灌漿技術(shù)在白水礤水庫除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

鄧厚展

（韶關(guān)龍?jiān)唇ㄔO(shè)工程有限公司，廣東 韶關(guān) 512026）

1工程概況

新豐縣白水礤下游水庫位于西江水系，發(fā)揮著蓄洪泄洪的調(diào)節(jié)作用，水庫的建設(shè)給當(dāng)?shù)貧夂蜃兓瘞砹艘欢ㄓ绊憽Ｔ谒畮爝\(yùn)行中，因?yàn)樽匀灰蛩亍⑺畮煸O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等因素的影響，出現(xiàn)了一定的缺陷和問題，導(dǎo)致了水庫防洪性能的下降。對此，地方政府部門決定對新豐縣白水礤下游水庫進(jìn)行壩體灌漿、壩體培厚、溢洪道、底涵及斜涵修復(fù)、完善水庫安全運(yùn)行達(dá)標(biāo)設(shè)施等。

2 灌漿施工技術(shù)概述

①填充灌漿技術(shù)指在明確水庫大壩除險(xiǎn)加固標(biāo)準(zhǔn)和施工方案的前提下，對混凝土漿液進(jìn)行調(diào)配，以較小壓力向孔洞和裂縫灌注漿液，提升大壩整體結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。②劈裂灌漿技術(shù)指在滿足填充灌漿要求的情況下，針對水庫大壩所處區(qū)域的土地進(jìn)行壓密，增加土體壓力，當(dāng)灌漿壓力增大時(shí)，沿主壩軸線劈開，多次間斷灌注漿液，通過反復(fù)的壓縮、回彈和擠壓，提升壩體的密實(shí)程度，形成具備較高穩(wěn)定性的連續(xù)性的防滲帷幕。③高壓噴射注漿需要先借助型號(hào)適中的鉆機(jī)在大壩相應(yīng)位置鉆孔，注入相應(yīng)的噴射管，依照從下到上的順序，向大壩內(nèi)連續(xù)噴射泥漿，提升灌漿水平的同時(shí)，將泥漿的作用最大限度地發(fā)揮出來，保證水庫大壩的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。④帷幕灌漿技術(shù)主要是借助鉆孔灌漿的方法，向土層和巖體裂縫中灌注混合漿液，提升土層和巖體強(qiáng)度的同時(shí)，形成阻水帶，避免大壩出現(xiàn)滲漏問題。

3 灌漿施工技術(shù)應(yīng)用

結(jié)合白水礤下游水庫大壩除險(xiǎn)加固工程的實(shí)際情況，決定采用高壓旋噴灌漿技術(shù)來對水庫大壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

3.1 施工參數(shù)擬定

依照《水利水電工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，制定相應(yīng)的試驗(yàn)方案。選擇合適的大壩區(qū)段，將試驗(yàn)樁的數(shù)量擬定為3 根，長度3 m，樁間距0.50 m，設(shè)計(jì)成樁直徑≥0.60 m。灌漿噴嘴的直徑為2.50 mm，使用高壓旋噴鉆機(jī)配合注漿泵進(jìn)行灌漿作業(yè)，最終得到的施工參數(shù)如表1所示。

表1 白水礤下游水庫除險(xiǎn)加固工程施工參數(shù)選用表

3.2 明確工藝流程

做好場地的檢查和平整工作，將大塊碎石剔除，然后進(jìn)行放線定位，確定好灌漿孔的位置和間隔，使用鉆機(jī)鉆孔，確保其能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。驗(yàn)收合格后，進(jìn)行高壓旋噴灌漿，等到旋噴結(jié)束成樁之后，以水槍進(jìn)行沖洗。

3.3 具體施工方法

3.3.1 做好場地平整工作

必須確保地面和地下不存在障礙物，使用黏性土對場地低洼區(qū)域進(jìn)行回填夯實(shí)，然后對照設(shè)計(jì)方案的要求，做好排漿溝槽的預(yù)先開挖，為回漿處理提供便利。

3.3.2 重視測量放線定位

放線定位環(huán)節(jié)，需要對照施工圖紙樁號(hào)的要求，使用全站儀確定好旋噴樁的中心位置，將孔位偏差控制在5 cm 以內(nèi)。施工人員應(yīng)該借助鋼卷尺和麻線來對樁距進(jìn)行測量，確定每一根旋噴樁的位置，以石灰做好標(biāo)記，放線完成后，還必須針對所有的噴灌孔位進(jìn)行檢測，確認(rèn)合格后才能進(jìn)入下一道工序。

3.3.3 施工設(shè)備機(jī)具就位

在工程中采用的是TXV-75A 型鉆灌兩用鉆機(jī)，以人力安置就位，借助水平尺和定位測錘來對樁機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)，確保鉆桿能夠垂直對準(zhǔn)孔預(yù)埋管，將傾斜率控制在0.80%以內(nèi)。鉆機(jī)底座可以墊上厚木板或者鋼板來保持平穩(wěn)。

3.3.4 鉆孔作業(yè)

鉆機(jī)就位后，需要確保其能夠?qū)?zhǔn)孔位鉆進(jìn)，以水平尺來控制機(jī)身水平度，保證孔深、孔向以及孔位都能夠滿足設(shè)計(jì)要求，如果發(fā)現(xiàn)孔位傾斜的問題，需要及時(shí)進(jìn)行糾正。插管作業(yè)應(yīng)該與鉆孔作業(yè)同步進(jìn)行，在插管過程中，高壓水噴嘴應(yīng)該保持射水以避免噴嘴堵塞的問題，水壓力不能超過1 MPa。

3.3.5 漿液制備

漿液的植被應(yīng)該依照之前確定好的施工參數(shù)進(jìn)行，密度為1.45 g/cm3，需要在施工前1 h 進(jìn)行漿液的制備，先加水再加水泥，噴漿前需要保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，漿液會(huì)在經(jīng)過濾篩后進(jìn)入集料斗，再經(jīng)膠管被送入到旋轉(zhuǎn)振動(dòng)鉆機(jī)的噴管中。

3.3.6 旋噴灌漿

噴射灌漿前必須對施工設(shè)備進(jìn)行全面檢查，尤其需要對高壓設(shè)備的壓力、排量等進(jìn)行核檢，等到噴射管下入到預(yù)定深度后，按照水、氣、漿的順序依次噴射，首次噴射時(shí)間為1-3 min，孔口有漿液冒出后，可以對漿液比重和噴射壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，一邊噴射漿液一邊反向勻速旋轉(zhuǎn)，待噴射到距離樁頂約1 m的位置時(shí)，需要適當(dāng)減緩提升的速度，漿液高度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，將噴管拔出。孔口出現(xiàn)漿液需要立即停止噴漿，如果旋噴過程中出現(xiàn)故障，則應(yīng)該立即停止噴射，避免出現(xiàn)旋噴樁樁體中斷的問題，待故障排除后再進(jìn)行噴漿，要求復(fù)噴段和前段搭接的長度不小于1 m，以避免出現(xiàn)固結(jié)體脫節(jié)的問題。

3.4 施工注意事項(xiàng)

3.4.1 漿液制備

選擇C42.5的普通硅酸鹽水泥，每一個(gè)批次的水泥都必須具備相應(yīng)的出廠合格證明和質(zhì)量檢測報(bào)告，同時(shí)做好入場驗(yàn)收工作，保證水泥質(zhì)量達(dá)標(biāo)。如果水泥消耗超出定額10%以上，則可以依照現(xiàn)場簽證進(jìn)行補(bǔ)助。

3.4.2 鉆孔

鉆孔位置放樣，調(diào)整鉆機(jī)的水平位置，確保鉆機(jī)立軸及孔口管的方向能夠與設(shè)計(jì)孔向保持一致，對鉆機(jī)進(jìn)行固定。可以從相互垂直的兩個(gè)方向，對鉆機(jī)垂直度進(jìn)行觀測，做好偏差調(diào)整，鉆進(jìn)過程中應(yīng)該始終保障鉆桿鉆進(jìn)方向與平面垂直，將孔斜控制在不大于0.80%的水平。應(yīng)該依照相應(yīng)的分序加密原則進(jìn)行鉆孔，鉆孔開位位置和設(shè)計(jì)要求位置的偏差不能超過10 cm，待鉆進(jìn)到壩體基巖交界面位置時(shí)，需要對鉆孔深度進(jìn)行測量，看其是否與設(shè)計(jì)要求相符合，如果沒有達(dá)到設(shè)計(jì)值，需要繼續(xù)鉆進(jìn)，達(dá)到設(shè)計(jì)值則應(yīng)該繼續(xù)鉆進(jìn)10 min以上，這樣可以保證后續(xù)灌漿防滲的效果。鉆孔過程中，需要選擇優(yōu)質(zhì)黏土與膨潤土混合，制作具備較強(qiáng)穩(wěn)定性和黏著性的泥漿來對孔壁進(jìn)行保護(hù)，避免出現(xiàn)孔壁坍塌的問題。

3.4.3 灌漿

旋噴樁施工環(huán)節(jié)，白水礤下游水庫整體的水位應(yīng)該控制在死水位以下，確保噴射壓力達(dá)到預(yù)定數(shù)值后并且正常回漿后，才能對注漿管進(jìn)行提升操作。如果在灌漿過程中，出現(xiàn)不返漿的問題，可能的原因有很多：如裂隙、孔洞、地層松散等，施工技術(shù)人員需要認(rèn)真觀察大壩上下游的實(shí)際情況，采取有效措施進(jìn)行處理，如果是地層引發(fā)的問題，應(yīng)該停止噴桿的提升，進(jìn)行原位復(fù)灌，保證灌漿的連續(xù)性；如果僅僅是少量返漿，可以適當(dāng)降低噴射壓力和提升速度，必要時(shí)可以在漿液中摻入速凝劑，等到正常回漿后才能提升噴桿，這樣能夠更好地抵抗?jié)B透水的破壞作用。對于鉆進(jìn)孔洞的串漿問題，需要立即停止鉆進(jìn)，當(dāng)串漿量不超過1 L/min 時(shí)，可以在被串孔內(nèi)注水，當(dāng)串漿量較大時(shí)，需要與被串孔同時(shí)關(guān)注，做好灌漿壓力的控制，確保不會(huì)出現(xiàn)巖體抬動(dòng)的情況。無條件同時(shí)灌注需要對被串孔進(jìn)行封堵，就灌漿孔進(jìn)行繼續(xù)灌漿，也可以直接跳過被串孔，等到凝固后再對其進(jìn)行灌注。漿液本身的析水特性使得其在完成水土攪拌混合后，會(huì)產(chǎn)生收縮，引發(fā)部分樁體頂部凹陷的情況，在旋噴樁施工結(jié)束后，將頂部鑿除一部分，使用混凝土來對凹陷位置進(jìn)行填補(bǔ)。

4 結(jié)語

在水庫大壩除險(xiǎn)加固工程中，灌漿施工技術(shù)有著非常明顯的優(yōu)勢，在保證有效灌漿的基礎(chǔ)上，對存在的隱患和問題進(jìn)行解決，實(shí)現(xiàn)除險(xiǎn)加固的標(biāo)準(zhǔn)化，將水庫大壩的功能和作用充分發(fā)揮出來，保障水庫大壩使用安全的前提下，延長其使用壽命。