水庫除險加固中壩體高壓旋噴技術的常見問題及處理

（福建省三明市尤溪縣洋中鎮水利工作站三明市365100）

水庫除險加固中壩體高壓旋噴技術的常見問題及處理

陳曉云

（福建省三明市尤溪縣洋中鎮水利工作站三明市365100）

為了提升水庫的實際使用性能，降低維護與保養難度，文章從壩體高壓旋噴技術的角度出發，以水庫除險加固為突破口，深入探究壩體高壓旋噴技術在水庫除險加固工作中應用的途徑與方法，以期實現水庫壩體高壓旋噴技術在實踐中的科學高效應用。

水庫加固壩體高壓旋噴技術必要性應用

1 壩體高壓旋噴技術原理分析及常見問題

對壩體高壓旋噴技術原理以及常見問題進行全面分析，能夠幫助我們在水庫除險加固工作中，明確施工的技術要點與施工方案的核心要求，在保證水庫大壩除險加固工程質量的前提下，最大限度地避免加固過程中可能出現的各類問題，提升壩體高壓旋噴技術的應用效率，降低大壩維護與保養的成本。

1.1 壩體高壓旋噴技術技術原理

壩體高壓旋噴技術是指利用工程鉆孔機等機械設備，對相關結構進行鉆孔操作，在達到預定深度后，在鉆孔周圍安裝鉆桿桿端用于噴嘴的安放，使用高壓泥漿泵，向鉆孔及其附近的部位進行水泥漿的噴射操作，從而實現除險加固的目的。進入到20世紀以來，壩體高壓旋噴技術作為水工建筑基層結構防滲處理的主要技術手段，對于提升水工建筑的防滲能力，減少水流對水工建筑地基的侵蝕，發揮著關鍵性的作用。壩體高壓旋噴技術在發展過程中，由于應用場景的不同，發展出不同的種類，根據工程的實際需要以及土質情況，現階段將壩體高壓旋噴劃分為單管高壓旋噴、雙管高壓旋噴與三管高壓旋噴幾大類，在地質條件較為復雜的環境下，通常使用三管高壓旋噴，在其他環境中，則多使用單管或者雙管高壓旋噴。正是由于壩體高壓旋噴技術發展的多樣性與專業性，需要我們在其應用的過程中，立足于防滲處理的實際需求，對壩體高壓旋噴技術的種類與施工要求進行合理選擇。

1.2 壩體高壓旋噴技術常見問題

壩體高壓旋噴技術使用過程中可能會出現斷漿的問題，在進行壩體高壓旋噴技術應用的過程中，受到電力中斷、施工機械故障、運輸管道損壞、不當操作以及輸送管道阻塞等外界因素的影響，壩體高壓旋噴會出現突然中斷的情況，造成斷漿出現，對施工管理與項目進度帶來不利影響。為了有效處理壩體高壓旋噴技術使用過程中出現的斷漿問題，在實際的施工過程中，需要相關工作人員對漿液材料的質量進行嚴格把控，全面了解材料的性能，進行材料的科學存儲與有效配置，保證壩體高壓旋噴材料防滲漏作用的充分發揮。同時要組織專門人員定期對施工現場的各類管道進行監控，一旦發現問題，及時進行處理，并且在檢修之后，對壓力表的準確性進行二次判定，將讀數誤差控制在合理的范圍之內，保障管道內的壓力環境符合壩體高壓旋噴技術的使用需求。針對壩體高壓旋噴施工中可能出現電力中斷的問題，需要我們對電力系統進行及時檢修，提升電力系統的穩定性與可靠性，以此來推動壩體高壓旋噴技術在防滲項目中的有序使用。控制壩體高壓旋噴過程中漿液的體積與水量，從而將管道內的壓力控制在合理的范圍之內，避免漏漿的出現。從實際情況來看，漿液的流速與管道壓力有著正比例關系，流速過快，將會造成管道內壓力水平的提升，因此為了控制管道內的壓力值，可以將灌漿速度控制在合理的之內（30～400L/min），或者采取加大灌漿漿液濃度的方式，降低管道所受的壓力，實現漏漿的有效控制。

2 壩體高壓旋噴技術在水庫除險加固處理中所遵循的原則

（1）要遵循科學性的原則。壩體高壓旋噴技術在水庫除險加固處理工作中要充分體現科學性的原則，只有從科學的角度出發，對壩體高壓旋噴技術應用的現實意義、技術原理以及操作流程，進行細致而全面的考量，才能夠最大限度地滿足水庫除險加固處理工作的相關要求。

（2）要遵循實用性的原則。由于水庫除險加固處理工作大多位于室外，使得壩體高壓旋噴技術的應用環境較為簡陋，難以實現壩體高壓旋噴技術應用方案與相關技術的細致處理與操作。為了適應這一現實狀況，壩體高壓旋噴技術在進行實際應用的過程中，要盡可能地增加壩體高壓旋噴技術應用方案的容錯率，減少外部環境對水庫除險加固處理壩體高壓旋噴技術應用活動的不利影響。

3 壩體高壓旋噴技術在水庫除險加固處理應用的途徑與方法

3.1 工程概況

仙嶺水庫位于閩江流域，屬于亞熱帶季風氣候，年平均降水量為1660mm，降水主要集中于6～8月份，水資源處理十分豐富。仙嶺水庫作為集灌溉與發電的綜合性水利設施，于1959年9月進行動工修建，1960年12月正式竣工，原水壩高度為15m，后為了增加蓄水量，保證下游地區的工農業生產用水，對主體水壩進行加高加厚處理，加固后的仙嶺水庫迎水坡底部加寬至20m，背水坡底部加寬至30m，集雨面積增加到0.95km2。其后為了保證仙嶺水庫的實際使用效果，多次對其進行除險加固處理，在水庫上游入水口出建立新的隧道，將隧道的進水高程控制在400m的范圍，并設立0.6m×0.7m的斜拉閘門，來分擔原有涵洞的輸水壓力，對原有水庫設施進行除險加固操作。但是從2014年尤溪縣水利局公布的安全鑒定報告來看，仙嶺水庫存在著較為嚴重的安全隱患，大壩存在濕坡、壩體滲漏及溢洪道側墻塌方、閘門壞損以及防洪能力降低等多方面的問題，雖然2007年進行集中處理，但隱患依然存在，對水庫的穩定運行以及大壩自身的安全性帶來嚴重威脅，因此需要進行必要的防滲處理、壩體高壓旋噴的相關操作和必要的大壩滲透系數分析。通過組織技術人員對水庫大壩壓實填土共進行8段注水試驗，滲透系數最大值為2.71×10-4cm/s，滲透系數最小值為7.49×10-5cm/s，滲透系數平均值為1.27×10-4cm/s，壩體壓實填土具弱～中等透水性，總體屬中等透水性以進一步提升仙嶺水庫除險加固的質量與水平，消除大壩存在的安全隱患。

3.2 壩體高壓旋噴技術應用途徑與方式

壩體高壓旋噴技術在水庫大壩除險加固中的應用是一個復雜的過程，要在分析相關技術原理與常見問題的基礎上，以科學性與實用性原則為指導，從布孔測量、鉆孔沖洗操作、壓力測試、壩體高壓旋噴操作、質量檢測以及封孔處理等多個層面入手，采取多種方式，保證壩體高壓旋噴技術在水庫大壩除險加固中科學高效應用。

3.2.1 布孔測量

在對水庫大壩進行壩體高壓旋噴施工之前，需要對基準點及布孔軸線位置進行確定，對壩體高壓旋噴技術的種類進行選擇，從而最終確定布孔方案，保證壩體高壓旋噴技術的科學高效應用。在布孔測量相關工作開展的過程中，相關技術人員要對水庫大壩所處的地理位置以及地質條件進行科學分析與全面梳理，在此基礎上對水庫大壩防滲墻的軸線進行確定，將灌漿孔設置與軸線之上，并對灌漿孔的深度范圍以及間隔進行控制，通常情況下，灌漿孔的深度應該控制在（14～ 15）m的范圍之內，間距大致為2m。同時在布孔測量完成之后，為了方便鉆孔與灌漿操作，需要對灌漿孔進行編號處理。為了滿足仙嶺水庫迎水坡409.00m高程進行開挖1.5m寬的平臺，開挖坡比1∶0.7的施工要求。對409.00m高程以下壩體采用單管高壓旋噴防滲灌漿，防滲軸線平行于壩軸線方向，旋噴布孔長57.3m，設單排孔，樁徑0.6m，灌漿孔距0.55m，通過這種方式來保證布孔測量滿足實際的除險加固需求。

3.2.2 鉆孔技術操作

現階段高壓旋噴施工在鉆孔操作的過程中，大多使用HP-70、HB-100-II鉆孔機或以及相關工藝，其鉆孔孔徑約為130mm，在鉆孔內壁進行PVC管的安裝，以提升鉆孔整體結構的穩定性。為了保證鉆孔的順利進行，提高施工效率，鉆孔機鉆頭一般使用合金鉆頭，在鉆孔的過程中，要保證鉆孔的深度、鉆孔的傾斜程度應符合實際要求，以保證鉆孔技術參數滿足高壓旋噴灌漿的工作要求。

3.2.3 壩體高壓旋噴的質量檢測

（1）對高壓噴射注漿采用的水泥以及外加劑的種類、性能、規格以及質量等進行檢測，檢測時通常采用抽樣檢測的方式。

（2）漿體噴射減半所采用的固化料、外加劑的種類、性能以及質量等必須符合設計要求。

（3）高壓旋噴的數量、布樁形式等都必須符合設計要求，檢驗方法采用尺量、觀察等，檢驗數量由監理單位和施工單位共同進行確定。

（4）在高壓旋噴施工過程中需要根據地質狀況進行施工，監理單位按照20%平行檢驗量確定檢驗數量，并做好施工和檢驗記錄。

（5）對注漿的流量、注漿泵壓力、鉆桿的轉速以及提升速度等進行檢查，保證期符合相關工藝要求。

（6）對高壓旋噴的無側限抗壓強度、均勻性以及完整性進行檢查，檢查總數為2%，并且數量必須超過3根。

（7）當高壓旋噴施工完成28天后，還應該有監理單位在樁徑方向1/4位置進行鉆芯取樣檢測，檢驗期均勻性和完整性。技術人員對造成土層不反漿的原因進行科學分析，并采取合適的處理方案，如增加高壓旋噴灌漿的灌漿壓力、提升漿液比重等方式，在進行必要的應對處理之后，要進行質量檢測，保證問題的有效解決。在這一過程中為了保證高壓旋噴灌漿施工的有序進行，需要對鉆孔內漿液的流暢程度進行檢測，以保證灌漿工作的流暢性，從而有效保證水庫除險加固工作的質量與水平。

2017－02－28）

陳曉云（1978-），女，福建尤溪人，大學本科，工程師，研究方向：水利水電工程。