灌漿技術在白水礤水庫除險加固中的應用

鄧厚展

（韶關龍源建設工程有限公司，廣東 韶關 512026）

1工程概況

新豐縣白水礤下游水庫位于西江水系，發揮著蓄洪泄洪的調節作用，水庫的建設給當地氣候變化帶來了一定影響。在水庫運行中，因為自然因素、水庫設計標準等因素的影響，出現了一定的缺陷和問題，導致了水庫防洪性能的下降。對此，地方政府部門決定對新豐縣白水礤下游水庫進行壩體灌漿、壩體培厚、溢洪道、底涵及斜涵修復、完善水庫安全運行達標設施等。

2 灌漿施工技術概述

①填充灌漿技術指在明確水庫大壩除險加固標準和施工方案的前提下，對混凝土漿液進行調配，以較小壓力向孔洞和裂縫灌注漿液，提升大壩整體結構的安全系數。②劈裂灌漿技術指在滿足填充灌漿要求的情況下，針對水庫大壩所處區域的土地進行壓密，增加土體壓力，當灌漿壓力增大時，沿主壩軸線劈開，多次間斷灌注漿液，通過反復的壓縮、回彈和擠壓，提升壩體的密實程度，形成具備較高穩定性的連續性的防滲帷幕。③高壓噴射注漿需要先借助型號適中的鉆機在大壩相應位置鉆孔，注入相應的噴射管，依照從下到上的順序，向大壩內連續噴射泥漿，提升灌漿水平的同時，將泥漿的作用最大限度地發揮出來，保證水庫大壩的穩定可靠運行。④帷幕灌漿技術主要是借助鉆孔灌漿的方法，向土層和巖體裂縫中灌注混合漿液，提升土層和巖體強度的同時，形成阻水帶，避免大壩出現滲漏問題。

3 灌漿施工技術應用

結合白水礤下游水庫大壩除險加固工程的實際情況，決定采用高壓旋噴灌漿技術來對水庫大壩進行除險加固。

3.1 施工參數擬定

依照《水利水電工程高壓噴射灌漿技術規范》的規定，制定相應的試驗方案。選擇合適的大壩區段，將試驗樁的數量擬定為3 根，長度3 m，樁間距0.50 m，設計成樁直徑≥0.60 m。灌漿噴嘴的直徑為2.50 mm，使用高壓旋噴鉆機配合注漿泵進行灌漿作業，最終得到的施工參數如表1所示。

表1 白水礤下游水庫除險加固工程施工參數選用表

3.2 明確工藝流程

做好場地的檢查和平整工作，將大塊碎石剔除，然后進行放線定位，確定好灌漿孔的位置和間隔，使用鉆機鉆孔，確保其能夠達到設計標高。驗收合格后，進行高壓旋噴灌漿，等到旋噴結束成樁之后，以水槍進行沖洗。

3.3 具體施工方法

3.3.1 做好場地平整工作

必須確保地面和地下不存在障礙物，使用黏性土對場地低洼區域進行回填夯實，然后對照設計方案的要求，做好排漿溝槽的預先開挖，為回漿處理提供便利。

3.3.2 重視測量放線定位

放線定位環節，需要對照施工圖紙樁號的要求，使用全站儀確定好旋噴樁的中心位置，將孔位偏差控制在5 cm 以內。施工人員應該借助鋼卷尺和麻線來對樁距進行測量，確定每一根旋噴樁的位置，以石灰做好標記，放線完成后，還必須針對所有的噴灌孔位進行檢測，確認合格后才能進入下一道工序。

3.3.3 施工設備機具就位

在工程中采用的是TXV-75A 型鉆灌兩用鉆機，以人力安置就位，借助水平尺和定位測錘來對樁機進行校準，確保鉆桿能夠垂直對準孔預埋管，將傾斜率控制在0.80%以內。鉆機底座可以墊上厚木板或者鋼板來保持平穩。

3.3.4 鉆孔作業

鉆機就位后，需要確保其能夠對準孔位鉆進，以水平尺來控制機身水平度，保證孔深、孔向以及孔位都能夠滿足設計要求，如果發現孔位傾斜的問題，需要及時進行糾正。插管作業應該與鉆孔作業同步進行，在插管過程中，高壓水噴嘴應該保持射水以避免噴嘴堵塞的問題，水壓力不能超過1 MPa。

3.3.5 漿液制備

漿液的植被應該依照之前確定好的施工參數進行，密度為1.45 g/cm3，需要在施工前1 h 進行漿液的制備，先加水再加水泥，噴漿前需要保持攪拌狀態，漿液會在經過濾篩后進入集料斗，再經膠管被送入到旋轉振動鉆機的噴管中。

3.3.6 旋噴灌漿

噴射灌漿前必須對施工設備進行全面檢查，尤其需要對高壓設備的壓力、排量等進行核檢，等到噴射管下入到預定深度后，按照水、氣、漿的順序依次噴射，首次噴射時間為1-3 min，孔口有漿液冒出后，可以對漿液比重和噴射壓力進行調節，一邊噴射漿液一邊反向勻速旋轉，待噴射到距離樁頂約1 m的位置時，需要適當減緩提升的速度，漿液高度達到設計要求后，將噴管拔出。孔口出現漿液需要立即停止噴漿，如果旋噴過程中出現故障，則應該立即停止噴射，避免出現旋噴樁樁體中斷的問題，待故障排除后再進行噴漿，要求復噴段和前段搭接的長度不小于1 m，以避免出現固結體脫節的問題。

3.4 施工注意事項

3.4.1 漿液制備

選擇C42.5的普通硅酸鹽水泥，每一個批次的水泥都必須具備相應的出廠合格證明和質量檢測報告，同時做好入場驗收工作，保證水泥質量達標。如果水泥消耗超出定額10%以上，則可以依照現場簽證進行補助。

3.4.2 鉆孔

鉆孔位置放樣，調整鉆機的水平位置，確保鉆機立軸及孔口管的方向能夠與設計孔向保持一致，對鉆機進行固定。可以從相互垂直的兩個方向，對鉆機垂直度進行觀測，做好偏差調整，鉆進過程中應該始終保障鉆桿鉆進方向與平面垂直，將孔斜控制在不大于0.80%的水平。應該依照相應的分序加密原則進行鉆孔，鉆孔開位位置和設計要求位置的偏差不能超過10 cm，待鉆進到壩體基巖交界面位置時，需要對鉆孔深度進行測量，看其是否與設計要求相符合，如果沒有達到設計值，需要繼續鉆進，達到設計值則應該繼續鉆進10 min以上，這樣可以保證后續灌漿防滲的效果。鉆孔過程中，需要選擇優質黏土與膨潤土混合，制作具備較強穩定性和黏著性的泥漿來對孔壁進行保護，避免出現孔壁坍塌的問題。

3.4.3 灌漿

旋噴樁施工環節，白水礤下游水庫整體的水位應該控制在死水位以下，確保噴射壓力達到預定數值后并且正常回漿后，才能對注漿管進行提升操作。如果在灌漿過程中，出現不返漿的問題，可能的原因有很多：如裂隙、孔洞、地層松散等，施工技術人員需要認真觀察大壩上下游的實際情況，采取有效措施進行處理，如果是地層引發的問題，應該停止噴桿的提升，進行原位復灌，保證灌漿的連續性；如果僅僅是少量返漿，可以適當降低噴射壓力和提升速度，必要時可以在漿液中摻入速凝劑，等到正常回漿后才能提升噴桿，這樣能夠更好地抵抗滲透水的破壞作用。對于鉆進孔洞的串漿問題，需要立即停止鉆進，當串漿量不超過1 L/min 時，可以在被串孔內注水，當串漿量較大時，需要與被串孔同時關注，做好灌漿壓力的控制，確保不會出現巖體抬動的情況。無條件同時灌注需要對被串孔進行封堵，就灌漿孔進行繼續灌漿，也可以直接跳過被串孔，等到凝固后再對其進行灌注。漿液本身的析水特性使得其在完成水土攪拌混合后，會產生收縮，引發部分樁體頂部凹陷的情況，在旋噴樁施工結束后，將頂部鑿除一部分，使用混凝土來對凹陷位置進行填補。

4 結語

在水庫大壩除險加固工程中，灌漿施工技術有著非常明顯的優勢，在保證有效灌漿的基礎上，對存在的隱患和問題進行解決，實現除險加固的標準化，將水庫大壩的功能和作用充分發揮出來，保障水庫大壩使用安全的前提下，延長其使用壽命。