高压旋喷连续防渗墙在广慈水库工程大坝地基处理中的应用

黄之历

（云南省红河州建水县水电勘测设计队 654300）

1 工程概况

广慈水库位于云南省红河州建水县城北部新区、国道 323 线旁，地理位置：东经 102°48′29″，北纬 23°38′15″。水库径流区属珠江流域西江水系,水库建于泸江河支流——沙拉河上游。

建水县沙拉河自北向南穿县城而过，河道淤积、堵塞严重，雨季经常发生洪灾，严重地威胁着居住在沙拉河沿岸2万余人口的生命、财产安全。为了切实地解决此问题，经有关部门研究，决定在沙拉河上游新建广慈水库调蓄洪水。广慈水库主坝坝型为浆砌石重力坝，大坝全长208m，坝顶宽3m，最大坝高12.75m，总库容50.02万m3，属小（2）型水库，工程预算总投资1150万元。

广慈水库开工建设后，首先进行大坝地基高压旋喷连续防渗墙工程施工，历时50天。高压旋喷采用单管法施工，共投入XY—100X型地质钻机5台、HT—30型旋喷钻机3台。共完成钻孔436个，累计钻孔进尺8686m，高压旋喷注浆6359m，注入P.O 32.5级水泥1913.74t，工程投资227.18万元。

2 工程地质

2.1 地质条件

水库库区位于建水盆地西南部湖积蚀余台地之上。根据区域地质普查资料及实地工程地质钻探，坝基为新第三系（N）粘土、粉质粘土与砂砾石、砂层互层，位于建水盆地沉积中心附近，沉积中心湖积层厚713m。其下基岩为泥盆系中统东岗岭阶（D2dn）灰岩、白云岩。在钻探揭示的深度范围内，坝基地层由浅至深情况见表1。

表1 坝基地层特性

2.2 坝基土层渗透性

大坝基础持力地层为新第三系砂砾石层（N1），中等透水，含承压型地下水，水量丰富，水位高。地质勘探钻孔时，地下水由孔口自流而出。为防止坝基渗流破坏，必须在主坝坝基1～1.5倍库水头深度范围内形成防渗帷幕，以保证大坝安全运行。

3 坝基防渗处理方案

为了防止大坝建成后坝基渗流破坏，必须进行大坝基础防渗处理。施工设计采用机械开挖、人工现浇混凝土防渗墙方案。防渗墙设计深度5m、厚度0.8m。

坝基处理工程开工建设后，根据实际地质情况，原防渗墙设计深度不能满足防渗要求，需要加深防渗深度。具体设计深度为第三系粗砂层（N3）底部以下1m，故防渗墙设计深度变更为12～30m。由于此防渗深度较深，且地下水量丰富，施工时，基坑开挖土方坍塌严重，机械无法施工，原现浇防渗墙施工设计方案不可行。结合此实际情况，经有关专家进行了多种方案比较后决定，将原施工设计变更为高压旋喷连续防渗墙。

该工程由于工期紧、任务重，为了节约时间，决定高压旋喷连续防渗墙工程的施工设计与试验同时进行。通过高压旋喷试验，取得最佳技术参数，从而指导设计及施工。

4 高压旋喷试验

为了获得最佳的、适宜的技术参数和合理的经济方案，决定在坝基中间（原老河床段）进行参数组合性及孔距范围试验。试验段长7.5m，共14个孔，注浆进尺244m。先后共做了2次试验，获得了最佳的、适宜的技术参数和合理的经济方案。各种技术参数见表2。

表2 高压旋喷防渗墙技术参数

5 高压旋喷施工

5.1 施工方法

采用单管法高压旋喷桩套接成墙的方法进行施工。

5.2 施工步骤

平整场地→孔位放线、定位→引孔→注浆→清洗注浆系统→封孔。

5.3 施工工艺

5.3.1 造孔

由于注浆孔的孔深为12～30m，已接近单管法高压旋喷施工适用的最大孔深范围。为了保证钻孔的垂直度以及后续高喷孔返浆顺畅，注浆前先进行造孔。造孔时将地质钻机安置在设计的孔位上，孔位偏差不大于5cm，保证机械的安装平稳、周正，并在施工中对钻机、孔位进行校正，以保证孔斜率不大于1%，孔径不小于91mm。

5.3.2 配浆

选用0.5m3双层立式搅拌机，搅拌机性能和搅拌能力，以保证浆液搅拌均匀、浆液类型和需浆量为准。水泥浆自制备至用完不超过40min，并在制浆过程中及时检查浆液密度。其中水灰比1.25∶1的水泥浆密度为1.42g/cm3，1.35∶1 的水泥浆密度为 1.40g/cm3。配浆过程中，应严格进行浆液过滤，防止喷嘴在作业中堵塞，影响施工。配好的浆液通过高压泵用管道输送至旋喷注浆机内。

5.3.3 注浆

把带有喷嘴的喷管下至设计喷底标高以下0.3m，起动注浆泵，逐渐升至规定值，待浆液返至孔口后，才开始自下而上按设计的技术参数值进行高压旋喷，当旋喷至墙顶标高以上0.5m、浆液不再下沉时，即可停止旋喷。

5.3.4 清洗

喷射完完毕后，把喷管提至地面上，对整个注浆系统用清水进行清洗，防止水泥凝固阻塞,清洗压力为10MPa左右，清洗完毕后，移动塔架,准备下一孔的喷射。

5.3.5 记录

施工中，记录人员应做钻孔参数、喷射时参数记录，做到数据准确、及时、可靠，记录整齐清洁。

5.4 特殊情况处理

在旋喷过程中，出现特殊情况，按以下方法进行处理：a.施工中，高喷注浆因故中断后恢复施工时，进行复喷，其搭接长度不小于0.5m。

b.施工中，高喷中途拆卸喷射管时，进行复喷，其搭接长度不小于0.2m。

c.高喷注浆中，孔口不返浆时，应立即停止提升，清洗钻孔，疏通返浆通道，待孔口正常返浆后再继续高喷注浆。

6 工程质量检查

高喷注浆结束后，应对施工质量进行严格检查。对于厚度大和深度小的高喷板墙可选用钻孔检查法。注浆结束28天后，每个单元工程布一个检查孔，检查孔位于相邻的两个注浆孔中间，并自上而下分段进行钻孔取芯、静水头压水试验，检查成桩效果和透水率。压水试验压力为1.5倍坝前水头。

钻孔取芯、静水头压水试验结果表明：墙厚满足要求，混凝土均匀密实，墙体连续完整，透水率q＜5Lu，各项指标均符合设计要求。

7 结语

广慈水库高压旋喷连续防渗墙工程竣工后，取得了良好的防渗效果，降低了大坝基础开挖难度，加快了施工进度，减少了工程投资。目前建水县类似工程实例尚少，它的成功，为今后类似工程建设提供了可借鉴的经验。