高壓擺噴灌漿技術在水庫除險加固工程中的實踐探析

郝以平

(永修縣水務局，江西 九江 330300)

0 前 言

高壓擺噴灌漿技術，是指采用高壓漿液及水形成具有極快速度的噴射流，使其實現(xiàn)對地層土體的切割施工、以及沖擊破碎施工。該技術可將水泥作為基質(zhì)漿液實現(xiàn)對地層土體的有效混入，形成較厚的板墻狀的凝結體，可實現(xiàn)地基承載力以及防滲能力的有效提升。高壓擺噴灌漿技術憑借其強大的技術優(yōu)勢，在水利工程建設中得到了日漸廣泛的應用。尤其是將高壓擺噴灌漿技術應用于水庫除險加固工程，能取得良好的工程效果。

1 工程概況

朱家山水庫位于永修縣三溪橋鎮(zhèn)河橋村，坐落在修河支流木港水上游，距永修縣城37.5km，壩址以上集雨面積2.03km2，主河道長度1.5km，縱坡為2.956%，水庫總庫容為245萬m3，設計灌溉面積280hm2，是一座以灌溉為主，兼有養(yǎng)殖、防洪等綜合效益的小型蓄水工程。水庫大壩為黏土心墻壩，壩頂高程109.19-109.33m，頂寬4.8-5.4m，壩頂長116m，最大壩高27m。朱家山水庫于1974年冬動工興建，1976年4月基本建成。大壩建成蓄水后，壩體、壩基存在嚴重滲漏。1975年、1982年、1984年分別對大壩進行了反濾導滲處理；1987年、1999年又分別對大壩進行沖抓套井回填黏土防滲處理。2005年對大壩上游坡進行了干砌石護坡，右壩段采用了高噴灌漿防滲，壩基采用帷幕灌漿防滲處理；但左壩段下游壩腳仍存在2處滲漏點。大壩壩體右壩段經(jīng)過2006年除險加固高噴心墻施工完成后，未出現(xiàn)漏水情況，但左壩段黏土心墻滲透系數(shù)不滿足規(guī)范防滲要求，下游壩腳有散浸及滲漏出水點；2015年水庫除險加固工程中完善了防滲體系，采用高噴防滲心墻進行處理；對此考慮延長水泥土心墻至整個大壩方案進行處理。大壩(樁號0+013-0+083)采用三管法高壓擺噴防滲心墻對壩體、壩基進行防滲加固處理，頂高程為108.80，底部伸入壩基基巖不小于0.5m。高壓擺噴灌漿施工現(xiàn)場如圖1所示：

圖1 高壓擺噴灌漿施工現(xiàn)場圖

經(jīng)處理后，在2016年、2017年兩年汛期運行，大壩下游壩腳未發(fā)現(xiàn)滲漏情況。高壓擺噴防滲心墻取得了實實在在的成效。大壩加固高噴防滲心墻橫斷面圖如圖2所示。

圖2大壩加固高噴防滲心墻橫斷面圖

2 防滲墻施工的主要工藝

2.1 鉆機定位以及鉆孔施工

高壓擺噴灌漿技術，可采用一次性放線對孔位進行確定，安排專業(yè)測量人員設置控制樁，在確定孔位安置鉆孔機，將鉆頭與孔心進行對準，通過水平校正以及固定的相關技術，穩(wěn)定鉆機，并實現(xiàn)孔位的良好對正，對主軸的垂直度進行核對，有效保障鉆機立軸以及水平線呈現(xiàn)出絕對性的垂直的狀態(tài)[1]。另外，要依照圖紙將所有施工鉆機編號，標明施工次序。

2.2 配置泥漿

本工程使用水泥漿作為灌漿材料，水泥采用32.5級普通硅酸鹽水泥，漿液水灰比為1∶1，漿液溫度保持在5℃-40℃。通常，要嚴格對作為灌漿材料的水泥漿進行有效過濾，避免出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象[2]。當施工環(huán)境的溫度低于10℃時，要確保漿液儲存的時間在5h之內(nèi)；當施工環(huán)境的溫度>10℃時，要確保及以上時，漿液儲存時間≤3h。

2.3 噴射管下入

噴射管下入之前，要先將水、氣送入實施試噴，直至各項噴射參數(shù)滿足標準要求[3]。當試噴合格之后，使用紗布將噴嘴包扎起來，將注漿管實施對預定孔深的下入。為避免下管過程中出現(xiàn)噴嘴堵塞，可采用低壓方式進行水、氣以及漿液的輸送。當鉆孔的實際深度良好滿足相關的設計標準以后，將鉆桿拔出來，根據(jù)鉆孔的設計深度，實現(xiàn)噴射管的下入。在此之前，要在施工現(xiàn)場地面，對之進行低壓射水的相關檢測，有效避免出現(xiàn)噴嘴堵塞的現(xiàn)象。

2.4 灌漿施工

高壓擺噴灌漿技術，通常在實際施工中使用雙噴嘴以及三重管，遵循“由下至上”的順序，采用單排擺噴的施工方式進行連續(xù)噴管[4]。完成噴管下入之后，即刻對攪拌機進行啟動，拌制漿液，使?jié){液順著管道實現(xiàn)對噴嘴的進入，在實施噴射的同時，將噴管慢慢提升上來。對相關參數(shù)，諸如漿液壓力、升速等的檢測，確保各項參數(shù)符合相關標準并對之進行詳細記錄。當溢出漿液之后，要依據(jù)預定要求對噴管實施旋轉(zhuǎn)提升以及由下至上的擺動。

2.5 靜壓填充及移機

對于每個鉆孔，完成對其的灌漿噴射之后，要及時實施不間斷的回灌，為飽滿的噴射效果提供有效保障，并有效遏止鉆孔孔口的漿液面繼續(xù)下沉，從而為成墻質(zhì)量提供有效保障[5]。當漿液的高壓噴射施工完成之后，要對施工機具進行及時沖涮，并將施工機具移到新的鉆孔。

3 高壓擺噴灌漿技術的關鍵技術控制

3.1 對孔斜進行控制

一般情況下，通過鉆前控制技術或者鉆進控制技術對孔斜進行控制。鉆前控制技術，對立軸的絕對垂直、鉆孔基座的保持水平等要求較高，且要求孔間誤差必須<50mm。鉆進控制技術，嚴格要求鉆桿的垂直度、鉆進的具體方法、鉆機的立軸狀況等良好適應施工地層的實際狀況。另外，鉆具長度要在6m以上。在鉆進過程中，質(zhì)檢員要校正鉆機立軸的垂直度，在孔深<20m之后，在每5m處對孔斜進行檢測，對孔斜進行及時糾正。

3.2 工藝參數(shù)的控制

在高壓擺噴灌漿施工過程中，要對各項工藝參數(shù)，諸如擺角、擺速等進行嚴格控制。同時，選擇優(yōu)質(zhì)且具有較強相適性的漿液原料，進行灌漿漿液的拌制。漿液的拌制材料必須符合設計要求，嚴禁使用質(zhì)量不達標的材料。嚴格按照相關設計的具體要求對漿液進行配置，有效保障其穩(wěn)定性以及流動性。漿液配置到漿液用完，要低于2h。當選用強度在32.5MPa以上的純水泥時，要確保高速攪拌時間>30s，從灌漿材料制備到用完，不能超過4h。另外，在實施施工之前，要在現(xiàn)場測試施工材料以及所用漿液。

3.3 漿、水、氣檢測

每20分鐘到30分鐘測試進漿密度、回漿密度以及回漿量。另外，安排專人觀察水壓，避免出現(xiàn)分秒間斷，及時對異常狀況，諸如壓力驟減或驟增、濃度出現(xiàn)異常等進行處理。當進漿比重誤差在0.1以上時，要停止施工，并對水灰比進行及時調(diào)整，在最短時間內(nèi)，實現(xiàn)施工的有效恢復。

3.4 中斷噴漿的處理

在高壓擺噴灌漿施工中，要有效保障漿、水、氣的供給管路順暢，且保證其密封良好。對運行設備進行隨時檢查，協(xié)調(diào)各個環(huán)節(jié)的良好配合，避免出現(xiàn)中斷。水泵缺乏足夠壓力、回漿異常等情況均會導致注漿中斷。恢復噴漿之后，要實施0.5m的復噴，有效保障墻板的連續(xù)、可靠。本工程采用高噴灌漿全孔自上而下連續(xù)作業(yè)。當中途拆卸噴射管時，對搭接段實施了復噴，且復噴長度在0.2m以上。

4 結 語

綜上所述，在水庫除險加固工程中，應用高壓擺噴灌漿技術能取得良好的防滲效果。相對于傳統(tǒng)的補強灌漿，高壓擺噴灌漿技術的應用效果更為顯著。因此，有必要積極探索高壓擺噴灌漿技術在水庫除險加固工程中的應用，有效保障水庫除險加固工程質(zhì)量，確保水庫質(zhì)量安全，促進水庫的正常運行。

[1]楊宏建，許春雷，王貴君.高壓擺噴灌漿在水庫除險加固中的應用[J].黑龍江大學工程學報，2003，30(01):106-107.

[2]梁紹光.高壓擺噴灌漿技術在水庫除險加固工程中的應用探究[J].建材發(fā)展導向，2015(04):254-255.

[3]肖美艷.高壓擺噴灌漿技術在劉屯水庫除險加固中的應用[J].黑龍江水利科技，2013，41(03):229-231.

[4]張帶娣.水庫除險加固工程中高壓擺噴灌漿的施工技術[J].中國水能及電氣化，2013(09):8-10.

[5]楊世武，羅冬梅.高壓擺噴灌漿在大河坪水庫除險加固工程中的應用[J].貴州水力發(fā)電，2009，23(04):42-44.