水庫壩基防滲施工中高噴灌漿技術及應用

李曉燕 塔城地區水利水電勘察設計院

1.水庫壩基防滲施工中高噴灌漿工藝流程

1.1 鉆孔

在鉆孔環節，首先，將鉆機設備安裝就位，對工程場地進行硬化平整處理，測量調整設備安裝位置，將鉆桿與孔位中心點保持為重合狀態，再將鉆機固定，避免在后續鉆孔期間出現鉆機傾斜失穩問題而影響到成孔質量。同時，將鉆孔工序拆分為單序孔鉆孔與雙序孔鉆孔兩項步驟，依次開展單序孔與雙序孔鉆孔作業，嚴格控制鉆孔步驟。其次，嚴格控制鉆頭鉆進速度，定期對鉆桿垂直度進行測量校正，在鉆桿上劃設標記線來判斷鉆頭鉆進深度，在鉆頭到達設計標高后，結束鉆孔作業，緩慢上提鉆桿。再次，檢查成孔質量，檢查項目包括孔底標高、孔壁垂直度、孔壁結構完好性等，要求將孔壁傾斜率控制在1%以內，針對坍孔、斜孔問題，采取相應的處理措施，必要情況下將孔位回填壓實，重新開展鉆孔作業。最后，開展清孔作業，清除孔內掉入的異物與孔底沉渣，將沉渣層厚度控制在5mm內，并采取泥漿護壁工法，避免孔壁在后續灌漿環節出現坍塌問題。

1.2 漿液配置

在制漿環節，技術人員結合工程現場地質條件與壩基防滲要求，參考國內外成熟水庫壩基高噴灌漿項目案例的施工經驗，在其基礎上制定漿液配合比方案，合理選擇漿液品種，明確漿液性能指標參數。例如，在某水庫壩基防滲工程中，選擇使用P.O.42.5硅酸鹽水泥來制備漿液，將配合比控制在1:1，要求漿液重度保持在15.0-16.0kN/m3范圍內。同時，在灌漿施工前，檢查漿液質量，如檢測漿液重度與稠度，確定漿液性能質量滿足壩基防滲施工要求后，再將水泥漿投入使用。

1.3 下入噴射管

在噴射灌漿準備階段，重復對成孔質量進行檢查，確定無誤后即可在孔內放入噴射管，嚴格控制噴射管放入速度，保持噴射管與孔壁的安全間隔距離，避免因野蠻放管而破壞孔壁結構。隨后，待噴射管下放至設計標高部位后，對噴射管位置與深度進行測量校正，提前使用膠布等密封材料對噴嘴部位進行封堵處理，避免在后續灌漿步驟出現泥漿倒灌問題。

1.4 噴射漿液及提升

在噴漿環節，提前檢查成孔與噴管質量，進行送水與送漿試驗，確定一切無誤后，即可開展孔底噴漿作業，采取原位高壓旋噴方式，將孔底噴漿時間控制在2min左右，待達到預定噴漿時間，且孔口溢出漿液的重度達到施工標準后，勻速上提導管，實時觀測漿液流量與噴漿壓力值，直至噴嘴抵達設計標高后，重復開展原位旋噴作業，將旋噴時間設定為60s-120s，要求一次性完成孔內噴漿作業，待原位旋噴作業結束后，終止漿液供應，緩慢上提導管至拔出孔口，對孔內噴漿質量進行檢查，并在3d后再行開展相鄰孔位的高噴灌漿作業。同時，在孔內高噴灌漿過程中，持續對噴漿情況進行觀測，在出現突發問題時采取相應的處理措施，如在漿液進、回重度偏差超過0.1后停止孔內噴射作業，待漿液水灰比調整后再恢復施工。而在孔內冒漿量高于預期值20%及以上時，適當調整噴漿壓力或導管上提速度，反之，則降低導管上提速度與調整注漿量。

1.5 沖洗管路

在下管噴漿作業結束后，施工人員需要在限定時間內提出噴射管，使用高壓水體反復沖洗管道外壁與內壁，沖刷管路表面殘留浮漿，避免浮漿在管路內凝結硬化造成管道封堵破裂。隨后，將沖洗完畢的噴漿管在指定位置進行堆置保存，留待循環使用。

1.6 孔口回灌

在高噴灌漿施工期間，受漿液析水現象影響，容易在孔口頂部形成凹穴，進而影響到壩基防滲效果。因此，在下管噴漿結束后，對孔頂漿液凝結情況進行觀測，在孔口開展靜壓回填灌漿作業，重復在孔口噴灌適量的水泥砂漿，適當增加新補灌水泥砂漿的稠度，根據孔口漿液離析情況開展多次回填灌漿作業，直至孔口漿液無沉陷情況與凝結硬化。

2.高噴灌漿施工質量控制

2.1 做好前期施工準備工作

為減小施工、設計等因素對水庫壩基防滲效果與高噴灌漿施工質量造成的影響，在正式施工前，必須做好前期準備工作。首先，做好孔位測量放樣工作，參照施工圖紙，在現場測量各處孔位的具體位置，打入控制樁作為標志物，在樁體與施工圖紙上標記各處孔位的編號，避免孔位鉆孔灌漿順序混亂。其次，做好圖紙會審工作，將技術方案提交專家團隊進行論證，審查施工圖紙與相關技術資料文件是否存在缺錯遺漏問題，將論證結果與會審意見提交設計單位，要求在約定時間內對方案進行深化設計，補充圖紙缺漏信息。再次，開展地面試噴試驗，在工程現場選擇一處試驗段，調整管路與噴漿設備的方向角度，控制設備依次噴射水、壓縮空氣與水泥砂漿，觀察設備運行工況是否穩定，測量噴漿壓力與注漿量，以此來發現與解決設備隱性故障，避免在后續施工期間出現高噴灌漿施工異常狀況。最后，結合實際施工情況與方案論證結果，合理選擇噴射灌漿方法，如單管法、雙管法與三管法。以三管法為例（如圖1），在現場配置漿液攪灌機、高壓水泵以及空氣壓縮機等設備，多用于地質條件復雜與樁徑較大的水庫壩基防滲工程，具備同軸同向噴射水泥砂漿、壓縮空氣與水的施工條件，所形成凝結體的體積較大，要求將水泥漿與高壓水的排量分別控制在80L-160L/min與800L-1500L/min范圍內。

圖1 高噴灌漿三管法

2.2 防滲墻質量檢測

為判斷水庫壩基的防滲施工質量是否達到工程設計要求與使用標準，發現并解決質量通病，消除安全隱患。因此，在高噴灌漿施工結束30d后，對防滲墻質量進行全面性檢驗，檢驗項目包括鉆芯檢測、墻體抗壓強度檢測、墻體連續性檢測、注水試驗等。其中，在鉆芯檢測項目中，可選用清水鉆探工藝，在圍井中心部位設置一定數量的檢查孔，在孔口部位安裝護孔管，鉆取芯樣，將芯樣送至實驗室檢測，根據檢測結果來判斷墻體抗滲性能。而在注水試驗項目中，選用單點法對各處試驗段開展注水試驗，觀察防滲墻在試驗期間的滲透系數變化情況，以判斷防滲墻在不同使用條件下的防滲性能。

3.結語

綜上所述，為取得理想的水庫壩基防滲施工效果，避免因滲漏問題頻發而影響到水庫壩基使用功能正常發揮與耐久性。因此，加大高噴灌漿技術的應用研究力度，詳細了解技術操作要點，落實上述技術應用策略，強化工藝過程和質量管控力度，不斷提高技術水平，以切實滿足現代水庫壩基工程的防滲施工需求。