彰武水库高压喷射灌浆施工方法与质量控制

□金 虹 □孙丽芳

（安阳市彰武南海水库工程管理局)

一、工程概况

彰武水库位于河南省安阳市西南25km的海河流域卫河支流洹河上，控制流域面积120km2，总库容0.78亿m3。水库坝体为均质粘土坝，坝长1350m，其中主坝720m，副坝630m，最大坝高主坝26.7m，副坝7.6m。坝址区位于彰南多字型构造的北部，出露地层主要是石千峰组红色砂页岩。从补勘大坝地质情况看，右坝肩砂页岩弱风化，泥钙质胶结，左坝肩上部为轻、中粉质壤土，可塑塑状，局部含钙结核，厚7.8～15.8m；壤土之下为砾岩，厚4～6m泥质胶结，粒径一般2～3cm；下伏砂页岩，上部0.5m强风化以下为弱风化。由于坝体初建时填筑质量差，129m高程以下为水中倒土，存在松软层，坝前水中倒土铺盖，缺乏反滤层，致使大坝运行中多次出现塌坑，坝后导渗沟渗流量有突然增大的异常现象，存在渗流破坏的隐患。2006年11月，水利部大坝安全管理中心对彰武水库进行现场核查，鉴定结论彰武水库为病险水库，属三类坝。

此次彰武水库除险加固工程工程，对主坝桩号0+660～0+722段、副坝桩号0-180～0+000段采用嵌入式高压喷射灌浆。高喷防渗墙墙体轴线与大坝123m平台中心线重合，东西坝头两端折向坝顶，按单孔、单排、套接布置，墙体嵌入相对不透水层0.5m，采用P.O.42.5级水泥灌浆，设计成桩直径1.6m,最小墙厚0.6m，孔间距1.0m。工程施工共完成灌浆孔294个，平均孔深16.0m，最浅孔1.5m，最深孔24.1m，总进尺4707.58m，总灌浆4658.25m。

二、施工程序与施工方法

(一)施工程序

高压旋喷灌浆钻喷施工分二序进行，先施工一序孔，后施工二序孔。钻孔经验收合格后，方可进行高喷灌浆。

图1 施工程序图

高喷灌浆施工程序：安装钻机、喷机、空压机、高压泵→喷机就位→地面试喷定向→下喷管→提升喷射→水泥浆回收→废浆处理→空口补浆→移机→墙体质量检查。

(二)高喷施工方法

1.把钻机移至钻孔位置，对准孔位用水平尺掌握机台水平，立轴垂直、垫牢机架、钻机的垂直度满足精度要求，经技术人员验测合格后开钻。钻孔采用回转钻进泥浆护壁成孔，开孔孔径130mm，终孔孔径110mm，孔位偏差≤50mm，钻孔偏斜率≤1%。钻孔深度按设计要求深入不透水基岩层0.5m，钻孔结束后，技术人员进行质量检查，合格后移位进行下一孔的钻进。

2.依据现场试验参数按水灰比0.8:1,比重1.60～1.65g/cm3进行浆液搅制，制浆过程中应随时测量浆液比重，每孔高喷灌浆结束后统计该孔的材料用量。浆液采用高速搅拌机搅制，拌制浆液连续均匀，高速搅拌时间≯30s，一次搅拌使用时间亦控制在4h以内。

3.当喷射管下至设计深度，开始送入符合要求的浆、气，待注入浆液冒出孔口时，按坝基7cm/min，基岩5cm/min，回转6r/min的提升方式及速度自下而上提升，直至提升到设计的终喷高程。

4.喷射结束后，利用回浆或水泥浆及时在喷射孔内进行静压充填灌浆，直至孔口浆面不再下降为止，保证高喷防渗墙固结后墙顶标高。

三、质量控制

(一)地面试喷、定向。高喷台车就位并对准空口后，为了直观检查高压系统的完好性以及是否能够满足使用要求，首先应进行地面试喷。同时，通过调整液压转盘的角度，使高压喷射流对准设计轴线方向。方向应经过质检员的校核。

(二)开喷。喷管钻(下)至指定深度后，拌制水泥浆液，即可供浆、供风开喷。待各压力参数和流量参数均达到要求，且孔口已返出浆液时，即可按既定的提升速度进行旋喷喷射灌浆。

(三)高喷灌浆保持全孔连续一次作业。作业中因拆卸喷射管而停顿后，重复高喷灌浆长度≯0.2m。

(四)装、卸喷射管时，采取措施密封、加快装卸动作以防止喷嘴堵塞。

(五)在高喷灌浆过程中，出现压力骤降或骤增、孔口回浆浓度和回浆量异常，甚至不返浆等情况时，查明原因后及时处理。

(六)当孔内出现严重漏浆，拟采取以下措施进行处理：停止提升喷射管：降低喷水压力、流量进行原地灌浆；喷射水流中掺加速凝剂；加大浆液密度或灌注水泥砂浆、水泥粘土浆；向孔内冲填砂土等堵漏材料。

(七)高喷灌浆结束后，充分利用孔口回浆或水泥浆液对已完成孔进行及时回灌，直至浆液面不下降为止。

(八)墙体质量检查，质量检查在成墙28天后进行，采用开挖或钻孔取芯和压水试验等检查方法。

四、结束语

高压喷射灌浆可由钻机钻孔至需处理的薄弱部位，通过高压射流的冲击搅拌，水泥浆在喷射范围内与地层土石颗粒掺混搅合后形成防渗墙。高喷灌浆技术对坝体的原结构影响较小，施工较简单，安全可靠，工程造价相对较低，对病险坝防渗加固具有较明显的优越性，其经济、社会效益十分明显。