彰武水庫高壓噴射灌漿施工方法與質量控制

□金 虹 □孫麗芳

（安陽市彰武南海水庫工程管理局)

一、工程概況

彰武水庫位于河南省安陽市西南25km的海河流域衛河支流洹河上，控制流域面積120km2，總庫容0.78億m3。水庫壩體為均質粘土壩，壩長1350m，其中主壩720m，副壩630m，最大壩高主壩26.7m，副壩7.6m。壩址區位于彰南多字型構造的北部，出露地層主要是石千峰組紅色砂頁巖。從補勘大壩地質情況看，右壩肩砂頁巖弱風化，泥鈣質膠結，左壩肩上部為輕、中粉質壤土，可塑塑狀，局部含鈣結核，厚7.8～15.8m；壤土之下為礫巖，厚4～6m泥質膠結，粒徑一般2～3cm；下伏砂頁巖，上部0.5m強風化以下為弱風化。由于壩體初建時填筑質量差，129m高程以下為水中倒土，存在松軟層，壩前水中倒土鋪蓋，缺乏反濾層，致使大壩運行中多次出現塌坑，壩后導滲溝滲流量有突然增大的異常現象，存在滲流破壞的隱患。2006年11月，水利部大壩安全管理中心對彰武水庫進行現場核查，鑒定結論彰武水庫為病險水庫，屬三類壩。

此次彰武水庫除險加固工程工程，對主壩樁號0+660～0+722段、副壩樁號0-180～0+000段采用嵌入式高壓噴射灌漿。高噴防滲墻墻體軸線與大壩123m平臺中心線重合，東西壩頭兩端折向壩頂，按單孔、單排、套接布置，墻體嵌入相對不透水層0.5m，采用P.O.42.5級水泥灌漿，設計成樁直徑1.6m,最小墻厚0.6m，孔間距1.0m。工程施工共完成灌漿孔294個，平均孔深16.0m，最淺孔1.5m，最深孔24.1m，總進尺4707.58m，總灌漿4658.25m。

二、施工程序與施工方法

(一)施工程序

高壓旋噴灌漿鉆噴施工分二序進行，先施工一序孔，后施工二序孔。鉆孔經驗收合格后，方可進行高噴灌漿。

圖1 施工程序圖

高噴灌漿施工程序：安裝鉆機、噴機、空壓機、高壓泵→噴機就位→地面試噴定向→下噴管→提升噴射→水泥漿回收→廢漿處理→空口補漿→移機→墻體質量檢查。

(二)高噴施工方法

1.把鉆機移至鉆孔位置，對準孔位用水平尺掌握機臺水平，立軸垂直、墊牢機架、鉆機的垂直度滿足精度要求，經技術人員驗測合格后開鉆。鉆孔采用回轉鉆進泥漿護壁成孔，開孔孔徑130mm，終孔孔徑110mm，孔位偏差≤50mm，鉆孔偏斜率≤1%。鉆孔深度按設計要求深入不透水基巖層0.5m，鉆孔結束后，技術人員進行質量檢查，合格后移位進行下一孔的鉆進。

2.依據現場試驗參數按水灰比0.8:1,比重1.60～1.65g/cm3進行漿液攪制，制漿過程中應隨時測量漿液比重，每孔高噴灌漿結束后統計該孔的材料用量。漿液采用高速攪拌機攪制，拌制漿液連續均勻，高速攪拌時間≯30s，一次攪拌使用時間亦控制在4h以內。

3.當噴射管下至設計深度，開始送入符合要求的漿、氣，待注入漿液冒出孔口時，按壩基7cm/min，基巖5cm/min，回轉6r/min的提升方式及速度自下而上提升，直至提升到設計的終噴高程。

4.噴射結束后，利用回漿或水泥漿及時在噴射孔內進行靜壓充填灌漿，直至孔口漿面不再下降為止，保證高噴防滲墻固結后墻頂標高。

三、質量控制

(一)地面試噴、定向。高噴臺車就位并對準空口后，為了直觀檢查高壓系統的完好性以及是否能夠滿足使用要求，首先應進行地面試噴。同時，通過調整液壓轉盤的角度，使高壓噴射流對準設計軸線方向。方向應經過質檢員的校核。

(二)開噴。噴管鉆(下)至指定深度后，拌制水泥漿液，即可供漿、供風開噴。待各壓力參數和流量參數均達到要求，且孔口已返出漿液時，即可按既定的提升速度進行旋噴噴射灌漿。

(三)高噴灌漿保持全孔連續一次作業。作業中因拆卸噴射管而停頓后，重復高噴灌漿長度≯0.2m。

(四)裝、卸噴射管時，采取措施密封、加快裝卸動作以防止噴嘴堵塞。

(五)在高噴灌漿過程中，出現壓力驟降或驟增、孔口回漿濃度和回漿量異常，甚至不返漿等情況時，查明原因后及時處理。

(六)當孔內出現嚴重漏漿，擬采取以下措施進行處理：停止提升噴射管：降低噴水壓力、流量進行原地灌漿；噴射水流中摻加速凝劑；加大漿液密度或灌注水泥砂漿、水泥粘土漿；向孔內沖填砂土等堵漏材料。

(七)高噴灌漿結束后，充分利用孔口回漿或水泥漿液對已完成孔進行及時回灌，直至漿液面不下降為止。

(八)墻體質量檢查，質量檢查在成墻28天后進行，采用開挖或鉆孔取芯和壓水試驗等檢查方法。

四、結束語

高壓噴射灌漿可由鉆機鉆孔至需處理的薄弱部位，通過高壓射流的沖擊攪拌，水泥漿在噴射范圍內與地層土石顆粒摻混攪合后形成防滲墻。高噴灌漿技術對壩體的原結構影響較小，施工較簡單，安全可靠，工程造價相對較低，對病險壩防滲加固具有較明顯的優越性，其經濟、社會效益十分明顯。