2018高压旋喷灌浆在水库大坝加固处理中应用
摘要：结合某水库大坝基础渗漏现象，充分考虑到高压旋喷灌浆技术在水利工程的基础加固中优势，采取该加固技术处理本水库大坝基础的渗漏问题，提出该加固技术在基础渗漏处理过程中的施工技术，为同类水库加固工程提供借鉴。http://
关键词：高压旋喷灌浆法；水库加固；大坝工程；基础防渗处理
Abstract：Combining with some water reservoir dam foundation leakage phenomenon, this paper, will consider fully foundation reinforcement advantage of high-pressure rotating sprinkling irrigation technology in the water conservancy construction, take measures to some measures of solving leakage problems, and put forwards to the construction technology for references.
Key Words: high-pressure rotating sprinkling irrigation; water conservancy reinforcement; dam construction; foundation leakage-resistant treatment
中图分类号：TV223.4 文献标识码：A文章编号：
工程概况
某水库工程大坝为均质土坝，坝高为61.5m，坝顶长度为517.0m。水库大坝设计正常运用为洪水重现期1000年，而临时建筑物的设计防洪标准为10年一遇。鉴于该水库大坝基础存在渗漏问题，要对水库渗漏水部分采取高压旋喷灌浆加固处理技术。
高喷灌浆试验
鉴于高喷灌浆处理本大坝基础渗漏重要性，必须在灌浆前采取试验，以配制满足工程实际要求配合比以及施工参数等。
本工程的配合比试验按照图纸提供的双管法旋喷浆液标准配方（每方浆液）：普通水泥760Kg，混合剂11.4Kg，水750L，或者按双管法水灰比为1:1～1.5:1进行浆液配比试验，并将试验成果报送监理人审批。由于工程的地质条件不同，高喷灌浆所需的施工参数不能机械的搬用其它工地经验，所以施工前按施工图纸的要求和监理人指示，选择典型地层并按室内试验选定的配合比进行高压喷射注浆的工艺试验，得出准确的施工参数来指导生产。
喷浆施工机具计划按“一钻一喷”进行配置，即一个机组的施工设备由1台钻机(MG200液压钻机)、一套高喷设备(SGP30-5型)和其它必要的设备（XP90型高压灌浆泵、高速搅拌机等）组成。制浆系统就近选择平整设置，中间部位可设置浆液中转站；造孔设备和喷灌设备沿防渗体轴线布置；施工用水直接从系统供水管接取；用电由左岸业主设置的配电站系统供给；其它管路系统及排浆沟槽等根据需要铺设。
高喷灌浆技术
本水库大坝坝址左坝肩桩号FS0+079.6～FS0+163.10段采用高压旋喷灌浆进行防渗加固处理。高喷灌浆为单排孔共分三序，采用双管法进行旋喷处理，孔距均为1m。
3.1钻孔
钻孔以及定位是高喷灌浆首要关键，其直接影响高喷施工质量。根据设计图纸以及本工程试验得到的参数在高压旋喷灌浆轴线上进行测量定位，高压旋喷灌浆轴线根据图纸要求确定。高压旋喷灌浆孔位布置应进行统一编号，高喷灌浆施工分为三序进行。钻孔是必须从钻孔设备、孔位、孔深、孔斜、护壁粘土等方面严格控制，以避免发生钻孔事故。结合工程实践经验，笔者总结可从以下几方面来确保钻孔质量：
（1）钻孔：钻机安装必须牢固平稳，底座要用长方木铺设，水平仪找平。（2）孔位：钻孔孔位的定位，其中心允许偏差不得大于5cm，其孔位布置图见图1所示。
图1高压旋喷灌浆钻孔布置图
（3）孔深必须满足图纸要求的高压旋喷灌浆底线，并考虑孔内残留岩粉沉淀和喷射管喷嘴位置对实际孔深的影响和需要，适当调整实际孔深。（4）孔斜对高喷成墙至关重要，若孔斜过大，会造成搭接错位或搭接不上等。为此，钻孔前必须对钻杆进行垂直度检查，保证钻杆顺直；钻进过程中钻机操作必须轻压慢钻，确保钻孔垂直，当钻至一定深度时，改用长钻具钻进。另外钻进过程还要勤校正、勤测斜，发现孔斜超过设计要求，必须重新扫孔，纠正孔斜。成孔偏斜率应不大于1.5％。（5）护壁粘土的好坏直接影响到钻孔的质量，特别是在地下水位较高的砂砾石层更为突出，质量不好会经常造成塌孔。为此，对粘土质量要求要高，应选用亲水性好、分散性高、稳定性、粘着性及可塑性强的粘土。
3.2台车就位
施工按照逐渐加密的原则分三序进行，先灌Ⅰ序孔，再灌Ⅱ序孔，最后灌Ⅲ序孔，所以台车就位先从Ⅰ序孔开始。台车就位对顺利下喷射管影响很大，为此台车就位时，我们首先要保证高喷台车的孔口装置和钻孔同一轴心，而且必须经水平仪找平，这样才能保证喷射管下放顺利。台车就位后，检查浆、气管路并试喷，各项指标正常后，开始下喷射管。
3.3下喷射管
在下管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，一种方法是边射浆、边下管，浆压力一般不超过1Mpa，如压力过高，则易将孔壁射塌；另一种方法是对浆、气口进行保护，如缠上胶布等。喷射管喷嘴必须下到设计孔深墙底高程位置以下，否则重新扫孔。
3.4高压喷射旋喷灌浆
高喷灌浆采用双管法360进行旋喷，按照图纸提供的技术参数：浆压30MPa，气压0.7MPa，提升速度6.0cm/min，旋转速度20r/min，喷嘴直径3.0mm或者按照浆液配合比试验和高喷灌浆试验确定的施工参数进行。
当喷射管的喷嘴下至要求的高压旋喷灌浆底线后，经监理工程师签字开始静喷（各施工参数均达到设计要求，且不提升喷射管）。当冒浆比重大于设计要求的比重时，开始按规定提速提升喷射管，自下而上直至高压旋喷灌浆顶线后，停止浆、气的供应，提出喷射管。灌浆结束后我们还要对该孔及时进行回灌，在实际施工中可以利用后一个孔的冒浆对前一个孔进行回灌，回灌结束标准为直到浆液液面稳定为止，在黏土层或淤泥层内进行喷射时，不得将冒浆进行回灌。
高喷灌浆质量控制
（1）各灌浆孔钻孔前，按设计孔位进行测量放线，并标注每一孔的灌浆顺序，钻孔结束后对钻孔进行检查并经监理认可。
（2）在高喷过程中应当有专门的技术人员对各个仪表进行观察，监视各个仪表读数，有专人控制水泥的投入量和投入速度，严格控制进浆量，并每隔10分钟记录一次读数和测一次浆液比重，确保各参数符合设计要求。
（3）用于灌浆的任何材料必须满足“技术规范”要求的各项性能，并有质量检验合格证书。
（4）组织所有参加施工人员进行上岗前专业培训，认真学习高喷技术并持证上岗。技术、质量人员跟班作业，检查指导施工，发现问题及时处理，并把高喷灌浆技术要求和机械设备操作规程的标牌立于现场的醒目部位。
高压旋喷灌浆结束后，应当对其进行质量检查，其质量检查方法有：高压喷射注浆固结体的强度、透水性以及溶蚀和耐久性能，高压喷射注浆固结体的质量检验可选用开挖检查、钻孔取芯、动测桩法、标准贯入试验、荷载试验和压水试验等方法进行。
高喷灌浆施工中特殊情况的处理
在进行高喷灌浆施工中，难免会遇到一些施工问题，而关键的是清晰知道这些施工问题产生的原因，采取有效的预防措施，而万一出现这些问题，应当采取处理措施，结合工程实践，笔者总结了高喷灌浆施工中几种特殊情况的处理技术，为同类工程所借鉴。
（1）在钻孔过程中，经常遇到泥浆漏失问题，处理不好就会影响钻孔进度，对喷孔质量也会产生影响。为此首先尽量让其“吃饱”，以减少喷浆时的水泥漏失，若漏失量太大，就把砂和少量的水泥压入孔内漏浆处进行封堵。其中粘土的主要作用是充填、固壁；砂的主要作用是使充填体在喷灌中易被高压浆破坏，不影响高喷质量；少量水泥的作用是加快充填体的凝结速度，便于快速恢复钻孔。经过以前施工经验，效果良好。
（2）漏浆（孔口不冒浆）是地层中有较大空隙，可采取的措施为：在浆液中掺入适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内凝固；在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续正常高喷。
（3）冒浆量过大主要原因是有效喷射范围与注浆量不适应，当冒浆量超过注浆量的20%或完全不冒浆时，采取的措施为：①提高喷射压力；②适当缩小喷嘴孔径；③加快提升和旋转速度等方法及时处理，并符合YSJ210-92、YBJ43-92的有关规定。
（4）堵嘴主要有两方面原因，一方面是由于水源不干净或浆液没有充分搅拌均匀，浆管中混入水泥结块或小石块等，导致管路不通；另一方面是由于中途卸管时操作不当，浆压降低过快，致使管内产生真空，把孔内一些砂子、石子等吸入管内造成堵塞。出现以上事故，都必须起管检查，清除故障后重喷的搭接长度不小于30cm。
（5）因故停喷后重新恢复施工前应将喷头下放30cm，采取重叠搭接喷射处理后方可继续向上提升及喷射注浆，并记录中断时间和深度，停机超过3小时的应用粘土浆液把水泥浆液置换出来，以免孔内壁形成一层水泥凝固体影响喷灌效果，并对输送泵、输浆管路进行清洗后方可继续施工。
结论
通过结合某水库大坝基础渗漏情况，采取高压旋喷灌浆技术来加固处理大坝渗漏问题，结合所提出的施工技术来处理，工程实践效果表明，高压旋喷是一种加固处理大坝基础渗漏的有效处理手段，该处理技术具有施工简单、效率明显、质量可靠等优势，值得为同类工程参考借鉴。
参考文献：
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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
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