中断。为保证防渗墙的连续性和可靠性，当恢复喷浆时，搭接段复喷长度不小于0.5m（即将喷管下至停喷面以下0.5m重新喷射）。若中断时间大于2 h，则需在原位重新钻孔，一直钻到出现水泥浆液并再深入0.5m即可起钻，由此深度进行高喷。5.3不正常返浆的处理返浆量不正常时，应及时查明原因，采取措施处理。若地层中有较大空隙而返浆量减少，可在浆液中加入适量的速凝剂，缩短凝结时间，也可增大注浆量。如果返浆量过大，说明有效喷射范围与注浆量不相适应，可采取提高水、气喷射压力或减少注浆量、加快提升和摆动速度等措施。
5.4串浆
串浆是指浆液从相邻孔返出。当发生邻孔串浆时(主要发生在Ⅰ序孔)，应将被串孔堵死，灌浆孔依照正常施喷要求进行。待灌浆孔高喷结束后，应尽快对被串孔重新扫孔。
6.灌浆效果检查措施高压摆喷灌浆工程是用于防渗加固为目的的隐蔽性工程，其施工质量的好坏，一般不易直接观察，必须采取必要的方法和手段进行检查。本工程采用钻孔注水试验和工程物探对防渗墙体进行质量检查。检查孔布置在相邻两摆喷灌浆孔的中间（即墙体连接处）通过取芯和注水试验，渗透系数满足设计要求；探地雷达全段检测表明墙体均匀性、连续性较好。坝下游原管涌孔完全封堵、下游排水棱体渗水断面已经由未灌浆前的全断面渗水减少为4处渗水，说明灌浆效果好。
7.结语高压摆喷灌浆技术作为一种新型的施工技术，在水利工程防渗中的应用前景很好。高压摆喷灌浆在长青水库除险加固工程取得成功应用，但是高喷灌浆属于隐蔽工程，只要严格按照选定的施工参数及规范精心施工，严格按各工序质量标准对质量进行全过程控制，就能确保施工质量，保证灌浆效果。
参考文献
水利水电工程高压喷射灌浆技术规范（DL/T52000-2004）
水利水电工程施工手册.中国电力出版社,2004.
论喷灌高压摆喷灌浆技术在长青水库除险加固工程中运用及施工质量制约
更新时间：2024-03-04
作者：用户投稿
本站原创
本站原创
点赞:9123 浏览:26154