噴射灌漿技術(shù)在白河水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水利工程也在如火如荼的建設(shè)中，而水庫(kù)的除險(xiǎn)加固在水利工程中具有重要的地位，目前在水庫(kù)的加固工程中采用最新的噴射灌漿技術(shù)將大大地提高水庫(kù)加固工程的施工質(zhì)量，高壓噴射灌漿在病險(xiǎn)水庫(kù)防滲加固工程應(yīng)用能有效地解決土壩壩基滲漏等問(wèn)題。文章介紹了高壓噴射灌漿設(shè)計(jì)及高壓噴射灌漿技術(shù)在白河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用，同時(shí)簡(jiǎn)述了高壓噴射灌漿的施工計(jì)算參數(shù)以及施工中質(zhì)量的控制。

關(guān)鍵詞：高壓噴射灌漿；水庫(kù)；加固；防滲

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2012）31-0039-03

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的水庫(kù)工程由于施工技術(shù)落后，施工完成后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間就要對(duì)水庫(kù)重新除險(xiǎn)和加固，防止?jié)B漏，因此如何提高水庫(kù)的使用壽命，就需要采用新的技術(shù)，于是在白河水庫(kù)除險(xiǎn)加固施工中采用了高壓噴射灌漿技術(shù)，用來(lái)提高水庫(kù)的施工科技含量。

白河水庫(kù)位于湖北省當(dāng)陽(yáng)市王店鎮(zhèn)雙蓮村，距宜昌市70km，距當(dāng)陽(yáng)市35km。攔截長(zhǎng)江左岸一級(jí)支流瑪瑙河上游支流白河。根據(jù)相關(guān)資料，該水庫(kù)壩址以上承雨面積39.91km2，總庫(kù)容1990萬(wàn)m3，是一座以灌溉為主，兼有城鎮(zhèn)供水、防洪、發(fā)電等綜合效益的中型水庫(kù)樞紐工程。水庫(kù)1992年復(fù)核時(shí)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)系按50年一遇洪水設(shè)計(jì)。1996年，完成大壩上游面的砼護(hù)坡和溢洪道護(hù)砌?，F(xiàn)已運(yùn)行40

余年。

1 白河水庫(kù)的水文情況

從野外調(diào)查來(lái)看，壩址區(qū)多為第四系地層覆蓋，沒(méi)發(fā)現(xiàn)明顯斷裂構(gòu)造痕跡，少量巖體呈全風(fēng)化，地表裂隙不甚發(fā)育。壩址區(qū)為低山丘陵地貌，地面高程一般為165.0～180.0m，河床高程為154.0～165.0m，地勢(shì)起伏不大，該段河流順直，河谷開(kāi)闊，河床寬400～500m。壩址區(qū)主要出露第四系和少量第三系地層，下第三系方家河組地層為灰白色厚層狀含礫砂質(zhì)泥巖，該層總厚度約84m，地表一般呈全風(fēng)化到中風(fēng)化，強(qiáng)度較低，分布于主壩右岸和副壩兩壩肩范圍。

2 白河水庫(kù)存在的主要問(wèn)題

（1）主副壩防浪墻開(kāi)裂傾斜，主壩和2號(hào)副壩壩頂欠寬。防浪墻開(kāi)裂傾斜，高水位時(shí)水流漫過(guò)壩體。主副壩上游坡未完全護(hù)砌，且護(hù)砌部分的局部混凝土護(hù)坡塌陷風(fēng)化嚴(yán)重。主副壩下游游坡均出現(xiàn)散浸現(xiàn)象。

（2）溢洪道進(jìn)出口未襯砌，消力池出口沖坑已影響結(jié)構(gòu)安全，控制段擋土墻裂縫、傾斜嚴(yán)重，有垮塌的危險(xiǎn)，護(hù)砌部分強(qiáng)度低，碳化嚴(yán)重，未做截滲處理，控制段下游出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

（3）輸水涵管和豎井砼強(qiáng)度不滿足要求；涵管管壁裂縫漏水，止水失效，漏水嚴(yán)重，危及壩腳安全；豎井混凝土碳化嚴(yán)重，強(qiáng)度低。

因水庫(kù)存在以上病險(xiǎn)，嚴(yán)重地影響水庫(kù)效益的正常發(fā)揮。鑒于目前存在的種種險(xiǎn)情和問(wèn)題，使水庫(kù)與工程自身所擔(dān)負(fù)的巨大任務(wù)極不相稱。為此，需要對(duì)工程進(jìn)行除險(xiǎn)加固，以恢復(fù)工程應(yīng)有的

作用。

3 白河水庫(kù)高壓噴射灌漿施工

在白河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中要使用高壓噴射灌漿技術(shù)，這種技術(shù)主要是使用高壓發(fā)生裝置，采用一種特制的鉆孔的桿，通過(guò)高壓的管子將攪拌好的混凝土水泥漿，在三重管噴射工藝的作用下，噴射到開(kāi)挖土石方的前面和連接處，通過(guò)水泥漿的不飽和特性，可以把墻面上的不均勻的地方以及空洞和縫隙填滿，尤其適合于年久失修的水庫(kù)的防滑坡，具有優(yōu)秀的防滲漏的效果，具有優(yōu)良的強(qiáng)度。

3.1 高壓噴射灌漿漿液的調(diào)制

3.1.1 高噴灌漿漿液使用水泥漿。所使用的水泥采用普通硅酸鹽水泥，其強(qiáng)度等級(jí)可為32.5級(jí)或以上，質(zhì)量應(yīng)符合GB175的規(guī)定。

3.1.2 高噴灌漿用水符合DL/5144中混凝土拌和用水的要求。

3.1.3 高噴灌漿漿液的水灰比為1：1，有特殊要求時(shí)，可加入下列摻合料：

膨潤(rùn)土：其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

黏性土：塑性指數(shù)不宜小于14。

粉煤灰：其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)參照DL/5055。

砂：宜為質(zhì)地堅(jiān)硬的天然砂或人工砂，最大粒徑不宜大于2mm。

3.2 高壓噴射灌漿噴射參數(shù)的選擇

在漿液配置好之后，就需要確定高壓噴射的高度和厚度，首先要確定噴射水泥漿的厚度。在噴管的工作角度下，高壓擺噴砼體需要比旋噴砼體的有效長(zhǎng)度多一半，噴射的擺動(dòng)角度和寬度有一定的聯(lián)系，需要根據(jù)水庫(kù)墻體的厚度還有結(jié)構(gòu)的應(yīng)力綜合分析來(lái)確定抗?jié)B強(qiáng)度，根據(jù)公式來(lái)計(jì)算，白河水庫(kù)的墻體所在的地質(zhì)環(huán)境為半砂礫地基，高壓噴射灌漿需要將上部和地基一體化結(jié)合穩(wěn)定，噴射后的板墻也要保持穩(wěn)定。

因此，噴射水庫(kù)水泥漿在板墻上厚度采用下面的計(jì)算公式：

在上面公式中：D代表水庫(kù)防滲板墻厚（m），H0代表水庫(kù)壩前水深（m），h代表水庫(kù)下游水深（m），L0代表水庫(kù)防滲墻前透水層的滲進(jìn)深度（m），K0代表水庫(kù)前砂礫石層的滲透的系數(shù)（m/d），K1代表水庫(kù)防滲體的滲透的系數(shù)（m/d），J0代表水庫(kù)防滲體的允許的滲透坡降。

經(jīng)上式計(jì)算可得：D=0.2，因此水泥漿在板墻上噴射厚度為0.2m，其中最少厚度不少于0.15m。

3.3 高壓噴射灌漿技術(shù)的一般要求

在白河水庫(kù)除險(xiǎn)加固需要應(yīng)用重要的、地層復(fù)雜的或深度較大的高噴墻工程，要使用高壓噴射灌漿技術(shù)，同時(shí)要在采用單孔和不同孔、排距的群孔上進(jìn)行，只有這樣才能確定高噴灌漿的方法及其適用性，確定了之后才能具有有效樁徑、施工參數(shù)、漿液性能要求、適宜的孔距排距、墻體防滲性能等。在此次白河水庫(kù)除險(xiǎn)加固中使用高噴灌漿的一般工序?yàn)闄C(jī)具就位、鉆孔、下入噴身管、噴射灌漿及提升、沖洗管路、孔口回灌等。依據(jù)工程規(guī)模劃分單元工程，并進(jìn)行鉆孔編號(hào)，之后才能進(jìn)行順利的施工。

3.4 高壓噴射灌漿施工的質(zhì)量控制措施

在白河水庫(kù)的高壓噴射灌漿完成以后就需要對(duì)其進(jìn)行回填灌漿質(zhì)量檢查，該步驟需要在灌漿結(jié)束7天后進(jìn)行，灌漿結(jié)束后，按要求漿有關(guān)資料提交監(jiān)理人，以便確定檢查孔孔位，檢查孔應(yīng)布置在頂拱中心線脫空較大、串漿孔集中及灌漿情況異常的部位。檢查孔的數(shù)量應(yīng)為灌漿孔總數(shù)的5%。

采用鉆孔注漿法進(jìn)行回填灌漿質(zhì)量檢查，應(yīng)向檢查孔內(nèi)注入水灰比為2：1的水泥漿，在規(guī)定壓力下，初始10min內(nèi)注入量不超過(guò)10L，即為合格。否則應(yīng)按監(jiān)理人指示或批準(zhǔn)的措施進(jìn)行處理。灌漿孔灌漿和檢查孔鉆孔注漿結(jié)束后，應(yīng)采用干硬性水泥砂漿將鉆孔封填密實(shí)，并將孔口壓抹平整，之后交給監(jiān)理人員檢測(cè)合格才可以交付使用。

4 結(jié)語(yǔ)

在白河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中，高壓噴射灌漿使用的是強(qiáng)制性破壞原土層結(jié)構(gòu)，不存在一般注漿的可灌性問(wèn)題，只要高壓射流能破壞的地層如細(xì)沙、特細(xì)沙、粘性土均可處理，對(duì)塊、卵石層、礫石層及集中滲漏的空間，以對(duì)各種射流機(jī)理加之繞流、位移等作用將地層顆粒予以充填封堵，因此該技術(shù)在白河水庫(kù)施工取得了良好的效果，在本工程中得到了成功的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 王殿武，于木洋.平原水庫(kù)工程技術(shù)研究與實(shí)踐[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2004.

[2] 水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范（SL62-94）[S].北京：中國(guó)水利水電出版社，1994.

[3] 劉保軍，黨進(jìn)謙.冊(cè)田水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固措施探討[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2007，5（3）.

[4] 陳璐，黃紅萬(wàn)，童慶鶴，曾慶江.高壓噴射灌漿防滲技術(shù)及其應(yīng)用[J].湖北水力發(fā)電，1998，（3）.

[5] 李榮，葉權(quán)勝.高壓噴射灌漿在堤防基礎(chǔ)防滲工程中的應(yīng)用[J].城市道橋與防洪，2009，（6）.

作者簡(jiǎn)介：徐軍鴻（1965-），男，湖北天門人，中國(guó)葛洲壩集團(tuán)三峽實(shí)業(yè)有限公司工程師，研究方向：水利水電管理。

（責(zé)任編輯：周 瓊）