高噴防滲墻技術在泵站施工中的應用

李元龍 齊展展 中國水利水電第十六工程局有限公司

高壓旋噴板墻防滲加固技術適用于軟弱土層。我國的實踐證明，噴射加固對砂土、粘土、黃土和粉土具有良好的加固效果。對于纖維含量大的碎石、卵石、腐殖質土層，一般應通過現場試驗確定施工方法。應謹慎使用石塊或大塊石。高壓噴射注漿不適用于高流速、不含填料的喀斯特段、多年凍土和水泥基嚴重腐蝕的地基。在水利水電工程建設中，高壓旋噴灌漿廣泛應用于低水頭土石壩壩基、堤防、臨時圍堰防滲、護坡土、地基防滲、地下工程缺陷修復等方面。

一、工程實例

水庫集水面積143km2。工程按照50年一遇洪水標準設計，相應設計洪水位；1000年一遇洪水標準校核，水庫總庫容1595.0萬m3（總淤積庫容371.6萬m3），其中調洪庫容1110萬m3，興利庫容118萬m3。目前存在以下幾點問題：

1.施工初期未對壩基的第四系壤土、角礫、礫砂層及強風化的泥巖夾泥灰巖采取挖除措施，造成現狀壩基滲漏，右岸壩肩存在壩基及繞壩滲漏問題。壩后可見滲漏出水現象，經現場測定流量為10L/min（14.4m3/d），壩基滲漏量2.91m3/m.d。

2.原壩體碾壓程度不均勻，施工質量較差。現狀壩體因經歷過兩次加壩處理，分區較復雜，壩體填土質量不均。部分區段壩體防滲不滿足規范要求。

3.壩體鉆孔注水試驗顯示，壩體填土有9段注水試驗大于1.0×10-2cm/s，這多由于含礫壤土及礫砂滲透性較大造成，也說明壩體局部有裂縫存在。

經對現狀壩體及壩基滲流計算表明，各斷面平均壩體滲透系數為1.22×10-3cm/s，壩體滲漏量為1.05m3/m.d；各斷面平均壩基滲透系數為3.36×10-3cm/s，壩體滲漏量為2.91m3/m.d，現狀蓄水位壩長470m時，壩基及壩體日滲漏量為1861.2m3，年滲漏量為62.6萬m3。

4.穩定計算表明，乃河水庫大壩下游壩坡抗滑穩定安全系數不滿足規范要求在高水位情況下下游壩坡易出現滑坡失穩險情。

根據壩體存在的問題及以上論述，初步擬定方案：設計對壩體及壩基采用高壓旋噴灌漿（高壓噴射板墻）進行處理。

二、高壓旋噴灌漿方案

1.高壓噴射灌漿（高噴板墻）布置，高壓噴射灌漿成墻擬定在壩軸線位置布置一排灌漿孔，軸線長度同防滲墻方案，為防止右岸壩肩的繞壩滲漏防滲墻軸線在左壩肩K0+620m處向右壩岸坡延伸40m，軸線總長度660m，板墻結構型式為旋噴式，單排孔，孔距1.1m；共布設640個高噴孔，高噴灌漿的深度范圍：自孔口伸入基巖內0.5m～1.0m，一般孔深為50m～28m。

2.灌漿的技術參數

①水：壓力37～38MPa，流量70～80L/min；

②氣：壓力0.7～0.8MPa，流量1.5m3/min；

③漿：壓力0.5～1.0MPa，流量70～100 L/min；

④漿液比重：進漿1.62g/m3以上，回漿1.3g/m3以上；

⑤提升速度：孔深15m以上及26m以下部位8cm/min，孔深15m～26m部位10cm/min；

⑥旋噴速度：6次min；

3.墻體質量檢查標準

①墻厚不小于20cm；

②抗壓強度R28=8～10MPa；

③滲透系數K≤n×10-6cm/s；

④允許滲透坡降J＞80。

4.圍井實驗

圍擋為封閉井結構，以檢查高壓旋噴板墻的質量為目的，以被檢板墻為一側。可用于高壓旋噴防滲墻的質量檢測，檢測結果多種多樣。其方法是在已完成的板墻一側噴幾個孔，與原墻形成三面、四面或多邊形圍合。對圍井的要求是：可按3-5個單元工程布置一個圍擋。每個單位工程不大于1000m2；單位工程少于三個時，應設置一個圍擋；圍擋位置應根據檢查位置確定；在砂土、粉土層中，圍擋墻軸線內的平面面積不應小于3m2，砂礫（礫）石層不應小于4.5m2；外殼的深度應與受檢面板壁的深度一致。懸掛式高壓旋噴板墻圍護結構底部應采用局部高壓噴射灌漿封閉。當該井用于注水試驗，且注水壓頭高于井頂時，應關閉井頂。圍擋形成至少14天后，可在井內開挖井壁進行目視檢查，也可對井壁進行取樣檢測。當需要利用挖出的井身進行注（泵）水試驗時，井內開挖深度應深入透水層能量。在鉆孔內進行注水（抽水）試驗時，鉆孔應位于圍擋中心，鉆孔直徑不應小于110mm，孔深應達到圍擋底部。進入過濾管。