高壓擺噴灌漿技術在水庫除險加固工程中的應用

周來國

(新疆匯通水利電力工程建設有限公司，烏魯木齊830000)

0 引 言

高壓擺噴灌漿技術即為利用高壓漿液和高壓水形成速度極快的噴射流，從而對地層土體進行切割、沖擊及破碎的一種施工技術，其還能將水泥當做基質漿液混于地層土體中，從而形成具有一定厚度的板墻狀凝結體，用以提升地基的承載及防滲能力。現如今，高壓擺噴灌漿技術已經被廣泛應用于各大小水利工程建設中，成為水利工程發展過程中必不可少的施工技術。本文結合新疆某水利工程，對高壓擺噴灌漿技術進行簡要分析。

1 工程概況

新疆某水庫是一座以蓄水及灌溉為主，以防洪、發電、供水及養殖為輔的中型水庫。水庫建于1973年，大壩是黏土反斜墻砂殼壩，其最高值是45.6 m，壩頂的高程是100.8 m，長度是460 m，寬度是4 m。該大壩以上流域的面積是63 km2，其中設計的灌溉面積約在7 333.33 hm2左右，防洪面積是86 km2，受益的人口約15 萬。該水庫除險加固工程項目建設開始于2003年4月，于2005年12月基本完工。該工程建設的內容包括大壩的防滲加固、壩面整治、加寬壩頂、完善觀測設施、加固溢洪道及輸水隧洞等。此外，該工程的施工主要分為3個標段，其中第1個標段的主要內容是對大壩防滲墻和壩基帷幕進行灌漿，對輸水洞進行加固等［1］。

2 防滲墻施工的主要工藝

2.1 鉆機的定位及鉆孔施工

本工程采用一次性放線進行孔位確定，該項工作必須由專業的測量員進行，必須要在每隔十五個孔且不會被施工影響的位置進行控制樁的設置;鉆機要安放在確定的孔位處，轉頭要對準孔心，同時鉆機還要進行水平校正并予以固定;鉆機穩定并對正孔位之后要對主軸的垂直度進行核對，保證立軸和地面的水平線保持絕對垂直。施工所用的所有鉆機都要按圖紙進行編號，并標明施工次序。

2.2 配制泥漿

本工程用的是純水泥漿，水泥為硅酸鹽32.5#，水灰比是1∶1 ～1.5;水泥漿要進行嚴格過濾，以避免堵塞事故的發生，當環境的溫度≤10 ℃時，漿液儲存的時間≤5 h，當環境的溫度≥10 ℃時，儲存的時間≤3 h。

2.3 進行噴射管下入

下噴射管之前，要先送入水和氣進行試噴，直到各個噴射參數符合標準為止。試噴合格后，噴嘴要用膠布包扎，注漿管要下入到預定的孔深，下管過程中可用低壓送水、低壓送氣及低壓送漿的方式來避免噴嘴堵塞。當鉆孔的深度到達設計標準后，將鉆桿拔出，之后將噴射管下到設計深度。噴管下入前要先進行地面上的低壓射水檢測，確認噴嘴是否通暢［2］。

2.4 灌漿施工

高壓擺噴灌漿為雙噴嘴，三重管，采用由下及上，單排擺噴的方式進行連續噴管。噴管下入結束之后要立刻啟動攪拌機，進行漿液拌制，讓其順著管道進入噴嘴，進行高壓擺噴灌漿，一邊噴射一邊提升。同時，要注意對漿液壓力、流量及風量、風壓、擺動及升速等相關參數進行檢測，確定達到標準并詳細記錄。漿液溢出后，按預定要求進行提升、旋轉，由下及上擺動，邊噴邊擺動、邊轉動，提升到設計要求的高度時，停止送氣和漿，并將噴管提出。進行噴射時，相關技術人員要對澆筑漿液的氣量、流量、壓力及擺、旋與提升速度等參數進行檢查，確認符合要求并詳細記錄。

2.5 靜壓填充及移機

每個孔的噴射完成之后要進行及時的不間斷回灌，使其達到飽滿，直到孔口處的漿液面停止下沉，以保證成墻的質量。高壓噴射結束后要在進行沖刷過后將機具移至新孔。施工結束時要對高壓泵及泥漿泵進行沖洗，確保管機內沒有殘存泥漿。

3 高壓擺噴灌漿中的關鍵技術控制

3.1 孔斜的控制

采用鉆前控制及鉆進控制對孔斜進行控制。鉆前控制是指保證立軸的垂直及鉆孔基座的水平，孔間誤差要控制在50 mm以下。鉆進控制則是要求鉆桿垂直度、鉆機立軸、磚進工藝及方法一定要能夠與地層相適應，此外，鉆具長度要＞6 m，深度＜15 m的孔段要確保為零。鉆進時，質檢員要對立軸垂直度進行校正，且要在孔深＜20 m之后的每5 m處進行孔斜檢測，發現并糾正問題。終孔時，剩余孔段自孔底向上每5 m處進行孔斜檢測，到孔口為止，最后測出的空斜率≤1%。

3.2 工藝參數的控制

高噴過程中，必須嚴格控制擺角、擺速及提速等重要參數，選擇質量優、相適性強的漿液原料，拌制出高質量的灌漿漿液。拌制漿液的材料必須與設計要求相符，杜絕使用不合格材料，漿液的配制及其程序配置必須要嚴格按照設計要求進行，使其具有優良的穩定性及流動性。漿液從配置到用完的時間≤2 h。選用的水泥要是強度超過32.5 MPa的純水泥，高速攪拌時間要＞30 s，從制備到用完的時間≤4 h，施工前要對材料及漿液進行現場試驗。

3.3 常進行漿、水、氣檢測

高噴過程中，要對氣量、漿量及水淹進行經常性檢測，經常對回漿及進漿的比重進行測試，每20 ～30 min對進漿及回漿密度、回漿量等進行測試，水壓要有專人進行分秒不間斷觀察，對壓力驟減、壓力驟增或漿量、濃度異常等狀況要及時處理。進漿比重的誤差＞0.1 時要停止灌漿施工，并及時調整水灰比，用最快的速度恢復施工。

3.4 中斷噴漿的處理

高噴過程中要保證供給漿、水、氣的管路暢通無阻且密封完好，隨時對設備的運行情況進行檢查，各個環節要協調配合，防止中斷。如果出現水泵壓力不夠、停電、供漿不足或回漿異常等問題，注漿將會被中斷。噴漿恢復后，必須要進行長度為0.5 m的復噴，使得墻板可靠性及連續性得以保證。該工程的孔深較大，需要卸管，卸管之后要下放噴管進行復噴，搭接長度＞0.3 m。

3.5 回漿利用及孔口冒漿現象

時刻關注孔口溢漿現象，及時按規定處理不反漿及溢漿量＞20%等情況。溢出的部分漿液大部分都是水泥漿，要將其導入沉淀池，經過二級過濾的砂殼處回漿會沉淀地層里的砂顆粒，將無沉淀回漿泵盡快送回攪拌機進行回收利用，達到節約成本、保護環境的作用。該工程經過圍井試驗，對砂殼處回漿進行過濾回收，回漿密度因此要適量增大，≤1.7 g/cm3;其他結構層回漿未利用。

3.6 靜壓回灌

“三分灌，七分噴”是高噴施工的一句俗語，其體現出回灌施工的重要性。噴射完成后要將回收的回漿連續回灌入孔內，直到孔內的液面不再下沉。

4 結 語

將高壓擺噴灌漿技術應用于該工程除險加固施工過程中，有效實現了補強灌漿難以達到的防滲效果，說明該項防滲施工技術值得被更為廣泛地應用于各個水利工程建設過程中。當然，相關人士及專家還要對其進行不斷地研究，力求研制出更利于水利工程建設的施工技術，促進水利建設的穩定發展。

［1］肖美艷. 高壓擺噴灌漿技術在劉屯水庫除險加固中的應用［J］. 黑龍江水利科技，2013，41(03):229－231.

［2］薛波. 高壓擺噴灌漿技術在孟州順澗水庫除險加固工程中的應用［J］. 河南水利與南水北調，2010 (07):140－141.