高壓擺噴灌漿技術在水利工程施工中的應用

曾興旺

(新疆額爾齊斯河流域開發工程建設管理局，新疆 烏魯木齊 830000)

1 工程概況

某工程為修建于20世紀60年代的水庫，水庫壩體全長320m左右，壩頂寬度為4．2m，壩體最大高度為13．6m。整個壩體的修建采用的是土壤填筑的方式，本工程所采用的土壤中含有少量的粗砂和細卵石。該壩體在經過長時間的水的浸泡之后，粘土墻的防滲性能越來越差，并且在壩體上出現了很多范圍的漏滲區域，因此需要采取措施進行防滲處理。本工程考慮采用灌漿技術進行防滲處理。

2 高壓擺噴灌漿施工方案分析

結合本工程的具體情況和特點，經過對本水庫壩體分析，決定采用的防滲處理措施為三管法擺噴灌漿技術，板墻之間用于連接的方式為單排折線法，施工工序總共有兩道，應間隔進行施工。一序孔和二序孔之間的施工間隔時間不得少于4d。如圖1所示為三管法擺噴灌漿施工孔位布置圖。

圖1 三管法擺噴灌漿施工孔位布置圖

本工程采用的灌漿技術為三管法擺噴灌漿施工，采用這種灌漿技術應做好配套機械的準備工作，三管法擺噴灌漿施工技術采取一套三管高壓噴曬裝置，施工前首先檢查其內裝置應當包括導漿液攪拌機、高噴臺車、孔鉆機、泥漿泵以及孔壓機等;同時為了確保所采取的裝置能施工順利，應當要求裝置具有較高的整合程度。三管法擺噴灌漿施工技術的主要施工工序為定孔位→鉆孔→制漿→下噴射管→噴射→定向、擺動、提升→成墻→回灌→拔管沖洗→返漿回灌→結束清理現場。

針對本工程情況，在進行高壓擺噴灌漿施工中應當合理地選取施工參數。在本工程中，采用高壓擺噴灌漿施工技術用于墻體的防滲處理，其中主要的幾個應注意的參數為孔距、鉆進深度、水泥漿液比重、擺噴的角度、提升速度、擺動速度、水泥漿泵壓以及氣壓等，具體各個技術參數的標準如表1所示。本工程用于灌漿施工所采用的水泥級別為P．032．5 普硅水泥。

表1 高壓擺噴灌漿施工技術參數

3 高壓擺噴灌漿施工技術

3.1 孔位的確定

(1)在進行高壓擺噴灌漿施工之前，應做好鉆孔的定位工作，鉆孔定位布置應當跟隨的防滲墻軸線進行;同時應當做好孔位的編號工作。結合以往工程實施效果來看，編號順序適宜采取連續方式，而且應當結合防滲墻的定位來布置。

(2)按30m的間距沿防滲墻軸線方向設置軸線校核孔，在進行校核孔的布置時宜采用的測量工具為30m的鋼尺，在距離的測量中，應盡量減少測量的累計誤差，根據規定，孔位的偏差不得超過30mm。

3.2 鉆孔施工

(1)在進行鉆孔施工前，首先應確保校核鉆桿能夠滿足豎直度的要求，這是一個應注意的地方，特別是主鉆桿的豎直度，應加強重視。

(2)在鉆孔就位之后，應調平鉆機同時應當確保鉆桿垂直度。

(3)在進行鉆孔施工時，剛開始應保持緩慢的鉆進速度，同時施工壓力應保持在較小的水平，如果在鉆孔的過程中出現泥漿嚴重漏失或者孔口不返漿的問題時，應立即對泥漿的比重進行重新的調配以滿足施工要求，或者也可以采取其他有效的措施進行控制。

(4)在進行鉆孔時，可以考慮采用的護壁方式有孔內成漿和泥漿護壁兩種方式，護壁方式的確定應根據壩體的地質情況進行考慮。根據要求，鉆孔的鉆入深度應至少達到基巖以下1．2m的位置，同時預留0．2m的孔底沉積量;在鉆孔施工過程中，應對具體的施工信息進行詳細的記錄，包括孔位、孔深以及地址地層變化等資料;如果在鉆孔施工中，需要進行較長時間的施工暫停，或者終孔待噴時間較長時，應采取遮蓋措施對孔口進行保護。

(5)鉆孔施工完成之后，應對鉆孔進行清理，通常采用新鮮泥漿將孔壁上的雜物進行徹底的清除，這樣在進行噴射導管的下放施工時，其能順利的到達孔底。

3.3 水泥漿拌制

(1)水泥漿的拌制應在泥漿制備池中進行，本工程的水泥漿拌制采用2級拌制的方式，每級拌制間隔時間不得小于2min，在泥漿制備池中安裝有用于攪拌的攪拌葉，應確保攪拌葉的強度符合要求，攪拌葉的直徑應比制備池的直徑短3cm左右，葉片下端應比池底高1cm左右。在水泥漿的制備時，應嚴格按照預定的配合比進行材料的添加，在水泥漿的拌制過程中，應時常對水泥漿的比重進行復核，通常復核時間為每20min一次;對于返漿應對其進行過濾，之后才可進行再次的使用。

(2)當水泥漿進行一級攪拌之后，在篩網的過濾之后才可流入二級制備池中進行二級拌制，過濾出來的雜物應集中進行處理，嚴禁將雜物混入水泥漿中進行再次的使用。

(3)當水泥漿在制備池中留置的實際時間超過15min，容易在制備池中出現水泥漿的初凝以及沉淀反應現象，這樣會造成水泥漿比重的嚴重偏差，因此應對其進行再次的攪拌，避免出現不良反應;當水泥漿液在制備池中的放置時間超過4h之后，就不得進行使用。

3.4 高壓擺噴灌漿

(1)在進行高壓擺噴灌漿施工時，應嚴格按照從下而上的施工順序進行。將噴射導管下放到預定的深度，接著根據設計要求進行原位噴射，當孔口出現返漿的現象，并且灌漿施工正常時，才可進行提升噴射。

(2)應根據孔口的編號順序依次進行灌漿施工，一序孔和二序孔之間的施工間隔時間不得少于4d;高壓擺噴灌漿施工應采用連續施工的方式，如在施工過程中出現中途暫停的問題時，應進行相應的復噴。灌漿停工時間如果超過20min的話，進行復噴時應將導管至少下伸0．3m才可繼續施工，如果超過1h的話，進行復噴時應將導管至少下伸0．6m才可繼續施工。

(3)在灌漿施工過程中，施工人員應密切關注水泥漿比重的變化情況，應根據表1中的高壓擺噴灌漿施工技術參數標準對施工中的各個參數進行控制;在進行灌漿施工時，噴射導管的提升速度應根據土層地質情況進行確定，通常情況下，在回填土中，提升速度應為20cm/min，而在粉質粘土層中，則為15cm/min。

(4)在灌漿施工過程中，應對好機械設備的監控工作，特別是泥漿壓泵力、水斥以及孔壓機等。保證導管的通暢，避免出現堵塞的問題，如有出現堵塞，應及時采取措施進行通管。

(5)當高壓擺噴灌漿施工完成之后，應立即進行回灌，本工程進行回灌采用的方式為返漿回灌，回灌結束以孔口漿液面不出現下沉為標準。

3.5 質量控制措施

(1)鉆機應及時進行調平，并保證其與地面保持垂直，豎直度的誤差控制應滿足要求。

(2)在鉆機施工中，如果出現鉆桿位置明顯變化的現象時，應立即減慢速度，并對問題進行確認。

(3)如果在鉆孔過程中出現嚴重滲漏的問題時，應采取提高泥漿比重的措施進行解決。

(4)施工中應保持泥漿濃度和泥漿面高度，這樣才能避免出現塌孔的問題。

(5)如果鉆孔施工中遇到孤石問題時，應減慢鉆進的速度，加大鉆桿的轉速。

4 結語

筆者系統地總結了本工程中所采取的三管法擺噴灌漿技術，同時針對高壓擺噴灌漿技術的施工技術參數以及施工工藝等進行詳細探討，提出切實可行的施工技術措施。從工程實施效果表明，高壓擺噴灌漿技術具有造價低，工期短等優點，可有效地應用到水庫防滲處理中。

［1］郝治安．高壓擺噴灌漿在大青溝水庫除險加固工程中的應用［J］．河北水利，2013(04)．

［2］楊宏建;許春雷;王貴君．高壓擺噴灌漿技術在圍堰防滲中的應用［J］．黑龍江水專學報，2010(07)．

［3］朱婕;周超峰;金嵩濤．高壓擺噴灌漿在水庫除險加固中的應用［J］．北京農業，2011(03)．