論高壓噴灌漿技術在張灘閘壩樞紐重建工程中應用

陳蘇建（廣東水電二局股份有限公司 廣東增城 511340）

論高壓噴灌漿技術在張灘閘壩樞紐重建工程中應用

陳蘇建
（廣東水電二局股份有限公司 廣東增城 511340）

結合張灘閘壩樞紐重建工程高噴防滲墻（擺噴）灌漿實例，探討高噴防滲墻（擺噴）灌漿技術應用和施工過程中可能遇到的情況及處理方法。

高噴防滲墻（擺噴）灌漿；施工工藝；圍堰防滲

1.工程概況

張灘閘壩樞紐重建工程位于樂昌峽大壩下游武江河上，根據施工導流安排，分兩期進行施工導流，壩址處地層自上至下分別為：坡積土、沖積土、殘積土及基巖。

坡積土為灰黃色粘土，濕，可塑，粘性一般或較差，含較多肉紅色砂巖碎塊、砂粒，層厚3.50m，地表高程21.83m，層底高程18.33m。

殘積土為灰黃色粘土、粉質砂土、砂質粘性土，濕～稍濕，軟塑一般，上部含較多砂礫，下部含砂量較少，層頂高程4.95～14.19m。

地下水以潛水為主，地下水埋深 3.7～5.3m，地下水位 20.01～30.84m。本工程高噴防滲墻（擺噴）布置范圍為：左岸從下游圍堰到閘室段，總長250m，采用多噴頭水泥高噴防滲墻擺噴搭接，高噴防滲墻（擺噴）噴射注漿孔的孔距為1.5m。施工過程分兩序進行。

2.完成施工情況

高噴防滲墻（擺噴）主要完成的工程量包括：高噴防滲墻（擺噴）孔總進尺2804.3m，灌入水泥干料量1202867.50kg。

3.主要施工技術參數

高噴防滲墻（擺噴）圍堰壤土孔距1.5m，中細砂地層孔距2.5m，根椐地層情況施實調整孔距。噴嘴直徑1.8～2.0mm，防滲墻中心線與高噴防滲墻（擺噴）軸線夾角為25°。氣壓、擺動角度、高壓水泥漿壓力、提升速度、水泥漿比重等施工參數，根據土層性質結合以往施工經驗，選用值范圍表1高噴防滲墻（擺噴）。

表1 施工參數選用表

4.高噴防滲墻（擺噴）施工工藝

（1）準備工作：清理場地，按照施工圖紙的要求挖除原河堤的塊石等雜物，同時回填適合施工的工作面。根椐軸線按地層情況，通過現場試驗確定，布置孔距，放出高噴防滲墻（擺噴）孔位，做好標記并加以保護。孔位定出后將鉆機、高噴防滲墻（擺噴）臺車等設備就位，接通水電并進行機械設備調試，如圖一。

圖一 高噴防滲墻（擺噴）施工工藝流程圖

（2）泥漿制備：泥漿的好壞是成孔的關鍵，本工程因殘積土層較厚，擬采用清水鉆進，若產生孔壁不穩定的情況，可制備優質泥漿補充，泥漿材料以膨潤土為主，少量粘土為輔，泥漿的性能指標為：比重1.2～1.3，粘度17～20s，膠體率＞90%，含砂量≤4%，采用42.5R普通硅酸鹽水泥。

（3）鉆孔采用XY-1型鉆機，泥漿護壁，合金鉆頭回旋鉆進，鉆孔孔徑為130～150mm。開孔前，鉆機安裝在機座上，機座應墊平穩，防止鉆機在鉆進過程中下陷，影響鉆孔垂直度，確保孔斜≤1%，開孔偏差不大于5cm，。鉆孔分兩序進行，鉆進過程中，應認真記錄地層分層及深度情況，為高噴防滲墻（擺噴）灌漿施工參數選取提供可靠依據。

（4）安放噴射管：下噴射管前應檢查漿、氣嘴的暢通情況，漿、氣嘴要密封，以防堵塞，噴管應按要求下至設計深度，如噴管未能下到要求孔深，應拔管移機重新清孔，直至噴射管的安放深度達到設計要求。

（5）高噴防滲墻（擺噴）灌漿：高噴防滲墻（擺噴）灌漿采用三管高噴防滲墻噴射，高噴防滲墻灌漿分兩序進行，Ⅰ序孔噴完24小時后才能噴Ⅱ序孔，以免噴Ⅱ序孔時將Ⅰ序孔噴過的水泥漿帶走而影響Ⅰ序防滲墻質量，確保高噴防滲墻擺噴連續完整。噴管下至設計深度后，待氣壓、漿壓等各項施工參數達到要求、孔口有水泥漿冒出后，方可提升噴管。施工過程應經常檢查施工的各項參數，一旦不符合要求，應立即停止提升噴管，將噴管往下放1.0～1.5m，調整施工參數，待施工參數正常后，再正常提升噴射管，以免高噴防滲墻上、下連接不完整。

（6）回灌：高噴擺噴孔施工完畢后，及時在噴孔內2～3m處，回灌濃水泥漿，比重1.7～1.8,壓力0.2～0.3MPa,每隔2～3小時回灌一次，直至孔口漿面不再下沉為止，以保證防滲墻高度。

5.主要施工機械設備

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6.施工中特殊情況的處理

高噴防滲墻（擺噴）灌漿施工中，在鉆孔和灌漿過程會出現塌孔、漏漿、冒漿、串孔等問題引起壓力突降或驟增、孔口回漿密度或回漿量異常等情況，此時，必須查明原因，及時進行處理。圍堰在高噴（擺噴）灌漿中，以上情況都有不同程度發生，經過及時恰當的處理，確保了施工質量。

(1)塌孔。塌孔是在成孔后，由于在鉆孔部位的地層中含砂或礫石較多時，會出現坍塌、脫落，導至灌漿時噴射管無法下到設計深度。

解決方法：采取加大泥漿濃度或在泥漿中加入火堿、膨潤土護壁，必要時可采用套管護壁法鉆進。

(2)漏漿。漏漿是由于地層中存在砂、砂礫石或通道，主要表現在鉆孔或灌漿時孔口不返漿或返漿量降低。

解決方法：鉆孔時可采取加大泥漿濃度、泥漿中摻加細砂或向孔內填充水玻璃等堵漏材料。灌漿時發生漏漿可采取停止噴桿提升或降低提升速度、降低噴射壓力和流量、在漿液中摻入速凝劑、加大漿液密度、灌注水泥砂漿或水泥黏土漿等措施。不論是在鉆孔還是灌漿過程中，必需待孔口返漿正常后才能正常提升鉆桿或噴桿。

(3)冒漿。冒漿是指在灌漿過程中漿液在圍堰、地面或庫區底部流出或噴出。

解決方法：可采取在冒漿點加覆蓋、降低灌漿壓力、間斷灌漿等措施。

(4)串孔。串孔是指在某一孔口正常灌漿時，漿液從相臨孔口返出，說明鉆孔在地下有通道相通。

解決方法：可將串孔孔口開挖清理后封閉并壓重、降低灌漿壓力等措施。灌漿孔結束后，應盡快對串漿孔進行復鉆至設計高程。

7.高噴防滲墻（擺噴）質量檢查

在高噴防滲墻（擺噴）噴灌漿施工過程中，應對水泥、漿液和各道工序的質量嚴格進行控制和檢查，灌漿結束后，可采用大開挖檢查法、鉆孔取芯檢查法、圍井試驗檢查法等方法對防滲墻體進行質量檢查和綜合質量評定。

8.結束語

高噴防滲墻（擺噴）灌漿方法、質量控制及檢查站成果情況表明，均達到設計要求。必將在更多的防滲工程中推廣和使用。

TU714

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1007-6344（2016）06-0266-01