錦凌水庫圍堰高壓擺噴灌漿施工工藝及其質量控制研究

白利峰

(朝陽市水務工程質量與安全監督站，遼寧 朝陽 122000)

錦凌水庫圍堰高壓擺噴灌漿施工工藝及其質量控制研究

白利峰

(朝陽市水務工程質量與安全監督站，遼寧 朝陽 122000)

圍堰高噴灌漿施工技術由于其施工簡捷、操作方便、防滲效果好等優點在水利工程建設防滲施工中發揮著越來越重要的作用，逐漸成為大型水利建設加固除險安全施工的重要技術。文章深入研究振孔高噴施工技術、鉆孔高噴灌漿施工技術，揭示了灌漿施工原理和特點，確定了施工技術參數指標，提出了振孔高噴施工和鉆孔高噴施工工藝，并對工程質量進行控制，針對施工中出現的不良情況，進行了匯總并提出了具體的解決方式，確定了圍堰高噴灌漿施工質量控制要點并提出了質量措施，可為類似工程的設計、施工和運行管理提供參考和借鑒。

圍堰施工；振孔高噴施工；鉆孔高噴灌漿；施工工藝；質量控制

高壓噴射灌漿技術是通過利用高強壓力形成高速射流束，破碎土體，在噴射范圍內將攪拌均勻的水泥基質漿液與原地層的土體相結合，改變原結構和組成成分，形成凝結體，提高地基承載能力或者提高地基防滲能力的一項先進施工技術。我國水庫建設工程的數量與日俱增，水庫壩體無論是從開挖深度還是體量方面都有很大程度的增加，深開挖、大體量、高壓防滲壩體基礎已經成為現代化水庫建設的關鍵[1]。圍堰高壓擺噴灌漿技術施工簡便、環境適應性強、施工效果顯著，在滲透水頭較大的條件下能夠順利施工。因此，目前該項技術已廣泛應用于各大水利工程建設中[2]。

1 工程概況

錦凌水庫地區主要分布安山巖，摻雜熔巖分布，在壩區內這兩種巖石分布廣泛。其中，該地區的熔巖主要成分是凝灰巖和火山角礫巖，局部參雜著熔結流紋巖、凝灰質砂巖等，這幾種巖石廣泛分布在壩址區河床部位。表1為不同巖石巖性比較。

安山巖和熔巖中，堿活性成份所占比例不足0.1%。通過詳細勘察資料可知，水庫此處構造簡單，不存復雜構造。但是，節理較發育，局部中等發育。裂隙主要以剪切為主，復雜多樣。節理無充填或節理內僅有少量鈣質充填，節理之間間距10-20cm，結合一般，延伸中等。

施工技術參數：

1)設計指標：

高噴防滲墻抗滲系數<1×10-5cm/s；厚度≤100mm；墻體抗壓強度R28≥2MPa；

2)施工參數

施工參數見表2。

表1 不同巖石巖性比較

2 圍堰高噴灌漿施工工藝研究

2.1 施工原理及特點

與實際情況相結合，本次施工所采用的施工工藝為高壓擺噴灌漿工藝。具體施工布置見圖1所示。高壓擺噴灌漿是高噴管下入設計深度后，利用高壓的屋里性能擾動地層，使地層充分和水泥漿結合，形成混凝土防滲墻。

圖1 圍堰擺噴灌漿平面布置圖

2.2 施工工藝流程

2.2.1 振孔高噴施工

振孔擺噴施工程流程見圖2。

圖2 振孔擺噴施工程流程圖

振孔擺噴工藝流程見圖3。

2.2.2 鉆孔高噴施工程序

1)鉆孔高噴施工流程見圖4。

2)鉆孔高噴工藝流程圖見圖5。

3 施工質量控制

3.1 振孔高噴施工質量控制

1)孔位確定：先進行放樣，并做好此項工作，進而對編號和標記要做好醒目標注。施工中要定位準確，要嚴格控制定位誤差，由專業人士操作≤3cm。定位之后，進行下一步。

2)機器就位時，首先要校準機器垂直度，檢查時可采用水平鉛錘等相關儀器。只有機器垂直度滿足要求之后進行固定機器，防止外界因素干擾機器的垂直度。

3)調整噴管垂直度：在校對調整時，通常采用水平鉛錘或者其他方法，確保高噴管的垂直度滿足要求。經過多次校隊之后，滿足最初施工設計要求。

4)成孔前，設備需要調試，首先要防止管道堵塞，并對其進行實驗，在試噴實驗達到要求后，將各項壓力參數調低，緩慢下放高噴管，是管道安全抵達至孔底。

5)將高噴頭下振至最終位置后，將之前實驗時采取的措施進行回調到設計值，待孔口上出現反漿現象之后，按原設計進行施工。

6)詳細記錄機械的運轉情況，并對各個工況以及入巖深度進行記錄，入巖50cm以上要終止操作，保證底部嵌接良好。

圖3 振孔擺噴工藝流程圖

圖4 鉆孔高噴施工流程圖

圖5 鉆孔高噴工藝流程圖

7)記錄地層變化、孔深、孔號等特殊情況及時做出對策以免發生意外。

8)提升噴射注漿：按照最初設計數據，灌漿采用自下而上的順序，保持一定度提升，當灌漿高度達到設計高程后，回調噴射參數，把設備收回。

9)原則上最大功率施工，若是出現噴漿不合格的孔位，要進行第二次噴漿，二次噴漿段長度要>50cm，并且要有專業人員指導二次噴漿[4]。

3.2 鉆孔高噴施工質量控制

3.2.1 確定施工軸線、布孔

嚴格按照圖紙所設計進行布孔，保證誤差≤3cm，確保其準確度。

3.2.2 鉆孔施工

1)采用地質鉆機鉆孔，要確保穿透孔深30-50cm，并且要保證鉆孔半徑Ф54mm，孔壁選擇泥漿進行護壁。

2)鉆孔前先核對孔位，做好前期準備，孔位允許微小的偏差，<30mm。

3)施工時，應時刻保證鉆孔的垂直度，避免由外界因素致使孔位發生傾斜變形，并且要保證孔斜率≤1%。

4)保證孔深合格，鉆孔成型之后，必須當場檢驗，驗收合格才可以對該孔驗收合格，并抄錄備案。

5)施工暫停時，或者施工完成時，孔口要采取相應措施，對其保護。防止鉆孔被破壞。

6)鉆進時，應有專業人員在一側進行詳細記錄孔深和掉鉆等特殊情況及當發生不良情況所采取的技術處理手段和處理結果[5]。

3.3 下噴射管

1)施工之前要對各個設備情況進行監測，只有當每項檢查均合格后，記錄人員記錄當前情況，方可進行施工操作，若是噴嘴發生堵塞時，可將技術手段對其處理，例如用碎布包裹。

2)若是塌孔時，要重新鉆孔，在下進行下一步操作。

3.4 擺噴提升

1)當噴頭達到孔道預設位置，先進行原位噴射，運轉一段時期之后，各項參數達到設定值，出現返漿現象，此刻按原設計進行噴漿操作，直至完成當前設定任務。等噴射的高度達到防滲墻頂高程后，回調噴射參數，把設備收回。噴灌結束后，回收設備把管道內殘留的漿液打掃干凈，避免堵塞，影響下次噴灌[6]。

2)施工過程中，若因其他因素而停工，并出現搭接段，應復噴，并保證長度≥20cm。

3.5 其他高噴施工質量控制

1)當提升擺噴灌過程中出現異常時，停工并檢查，將原因及結果報告項目負責人或監理工程師。

2)采取以下措施來處理施工過程中出現的異常：①孔口不返漿時，停止當前操作，請專業人士來指導操作，采取大進漿量和風壓等其他方式；孔口少量返漿時，根據現場反饋情況，要適當降低提升速度，必要時甚至可以停工檢修。②孔口返漿濃度過大時，通過排除其他可影響因素之后，采取降低漿液濃度，如若不能解決當前狀況，可進行向上級反映，采取其他方式，例如增加稀釋水管。③若是供漿正常但回漿量提高或者回漿密度變小，對現場狀況做到充分了解之后，可以采取加大漿液密度或降低風壓等其他有效措施。

3)當前施工結束后，為防止孔口漿面下降，應及時利用水泥漿回灌[7]。

4)施工過程中準確記錄異常及處理情況以及現場耗材情況，并及時進行技術檢查，確保符合工程要求。

5)專職記錄員及時對每次灌漿所用的高噴參數進行觀測記錄。

6)經常巡視現場施工情況，避免造成各種不利于施工的各種現象。

7)保證設備完好無損，及時處理各種異常施工現象。

4 特殊情況處理

1)若是堵塞漿嘴、氣嘴，立即停止當前操作并加采取大注漿壓力、上下反復快速移動噴頭、降低漿液濃度等技術措施，確保暢通無阻，而后進行復灌施工，長度大于50cm。在振孔施工之前應對設備進行復查，尤其是噴嘴此類關鍵設備，及時處理異常的狀態，保證施工的正常進行[8]。

2)反漿漿液的密度不正常，偏小，不符合要求，以至于無法繼續施工，需要調整管道的進漿量來加以解決。

3)孔口不返漿時，停止當前設備操作，等地面設備做出相應技術調整，例如要加大進漿量和適量提高風壓，才可繼續當前的施工，但是要降低管道提升速度，確保灌漿漿液能完美的與土體相結合。

4)停機時間過久，在進行開工之前必須對輸漿管路進行打掃，確保管道暢通不存在堵塞之后方繼續施工。

5)若是供漿正常但回漿量、回漿密度不正常，應調整漿液密度或改變風壓。若孔口冒漿量過大，可加大地面供壓、噴嘴孔徑縮小、加速提升的多種方式。

6)施工中，因特殊情況而導致施工暫停，若要是繼續噴漿，需要進行復灌施工，長度>50cm。停工時間過久導致了水泥凝結，需在此位置2m內，進行補孔補噴。

5 結 論

我國水利工程發展的迅速，促進了新材料、新技術、新工藝的改進和創新。高壓噴射灌漿技術作為高質量，施工簡便，對滲透水頭、不同地層的適應性強，防滲效果明顯的一項施工技術，在水利工程加固防滲等其他方面起到重要作用。文章通過深入研究圍堰高噴灌漿技術，揭示了其施工原理和特點，確定了施工技術參數指標，提出了振孔高噴施工和鉆孔高噴施工工藝，并對施工中的質量進行控制，對施工過程中出現的特殊情況進行了匯總，提供了具體的處理措施。該研究成果能夠為該技術的深入研究和推廣應用起到重要的推動作用。

[1]周賢芝，李紅月.高壓旋噴灌漿技術在大壩圍堰防滲中的應用[J].紅水河，2013,32(06):64-66.

[2]李秀龍，蔣濟，方洪.砂卵礫石地區圍堰防滲灌漿試驗施工[J].云南水力發電,2014,30(S1)：45-48.

[3]劉艷潔.高噴灌漿在施工圍堰中的應用[J].河南水利與南水北調,2013(22) :23-24.

[4]吳文松.高壓旋噴灌漿在圍堰防滲處理中的應用[J].水利水電施工，2015(05):14-16..

[5]于志強.高壓旋噴灌漿在圍堰防滲施工中的應用[J].四川水力發電，2014,33(S1):29-30.

[6]高鵬程.高壓旋噴灌漿施工參數選定[J].甘肅水利水電,2015 ,51(11):80-81.

[7]邢新元，謝延存.高壓旋噴灌漿技術在電站圍堰防滲中的應用[J].東北水利水電,2016(05):20-22.

[8]王雁.錦屏二級水電站進水口圍堰高壓旋噴施工[J].四川水利,2013(05):24-25.

1007-7596(2016)12-0179-04

2016-11-23

白利峰(1972-)，女，遼寧北票人，高級工程師，從事水利工程設計，施工、質量監督管理工作。

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