高喷灌浆技术在毛滩电站库区左岸防洪堤工程的应用

敖培培，刘成军

(1.国电四川毛滩水电开发有限公司，四川成都 610041;2.中国水电基础局有限公司三公司，四川成都 610213)

1 概述

毛滩水电站工程位于青衣江干流夹江县顺河乡境内，是千佛岩下游青衣江汇口河段水电规划推荐的三级规划方案中的第一级，采用河床式长尾水渠开发方式。工程开发的主要任务为发电、防洪、灌溉，兼顾城市景观用水;远期长征渠修建后，服从长征渠灌溉用水，余水发电。装机容量102MW，水库总库容3000万m3。

毛滩水电站库区左岸防洪堤基础高喷防渗墙工程总里程长度为3600m，沿防洪堤堤脚轴线方向形成一道连续的高喷防渗墙墙体，采用三管法高压摆喷工艺，设计孔距为1.2m，有效墙深8m，成墙厚度≥0.3m;本标段与下游标段的混凝土防渗墙接头采用5根、有效桩深16m的高压旋喷桩搭接封闭。

2 工程地质条件

2.1 第四系松散堆积层

钻探及物探测试资料显示，覆盖层厚度为88.26 ～104.46m。其岩性特征见表1。

2.2 下伏基岩

表1 枢纽区地层、岩性特征一览表

上部为棕红色粉砂质泥岩，夹黄、灰、褐色页岩，泥灰岩，下部为紫红色砂岩、粉砂岩夹泥岩。

3 防洪堤基础防渗施工

高喷防渗墙形式及主要参数选定:

高喷防渗墙采用摆喷形式，其墙体结构见图1、2。摆喷有效桩径为300～1000mm，因此孔位间距拟定为1200mm，摆喷摆角为60°～70°，渗透系数 K≤10－5cm/s。

图1 摆喷高喷墙体结构示意图

主要施工技术参数采用库区右岸防洪堤基础高喷防渗墙工程的技术参数，初步拟定的参数见表2。

4 施工难点及对策

图2 高喷防渗墙结构图

表2 拟定高压喷射注浆参数一览表

成孔质量标准按不低于以下设计要求执行:孔位偏差不大于5cm，孔深按规范要求均大于设计孔深30cm，孔斜率不大于1%。在遇有含孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时，将孔斜率控制在1.5%以内，孔斜率和孔深均符合设计要求。

本工程主要采用液压潜孔钻进行成孔施工:先施工I序孔，I序孔结束后再施工II序孔。由于地层上部松散架空，基本上为漂卵石，砂等细颗粒含量少，透水性大，地层中易出现塌孔、掉块等现象并引起卡、埋喷管等情况，经过专题试验研究，为解决在松散架空层中施工难以成孔成墙的问题，采取了以下有效措施:

(1)加大了钻孔孔径，以增加喷管与孔壁间隙，一般按钻孔孔径大于喷管外径40mm的标准掌握。例如，喷管的外径为φ9l，则钻孔孔径不小于φ130;

(2)在套管内下入大于喷管外径的PVC花管，以保持孔壁稳定;

(3)将喷孔孔内注满高固相优质泥浆固壁，堵塞大的渗漏通道，为顺利进行高喷施工创造有利条件，同时将孔口周围的淤积物、松散土体清除干净，孔口加塞保护;

(4)选用顺直、无变形的长喷管(长度一般在9m以上)，以确保整体垂直度并减少接头数量，同时减少了装卸喷管的次数。

高压喷射注浆对细颗粒地层是比较适宜的，但对掺有较多大卵石地层，只要工艺参数选择适当，仍能形成良好的连续防渗凝结体。其主要原因是:由于水气喷射使颗粒周围的细颗粒被升扬置换出地面，造成原地层结构的局部松脱，大颗粒在射流作用下，一般会产生位置移动，甚至被掀动，有利于浆液袱裹充填。采用下倾斜喷射较之水平喷射更有利于大粒径颗粒被袱裹。在含有细颗粒地层，特别是致密的、粘性大的土层中进行高压喷射注浆时，水气喷射过程中将使喷射影响范围内的土层颗粒被切削搅动，形成泥浆，并且在升扬置换作用下冒出地面，其稠度和所采用的喷射形式直接有关。为使掺搅范围进入较多的喷射泥浆，应注意先实行水气喷射，暂不注浆，以升扬置换地层颗粒，然后提升到一定高度;当冒浆相对密度小于某一数值，如1.2kg/m3时，再将喷射管路下落，实行水气浆二次喷射，这样形成的凝结体将会获得较高的凝结强度。

5 成墙后的质量检查

防渗墙完工后，在高喷防渗墙轴线上布置了21个检查孔，本工程总长度为3600m，每170m设置一个检查孔，检查孔设在相邻两个孔的连接位置。高喷防渗墙施工完成后，防洪堤标的施工单位在高喷防渗墙上浇注趾墙。为满足检查孔的施工要求，在趾墙里预埋了1.5m高的铁管。检查孔检测结果如表3所示。

注水试验检测结果:

表3 检查孔注水试验检测成果表

(1)渗透系数最大值 Kmax=3.09×10－6cm/s。

(2)渗透系数最小值 Kmin=5.57 ×10－7cm/s。

(3)渗透系数平均值 Kavr=1.72×10－6cm/s。

本工程检测的21组注水试验渗透系数检验结果表明，渗透系数达到设计要求。

6 取得的经验与建议

(1)高喷施工中，针对松散架空、易漏浆的地层，及时发现问题及时处理，以避免不必要的资源浪费。

(2)高喷过程中，当某个孔发生不返浆或返浆不正常时，很可能在该孔附近区域连续多个孔都会有不返浆的情况发生，需根据实际情况添加堵漏材料，以便在最短的时间内、以最低的成本解决问题。

(3)针对毛滩水电站大颗粒砂卵石地层，必须进行生产性试验，选择合理的钻孔设备和高喷工艺参数，才能确保工程质量。

(4)对工程量大、工期紧张、轴线长的高喷工程，施工中必须加大资源投入，严格进行管理，才能确保工期和质量。

7 结语

通过毛滩水电站工程左岸防洪堤基础高喷防渗墙的施工，总结出了在冲积覆盖层深厚、地质条件复杂、含大粒径卵石、孤石等复杂地层条件下科学合理的选取高喷施工参数，积极采取相应的质量保证措施的成功经验，确保了高喷防渗墙工程总体质量能够达到优良标准。