高壓擺噴灌漿施工技術在堤防防滲處理工程中的應用

陳 輝

（新疆昌源水務集團有限公司 新疆 烏魯木齊 830000）

1 工程實例介紹

堤防工程位于某水庫工程下游位置，堤防總長度2485.5m，堤防工程堤線沿河岸布置。水庫正常蓄水位1205.00m，設計洪水位1205.5m，校核洪水位 1275.78m，死水位1248.50m，水庫總庫容108.52萬m3，調節庫容92.24萬m3，水庫建成后向核桃場提供灌溉和供水，多年平均供水量為164萬m3。

2 地質條件分析

堤防地段位于河流的左岸，堤外的河灘比較窄，堤防距離江邊的直線距離大約1.5m左右，堤坡內側為寬度為420m～1020m的一級階地，地形開闊、平坦，地面高程為20m～22m。階地后方屬于丘陵地段，和深墻段后420m～730m的山體相互對應，山體兩側地勢平坦。

工程經過地質勘探取樣實驗，工程地質根據現場勘測情況該工程主要為砂卵石巖層。砂卵石層含量約80%～90%，砂卵石粒徑約30mm～90mm，砂卵石級配不是很好，但是磨圓度較好。其余分布了較松散的第四系堆積層，土層的上部為粉質粘土、粘土和粉質壤土組成，部門區域為淤泥質粘土組成的粘土層。粘土層的厚度為3.0m～3.5m，局部厚度為4m，下部為中粗砂層、中細砂層和粉細砂層組成的厚度為4.2m～4.5m的強透水性砂層。

3 堤防滲漏原因分析

堤防工程根據地質勘察情況分析，堤防基礎大部分為砂卵石基層，局部由粉土層和粘土層組成，堤防堤身及上部填筑料全部為粉土和砂卵石料，填筑料透水性非常強。水庫正常蓄水后，庫區水位提高導致堤身及堤防基礎出現大量滲漏現象。從堤防整體分析，堤防滲漏的主要原因為堤防地基基礎和堤身的透水率均較強，最終引起了堤防在水位上升后發生滲透變形。

4 高壓擺噴防滲處理方案設計

根據分析水庫堤防滲漏的原因，堤防防滲采用高壓擺噴灌漿施工技術進行處理。在樁號0+000.0～2+485.5m沿堤軸線的方向布置高壓擺噴鉆孔，鉆孔布置間距為0.8m，鉆孔為單排孔，鉆孔頂布置在1230.5m高程。高壓擺噴灌漿深度為6.5m～10.5m，灌漿材料選用PO.42.5水泥。為使漿液能夠很好的緊密結合，高壓擺噴灌漿施工時在接觸面處增加擺噴射漿時間，并在擺噴過程中將搖擺速度緩減。根據灌漿深度，灌漿鉆孔深度透水率小于10Lu以下進入基巖層不小于0.5m。

表1 高壓擺噴灌漿施工技術參數

5 高壓擺噴施工工藝流程及方法

5.1 施工工藝流程

工程堤防防滲處理高壓擺噴施工采用兩序孔施工工藝進行鉆孔灌漿，首先進行第1序孔施工，第1序孔施工完成后孔內水泥漿液初凝后立即進行第2序孔施工。擺噴灌漿施工前先進行試驗，采用試驗確定技術參數。具體施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

5.2 施工方法

5.2.1 擺噴試驗

灌漿機就位后，先開始高壓擺噴試驗，并選好漿液噴射的方向后開始下管至孔內底部。試驗主要是根據地質情況的分析相關技術參數是否滿足設計及規范要求，試驗最終得出可行、合理的技術參數，試驗地點布置在上游15m范圍內，試驗孔間距1.0m～1.5m。試驗7天后檢查擺噴試驗是否合格，水泥漿密實情況以及水泥漿包裹砂卵石密實度等是否合格，試驗施工完成后進行鉆孔取芯測試防滲體的強度、滲透系數、密實度以及水泥消耗量，經過試驗發現孔距在1.5m非常合理。

5.2.2 造孔及射漿管安裝

鉆孔施工前進行鉆機安裝，鉆機安裝要平穩，采用水平和鉛垂儀校正鉆機，使鉆機平臺水平和垂直，鉆孔過程中孔位偏差不得大于50mm。鉆孔施工時及時采用測斜儀對鉆孔傾斜度進行測量，一旦測量鉆孔傾斜立即采取補救措施，根據相關要求規定，成孔傾斜度一般小于1%。鉆孔完成后立即往孔內注入濃度大的泥漿進行護壁防止孔內坍塌。高壓擺噴灌漿施工中鉆孔是非常灌漿的一道施工工序，特別在砂卵石層鉆孔時進尺必須緩慢進行，鉆孔護壁隨著鉆孔同時跟隨進行施工，鉆孔困難導致孔內坍塌封堵。工程采用粘性較好的粉土以及粘土濃漿進行孔內護壁施工，鉆孔采用沖擊回鉆鉆進施工方法進行施工。

5.2.3 灌漿

灌漿施工采用兩序孔進行灌注，即先施工完Ⅰ序孔，然后再施工Ⅱ序孔。漿液灌注時首先按照要求的參數進行噴射漿液，灌注時待一切正常以及漿液溢出孔口后開始提升噴射，漿液噴射至砂卵石及粉土層以下2.5m。灌漿過程中砂卵石層段注漿孔出現漏漿但不冒漿時，立即停止提升噴射，并加強漿液的濃度，持續到孔口有漿液冒出再開始提升噴射。單孔灌漿結束后采用純水泥漿進行補灌回填，持續到孔內漿液不下沉方可停止。高壓擺噴灌漿漿液注入過程中隨時監測并記錄水泥漿比重及流量、水壓力機流量、氣壓力及流量、漿壓力及流量、噴漿擺角、夾角、噴機提升速度。擺噴灌漿施工時，提升噴射必須等到孔內有回漿出現方可提升。在砂卵石層和砂礫石以及粉土層由于地層滲透力較強，所以擺噴灌漿時提升速度不能過快，一般提升速度控制在10cm/s～15cm/s。施工過程中，必須控制好提升速度，并且要充分的節約水泥消耗量。

5.2.4 質量檢查

擺噴灌漿施工完成后進行鉆孔取芯檢測，檢測質量是否滿足設計及規范要求，各項指標是否合格，主要檢測水泥消耗量、包裹砂卵石密實性、強度、密實度、滲透系數以及抗滲強度。經鉆孔取芯檢測確定高壓擺噴灌漿施工技術的正確應用和施工，使得堤防防滲處理非常成功，而且防滲質量良好，確保了堤防后期能夠很好的安全運行。通過多方專家研究并討論，得出高壓擺噴灌漿施工技術在砂卵石層、砂礫石層、粉土層防滲處理效果很明顯、很成功，而且施工質量能夠滿足設計及規范要求，防滲處理質量合格。

6 防滲處理質量檢查及效果分析

堤防防滲處理高壓擺噴灌漿施工屬于隱蔽性工程，施工過程中水灰比的控制、高壓輸水壓力以及噴射管提升過程中的速度等都要很好的去控制，同時對施工參數要合理的選用，確保高壓擺噴灌漿施工質量能夠保證堤防防滲效果。

高壓擺噴灌漿施工完成后要檢查灌漿防滲墻的質量。質量檢查采用鉆孔取芯法，檢查位置取高壓擺噴兩孔之間的墻體鏈接位置處，鉆孔從上到下分段進行取樣，同時進行凈水頭試壓試驗，根據防滲墻取芯的結果判斷防滲是否合格以及質量是否符合要求。

堤防高壓擺噴滲漏處理工程完成后，經過質量檢查以及蓄水壓力試驗，檢查防滲墻厚度以及滲透系數全部符合規范及設計相關要求。同時通過季節性對堤防滲漏處理進行了試驗，得出結論是高壓擺噴施工技術效果良好，且施工工藝簡單、經濟、合理。通過后期的高水位測試考驗，堤防未發現有滲漏和不良現象發生，確保了施工質量。

7 結語

工程堤防防滲處理通過采用高壓擺噴灌漿施工技術，該技術施工工藝簡單、設備輕便、工作效率高、技術可行和可靠、工程造價低、經濟合理、防滲效果較好、施工場地面積占地少，施工條件要求低。根據工程施工地質情況分析，利用了高壓擺噴灌漿施工技術后，總結出在砂卵石層和粉土層防滲處理施工時采用高壓擺噴灌漿施工技術進行防滲方法很好。施工過程中進度快、灌漿很優越，施工質量可靠，整體可控性良好，類似砂卵石層地質可以參考工程高壓擺噴灌漿施工技術進行防滲處理。

綜上所述，工程堤防防滲處理采用的高壓擺噴灌漿施工技術是非常成功的，給工程整體施工節約了成本、加快了進度、提高了效率、確保了防滲質量，經驗值得為其他類似工程的施工進行推廣使用。陜西水利

[1]《水電水利工程高壓噴射灌漿技術規范》（DL/T5200-2004）[S].

[2]水利水電工程施工手冊[M].中國水利水電出版社.