高压摆喷灌浆生产性试验监理

李晓珍 贺志强 梁金召

（河南明珠工程管理有限公司 三门峡 472000） （三门峡市黄河河务移民管理局 472000）

1 设计及试验围井布置概况

1.1 设计概况

小寨河水库除险加固工程设计大坝高压摆喷灌浆范围为沿上游坝坡401.0m高程桩号0+000～0+308段，深入坝基相对不透水层下1m。采用单排孔灌浆，孔距1.5m，分两序施工，一序孔间距3m，两个一序孔中间加一个二序孔。注浆材料为32.5级普通硅酸盐水泥。高压喷射灌浆参数及技术指标为：造孔孔径不小于91mm，灌浆采用二管法；水泥浆相对密度不小于1.5，工作压力大于30MPa，浆流量为140～160L/min；气压为0.7MPa，气流量为1～3m3/min；提升速度为5～10cm/min，转动速度为20r/min；钻孔斜率小于1%，孔位偏差小于2cm。防渗帷幕渗透系数小于10-6cm/s，R28=4～10MPa，最小防渗帷幕厚度大于0.4m。

1.2 试验目的

按照设计采取“二管法”摆喷灌浆工艺，根据以上设计施工图纸选定的设计参数范围，通过严格控制围井试验质量以准确有效地校核设计参数，进而最终确定高喷灌浆的作业参数，确保高喷施工质量。

1.3 围井布置

在小寨河水库上游坝坡高程401m处进行试验，即布置在上游高喷灌浆施工平台（桩号0+259.9～0+262.6），试验孔采用8孔形成围井，围井呈正方形布置，孔距1.5m（如上图所示）。

高喷灌浆试验孔平面布置图

1.4 施工机械设备配置

施工机械设备配置情况见表1。

表1 施工机械设备配置情况

2 监理制定主要工序及关键点控制措施

单孔施工工艺流程为：放线布孔→钻机就位整平→钻孔→高喷台车就位→试喷→下喷射管至设计深度→制浆→提升喷射→孔口补浆→移走台车。

制浆工序主要控制点为：水泥出厂合格证及质量检测报告和监理见证送检试验报告（强度32.5MPa），制浆材料配比（1.2∶1）、浆液密度(1.4～1.7g/cm3)。

造孔工序主要控制点为：孔位（偏差小于2cm）、孔斜度（小于1%）、孔深（超过设计深度不小于30cm）。

喷射工序控制点为：浆、气的压力和流量，摆动、提升速度和提升的连续性。序孔间隔时间应大于24h，使凝结体具有一定强度，形成对接式连接，

钻孔的垂直度控制为：钻机安装地基密实平整，钻机底座平稳牢固。天车、立轴、孔口要三点对线，用水平仪检查和及时校正。

经过研究确定的具体控制数据见表2。

3 高压喷射灌浆试验监理过程

3.1 监理按照试验方案复测孔位布置

采用全站仪复测灌浆试验孔的位置①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、桩号分别为：①、⑧ 259.9，②、⑦ 260.5，③、⑥262，④、⑤262，孔位钉木桩做标记待钻。并检查在各孔喷射方向即孔位同一轴线上引的临时桩（以此桩来测量后期灌浆作业时的高喷灌浆喷射方向和摆动角度）。

表2 控制数据

3.2 高压摆喷过程工序质量监理

a.钻孔。每个试验孔钻进结束后，监理及时对孔位偏差、孔斜率、终孔孔深进行质量检查，符合标准后，才允许下个孔钻进，严格控制钻孔质量。

b.灌浆。对从制浆到每个试验孔高压喷杆下入深度、提升速度、摆动角度、喷射方向、气压、浆压及进浆密度随时检查记录，并对施工单位灌浆记录及时检查，具体要求为：随时检查液压提升装置和测量提升速度，保证提升速度误差不超过5mm/min；固定液压摆动装置，保证摆动角度误差不超过3°；喷射提升过程中，为了避免埋管和抱管等事故发生，卸管、装管事先做好准备，用最短时间来完成，每次换管完毕要复喷0.2m；喷射提升过程中若因发生事故停喷，恢复喷射时要复喷0.5m；喷射过程中，摆动角度60°角固定装置，提升过程中，随时检查和防止摆喷方向位移。高压摆喷至高程401m以下0.2m处时，放慢提升速度，静喷30s。喷射灌浆结束后，关闭高压气，继续往孔内送水泥浆液，直至孔口浆液下降不明显时，结束供浆，拨出喷射管，移去高压喷射灌浆台车。

4 高喷灌浆质量与效果检查控制

4.1 开挖检查情况

围井高喷墙墙体厚度经监理现场实际测量为0.45m、0.4m、0.5m，采用平均数值，即t=0.45m；围井轴线总长,量测为10.8m。

4.2 注水试验情况

a.注水试验。直接在注水管内注水，待10min后观测一次渗透水量，注水管内径为10.8cm，稳定流量为4.578×10-6m3/min，即 6.59×10-4m3/天。

围井中心注水管内试验水位高程为399.8m，围井底高程为377.5m，地下水位高程为397.94m，即H=399.8-377.5=22.3m，H0=397.94-377.5=20.44m。

b.渗透系数计算：按DL-T5200-2004《高压喷射灌浆施工规范》附录B的公式计算：

式中：K 为渗透系数，m/天；Q 为稳定流量，m3/天；t为高喷墙平均厚度m；L为围井周边高喷墙轴线长度m；H为围井内试验水位至井底的深度m；H0为地下水位至井底的深度m。其中，Q=0.000659m3/d，t=0.45m，L=10.8m，H=22.3m，H0=20.44m。

4.3 高喷灌浆试验结果

a.从注水成果来看,渗透系数K=1.777×10-9cm/s,满足设计要求。从开挖成果来看，墙体质地均匀，连接可靠，最小成墙厚度均大于0.4m，满足设计要求。

b.试验完成后，各项指标对照情况见表3。

表3 设计施工参数与试验结果对比情况

根据以上试验结果分析，确定施工参数，见表4。

表4 确定的施工参数

5 结 语

高喷灌浆围井试验是通过检查井壁外观、注水试验等确定高喷施工参数和判定施工质量的有效措施和方法。监理通过灌浆试验前制定主要工序及关键点控制措施、灌浆过程旁站监督及灌浆后开挖检查注水试验数据分析，严格控制了围井试验质量，准确有效地校核了设计参数，最终确定了施工参数，确保了高喷灌浆质量。■