高噴灌漿在東湖水庫(kù)壩基防滲處理中的應(yīng)用

邢 路

（惠州市水電建筑工程有限公司，廣東 惠州 516001）

1 工程概況

東湖水庫(kù)位于廣東省陽(yáng)東縣那龍鎮(zhèn)東南部那龍河上游，是一座以灌溉、防洪為主，兼發(fā)電、供水、養(yǎng)殖及旅游業(yè)等綜合利用的大型水庫(kù)。水庫(kù)集雨面積51.148km2，總庫(kù)容1.27億m3。主壩原壩頂高程為36.30m，壩體為人工填土，填土最大厚度28.30m。室內(nèi)垂直滲透系數(shù)平均值為8.79×10-4cm/s，現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)推得滲透系數(shù)K=3.65×10-4~9.39×10-3cm/s。壩基分別為沖積層，殘積土層，粉砂巖。

沖積層位于主河床，主要為細(xì)砂，礫質(zhì)粗砂，卵礫石。細(xì)砂層底高程7.20m，層厚4.00m，室內(nèi)垂直滲透系數(shù)為9.80×10-2cm/s；礫質(zhì)粗砂底高程1.18~6.19m，層厚1.77~6.00m，室內(nèi)垂直滲透系為3.88×10-1cm/s；卵礫石底高程0.66~2.34m，層厚8.53~9.00m。殘積土層位于壩頭，層底高程12.18~23.05m，層厚2.90~7.00m。粉砂巖為泥質(zhì)長(zhǎng)石石英粉砂巖，全風(fēng)化層厚1.50~8.60m，層頂高程為 0.66~31.00m，層底高程為-1.84~29.00m，現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)推得滲透系數(shù)K=1.12×10-4~8.38×10-3cm/s，強(qiáng)風(fēng)化層節(jié)理發(fā)育，巖心塊狀，該層連續(xù)分布。

本次主壩壩基防滲處理，主要采用高壓噴射灌漿。

2 主壩壩基防滲設(shè)計(jì)要求

在主壩樁號(hào)0＋016.44~0+160.44壩段砂土基礎(chǔ)進(jìn)行高壓噴射灌漿。按設(shè)計(jì)圖，主壩高壓噴漿為雙排，鉆孔沿原壩軸線布置，孔中心線距設(shè)計(jì)壩軸線12.04m，孔排距1.0m。主壩中部采用旋噴套接，孔距定為1.0m；兩端采用擺噴折接，孔距定為1.5m，折接擺角不小于30。主壩高壓噴漿軸線總144m，共計(jì)布置119個(gè)孔位，沿原壩軸線雙排布置。Ⅰ區(qū)（壩左段，長(zhǎng)40延米，孔編號(hào)為1#~27#）為擺噴折接，Ⅱ區(qū)（壩中部，長(zhǎng)64延米，孔編號(hào)為28#~92#）為旋噴套接，Ⅲ區(qū)（壩右段，長(zhǎng)40延米，孔編號(hào)為93#~118#）為擺噴折接。

高壓噴射灌漿作業(yè)前進(jìn)行地質(zhì)復(fù)勘（或利用先導(dǎo)孔），采取芯樣，核對(duì)地層，灌漿孔底入全風(fēng)化底層，頂層與劈裂灌漿搭接1m，以避免搭接處出現(xiàn)斷層。

3 高噴灌漿施工工藝

（1）參數(shù)確定。該工程采用旋噴套接搭接、擺噴折接搭接方式，旋噴樁樁距1.0m。擺噴樁樁距1.5m，擺角45度折接。針對(duì)本工程的特點(diǎn)，經(jīng)試驗(yàn)確定采用二管法或三管法高壓噴射工藝，其高噴主要工藝參數(shù)如下：①孔間距：旋噴1.0m，擺噴1.5m；②高壓水：工作壓力35~38MPa（旋噴取33~35MPa，擺噴取 34~38MPa），流量 Q=80L/min；③水泥漿：采用普硅 32.5（R）水泥，漿液壓力：0.5~1.0MPa；比重大于1.5~1.65，水灰比不大于 1:1，流量 Q=60~80L/min；④氣：氣壓 0.5~0.7MPa，排風(fēng)量0.8~1.0m3/min；⑤提升速度：旋噴取8cm/min，擺噴取8cm/min；⑥轉(zhuǎn)動(dòng)速度：取10r/min；⑦鉆孔：孔斜率≤1%，孔位偏差≤2cm。

（2）施工工序。高壓噴射灌漿施工順序：先施工下游排，后施工上游排；每排的I、II序孔分序噴灌，主要施工工序：定孔位→造孔→終孔工序取芯→測(cè)斜→下噴射管→制漿（高壓水、壓縮氣）→旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)噴射→提升→成墻（冒漿）→回灌→檢查驗(yàn)收。

4 高噴灌漿施工方法

（1）施工前試驗(yàn)。在施工前要選定有代表性的壩段進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)勘探資料和試驗(yàn)數(shù)據(jù)合理調(diào)整施工參數(shù)，確保高噴灌漿質(zhì)量。水壓、氣壓、提升速度、漿液比重等施工參數(shù)作為施工過(guò)程中質(zhì)量檢查的主要指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正和整改。

（2）施工方法。①鉆機(jī)就位：鉆機(jī)就位的要求是使鉆機(jī)帶鉆頭、鉆具或注漿管對(duì)準(zhǔn)孔位并且其方向符合設(shè)計(jì)要求。②鉆孔：在施工軸線上每隔（旋噴1.0m，擺噴1.5m）用木樁定一孔位，每隔50m設(shè)一控制樁以定孔位，移鉆機(jī)至孔位，孔位偏差不大于2cm，孔斜率不大于1%。鉆機(jī)底盤(pán)整平、立軸垂直后開(kāi)始鉆孔，泥漿或套管護(hù)壁，鉆至設(shè)計(jì)深度后移至下一孔位，并做好鉆進(jìn)過(guò)程記錄。選取部分高噴孔作為先導(dǎo)孔，采取芯樣，核對(duì)地層，以確定樁的樁頂和樁底高程，灌漿孔底入全風(fēng)化底層，頂層與劈裂灌漿搭接1m。③噴機(jī)就位：鉆孔完畢后移開(kāi)鉆機(jī)，使噴機(jī)對(duì)準(zhǔn)孔位并且其方向符合設(shè)計(jì)要求。④下噴射裝置：移高噴臺(tái)車至鉆孔孔位，開(kāi)啟供水、氣、漿系統(tǒng)，檢查各項(xiàng)施工參數(shù)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，管路是否暢通，然后下噴射管至設(shè)計(jì)深度。⑤供水、氣、漿：再次開(kāi)啟供水、氣、漿系統(tǒng)。⑥噴射作業(yè)：當(dāng)下噴射管至設(shè)計(jì)深度，供水、氣、漿系統(tǒng)準(zhǔn)備好后可以按設(shè)計(jì)要求開(kāi)始噴射漿液，并隨時(shí)做好噴射工藝記錄，在噴射作業(yè)同時(shí)要排走冒漿，并清除排漿系統(tǒng)的沉淀物。⑦噴管擺動(dòng)提升：待孔口冒漿正常及各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到要求后旋轉(zhuǎn)（或按一定擺動(dòng)角度）和提升速度，擺動(dòng)和提升噴管。⑧靜壓漿液（回漿）：該孔噴完后移機(jī)，然后向該孔回灌純水泥漿或下一噴孔的冒漿，直至孔口漿面不再下沉為止。如此反復(fù)，即形成一道連續(xù)的防滲板墻。

5 高噴灌漿施工質(zhì)量控制

（1）地質(zhì)鉆機(jī)造孔時(shí)，鉆頭直徑應(yīng)不小于φ130，鉆進(jìn)過(guò)程中，及時(shí)調(diào)整樁機(jī)立軸垂直，確保引孔垂直度偏差小于1%；通過(guò)地質(zhì)復(fù)勘或利用先導(dǎo)孔每隔10m左右抽取孔底下部巖土樣進(jìn)行鑒定，確保孔深滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）高噴施工分單雙序進(jìn)行，隔孔施工，相鄰高噴孔施工的時(shí)間間隔不少于24小時(shí)；插入噴射管時(shí)可使用低壓水和少量壓縮空氣，邊射水氣，邊插管，或者用膠帶封閉高壓水嘴和氣嘴，可以不送高壓水和空氣下管，以確保噴射管下達(dá)設(shè)計(jì)深度。但不能強(qiáng)行下管，如扭轉(zhuǎn)噴射管等。

（3）正式提升噴漿前，一定要待泵壓風(fēng)壓上升至額定值方可提升，提升速度按設(shè)計(jì)要求執(zhí)行，不得加快。嚴(yán)格控制漿液比重，每班測(cè)4～5次，當(dāng)比重誤差超過(guò)1%，應(yīng)停噴，調(diào)整水灰比；拆卸注漿管節(jié)造成停噴，續(xù)噴時(shí)應(yīng)在停噴點(diǎn)加深0.3m，再進(jìn)行噴射提升。

（4）經(jīng)常檢查和調(diào)整泵壓、泵量、漿壓、輸漿量、空壓機(jī)風(fēng)量和提升速度，核定實(shí)際用漿量；噴射過(guò)程如出現(xiàn)不冒漿時(shí)，一定要增大注漿量，待返漿后再進(jìn)行提升，或停止噴射,檢查地下是否存在涵洞或者地下河流，如果有,采取封堵措施或者添加化學(xué)早凝劑。如出現(xiàn)反漿量過(guò)大，采用縮小噴嘴或加快提升速度等措施。一旦出現(xiàn)中斷供漿、供氣、供水，立即將噴管下沉至停供點(diǎn)以下0.5m，待復(fù)供后再進(jìn)行提升。因故停工3h時(shí)，妥善清洗泵體和噴漿管道。如停供點(diǎn)發(fā)生中粗砂層中，提管至該層頂部，防止埋管。

（5）當(dāng)提升至設(shè)計(jì)樁頂下1.0m深度時(shí)，放慢提升速度至設(shè)計(jì)高程，然后繼續(xù)提升一段距離(0.5m以上)才停噴。噴射作業(yè)結(jié)束后，用冒出漿液回灌到孔內(nèi)，直至不下陷為止。

6 結(jié)語(yǔ)

高噴灌漿是解決水庫(kù)壩基防滲問(wèn)題的一種有效措施，得到了廣泛應(yīng)用。但高噴防滲墻對(duì)施工工藝要求較高，合理選擇適合工程具體情況的孔距、施工參數(shù)等是高噴灌漿設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素。同時(shí)還必須對(duì)高噴灌漿施工質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，使旋噴樁和擺噴墻具有堅(jiān)固、連接緊密，能抗壓、防滲，才能確保符合技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，起到良好的防滲作用。