高壓旋噴連續(xù)防滲墻在廣慈水庫工程大壩地基處理中的應(yīng)用

黃之歷

（云南省紅河州建水縣水電勘測設(shè)計隊 654300）

1 工程概況

廣慈水庫位于云南省紅河州建水縣城北部新區(qū)、國道 323 線旁，地理位置：東經(jīng) 102°48′29″，北緯 23°38′15″。水庫徑流區(qū)屬珠江流域西江水系,水庫建于瀘江河支流——沙拉河上游。

建水縣沙拉河自北向南穿縣城而過，河道淤積、堵塞嚴(yán)重，雨季經(jīng)常發(fā)生洪災(zāi)，嚴(yán)重地威脅著居住在沙拉河沿岸2萬余人口的生命、財產(chǎn)安全。為了切實地解決此問題，經(jīng)有關(guān)部門研究，決定在沙拉河上游新建廣慈水庫調(diào)蓄洪水。廣慈水庫主壩壩型為漿砌石重力壩，大壩全長208m，壩頂寬3m，最大壩高12.75m，總庫容50.02萬m3，屬小（2）型水庫，工程預(yù)算總投資1150萬元。

廣慈水庫開工建設(shè)后，首先進(jìn)行大壩地基高壓旋噴連續(xù)防滲墻工程施工，歷時50天。高壓旋噴采用單管法施工，共投入XY—100X型地質(zhì)鉆機5臺、HT—30型旋噴鉆機3臺。共完成鉆孔436個，累計鉆孔進(jìn)尺8686m，高壓旋噴注漿6359m，注入P.O 32.5級水泥1913.74t，工程投資227.18萬元。

2 工程地質(zhì)

2.1 地質(zhì)條件

水庫庫區(qū)位于建水盆地西南部湖積蝕余臺地之上。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)普查資料及實地工程地質(zhì)鉆探，壩基為新第三系（N）粘土、粉質(zhì)粘土與砂礫石、砂層互層，位于建水盆地沉積中心附近，沉積中心湖積層厚713m。其下基巖為泥盆系中統(tǒng)東崗嶺階（D2dn）灰?guī)r、白云巖。在鉆探揭示的深度范圍內(nèi)，壩基地層由淺至深情況見表1。

表1 壩基地層特性

2.2 壩基土層滲透性

大壩基礎(chǔ)持力地層為新第三系砂礫石層（N1），中等透水，含承壓型地下水，水量豐富，水位高。地質(zhì)勘探鉆孔時，地下水由孔口自流而出。為防止壩基滲流破壞，必須在主壩壩基1～1.5倍庫水頭深度范圍內(nèi)形成防滲帷幕，以保證大壩安全運行。

3 壩基防滲處理方案

為了防止大壩建成后壩基滲流破壞，必須進(jìn)行大壩基礎(chǔ)防滲處理。施工設(shè)計采用機械開挖、人工現(xiàn)澆混凝土防滲墻方案。防滲墻設(shè)計深度5m、厚度0.8m。

壩基處理工程開工建設(shè)后，根據(jù)實際地質(zhì)情況，原防滲墻設(shè)計深度不能滿足防滲要求，需要加深防滲深度。具體設(shè)計深度為第三系粗砂層（N3）底部以下1m，故防滲墻設(shè)計深度變更為12～30m。由于此防滲深度較深，且地下水量豐富，施工時，基坑開挖土方坍塌嚴(yán)重，機械無法施工，原現(xiàn)澆防滲墻施工設(shè)計方案不可行。結(jié)合此實際情況，經(jīng)有關(guān)專家進(jìn)行了多種方案比較后決定，將原施工設(shè)計變更為高壓旋噴連續(xù)防滲墻。

該工程由于工期緊、任務(wù)重，為了節(jié)約時間，決定高壓旋噴連續(xù)防滲墻工程的施工設(shè)計與試驗同時進(jìn)行。通過高壓旋噴試驗，取得最佳技術(shù)參數(shù)，從而指導(dǎo)設(shè)計及施工。

4 高壓旋噴試驗

為了獲得最佳的、適宜的技術(shù)參數(shù)和合理的經(jīng)濟方案，決定在壩基中間（原老河床段）進(jìn)行參數(shù)組合性及孔距范圍試驗。試驗段長7.5m，共14個孔，注漿進(jìn)尺244m。先后共做了2次試驗，獲得了最佳的、適宜的技術(shù)參數(shù)和合理的經(jīng)濟方案。各種技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 高壓旋噴防滲墻技術(shù)參數(shù)

5 高壓旋噴施工

5.1 施工方法

采用單管法高壓旋噴樁套接成墻的方法進(jìn)行施工。

5.2 施工步驟

平整場地→孔位放線、定位→引孔→注漿→清洗注漿系統(tǒng)→封孔。

5.3 施工工藝

5.3.1 造孔

由于注漿孔的孔深為12～30m，已接近單管法高壓旋噴施工適用的最大孔深范圍。為了保證鉆孔的垂直度以及后續(xù)高噴孔返漿順暢，注漿前先進(jìn)行造孔。造孔時將地質(zhì)鉆機安置在設(shè)計的孔位上，孔位偏差不大于5cm，保證機械的安裝平穩(wěn)、周正，并在施工中對鉆機、孔位進(jìn)行校正，以保證孔斜率不大于1%，孔徑不小于91mm。

5.3.2 配漿

選用0.5m3雙層立式攪拌機，攪拌機性能和攪拌能力，以保證漿液攪拌均勻、漿液類型和需漿量為準(zhǔn)。水泥漿自制備至用完不超過40min，并在制漿過程中及時檢查漿液密度。其中水灰比1.25∶1的水泥漿密度為1.42g/cm3，1.35∶1 的水泥漿密度為 1.40g/cm3。配漿過程中，應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行漿液過濾，防止噴嘴在作業(yè)中堵塞，影響施工。配好的漿液通過高壓泵用管道輸送至旋噴注漿機內(nèi)。

5.3.3 注漿

把帶有噴嘴的噴管下至設(shè)計噴底標(biāo)高以下0.3m，起動注漿泵，逐漸升至規(guī)定值，待漿液返至孔口后，才開始自下而上按設(shè)計的技術(shù)參數(shù)值進(jìn)行高壓旋噴，當(dāng)旋噴至墻頂標(biāo)高以上0.5m、漿液不再下沉?xí)r，即可停止旋噴。

5.3.4 清洗

噴射完完畢后，把噴管提至地面上，對整個注漿系統(tǒng)用清水進(jìn)行清洗，防止水泥凝固阻塞,清洗壓力為10MPa左右，清洗完畢后，移動塔架,準(zhǔn)備下一孔的噴射。

5.3.5 記錄

施工中，記錄人員應(yīng)做鉆孔參數(shù)、噴射時參數(shù)記錄，做到數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、及時、可靠，記錄整齊清潔。

5.4 特殊情況處理

在旋噴過程中，出現(xiàn)特殊情況，按以下方法進(jìn)行處理：a.施工中，高噴注漿因故中斷后恢復(fù)施工時，進(jìn)行復(fù)噴，其搭接長度不小于0.5m。

b.施工中，高噴中途拆卸噴射管時，進(jìn)行復(fù)噴，其搭接長度不小于0.2m。

c.高噴注漿中，孔口不返漿時，應(yīng)立即停止提升，清洗鉆孔，疏通返漿通道，待孔口正常返漿后再繼續(xù)高噴注漿。

6 工程質(zhì)量檢查

高噴注漿結(jié)束后，應(yīng)對施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查。對于厚度大和深度小的高噴板墻可選用鉆孔檢查法。注漿結(jié)束28天后，每個單元工程布一個檢查孔，檢查孔位于相鄰的兩個注漿孔中間，并自上而下分段進(jìn)行鉆孔取芯、靜水頭壓水試驗，檢查成樁效果和透水率。壓水試驗壓力為1.5倍壩前水頭。

鉆孔取芯、靜水頭壓水試驗結(jié)果表明：墻厚滿足要求，混凝土均勻密實，墻體連續(xù)完整，透水率q＜5Lu，各項指標(biāo)均符合設(shè)計要求。

7 結(jié)語

廣慈水庫高壓旋噴連續(xù)防滲墻工程竣工后，取得了良好的防滲效果，降低了大壩基礎(chǔ)開挖難度，加快了施工進(jìn)度，減少了工程投資。目前建水縣類似工程實例尚少，它的成功，為今后類似工程建設(shè)提供了可借鑒的經(jīng)驗。