高压旋喷灌浆在秦咀水库除险加固工程中的应用

丁 晔,张 兵,马 健

（长江勘测规划设计研究院长江岩土工程总公司（武汉）,武汉 430010）

高压旋喷灌浆在秦咀水库除险加固工程中的应用

丁 晔,张 兵,马 健

（长江勘测规划设计研究院长江岩土工程总公司（武汉）,武汉 430010）

以秦咀水库除险加固工程为实例，介绍了高压旋喷灌浆在土坝加固中的应用。

高压旋喷；灌浆；除险加固

1 工程概况

秦咀水库位于襄阳区东津镇秦咀村，距襄樊市45km，拦截汉江流域淳河分支羊桥河。水库原设计库容4020万立方米，兴利库容2045万立方米，设计灌溉面积5万亩，有效灌溉面积2.5万亩，水库养殖水面面积5500亩，是一座以灌溉为主，兼有养殖、防洪、旅游开发等综合利用的中型水库。

水库大坝坝顶长1723.0m，坝顶宽5.0m，坝顶高程83.9m，最大坝高16.4m，防浪墙顶高程84.55m。因坝体、坝肩渗漏需进行除险加固，其中桩号0+000～0+070施工方案为高压旋喷灌浆、静压灌浆和帷幕灌浆，三项灌浆任务同孔施工，上部为静压灌浆，中部为高压旋喷灌浆，下部为帷幕灌浆。

2 设计技术指标

高压旋喷灌浆的技术指标为：抗压强度—R28≥4Mpa；墙体渗透系数K＜i×10-7cm/s（1＜i＜10）；允许渗透比降J＞60。

3 高压旋喷灌浆施工

3.1 施工准备

（1）平整场地，清除地面、地下障碍。当场地低洼时，应回填粘性土料，但不得回填杂土；应采取防止施工机械失稳的措施。

（2）布置开挖冒浆排放沟和集浆坑。

（3）设置基线、水准基点等，复核测量并妥善保护。

（4）进行现场测量放样，定出每一个钻孔孔位，并作出明显标志和妥善保护。

（5）建设现场施工用的临时设施，如供水、供电、道路临时房屋、工作台以及材料库等。

（6）设备准备：本工程施工选用SGP30-5型高喷台车，高压水由3D2-S型高压水泵供应，JN-200型搅拌机制浆，SJH-1000型双桶搅拌机储浆，浆液采用BW-150和HB15/50型泥浆泵、LS-40型砂泵输送，并用KLF-4型高压喷射自动记录监测仪，对气、水、浆和旋转速度/提升速度等，8种主要的技术参数进行实行自动记录。

3.2 施工工艺流程

钻机就位钻孔安装调试试喷下高喷喷管制浆高喷灌浆作业灌浆作业结束清洗器具移开机具回填灌浆冒喷喷射参数调整

施工工艺流程图

3.3 主要工序施工方法

3.3.1 钻机就位

（1）按要求形成施工平台，施工平台高程误差控制在15cm范围内。

（2）将钻机放置在设计的孔位上，钻杆轴线垂直对准钻孔中心，钻孔位置与设计位置偏差≤50mm。

3.3.2 钻孔

（1）成孔方式采用XY-2PC型钻机造孔，孔径110mm。钻孔施工的倾斜率不大于1％。孔深满足设计要求。

（2）采用轻压、慢转、中等浆量钻进，保持立轴垂直，以保证钻孔垂直度，终孔后保护孔口，以防塌孔。

3.3.3 下灌浆管

成孔后，提出钻具换上高喷喷管，并且将其插入钻孔的孔底深度。孔的喷管嘴插入和偏斜度的深度，都是必须得到监理人验证的。

3.3.4 制浆

（1）采用42.5级普通硅酸盐水泥，根据喷射方式和设计要求，采取喷入浆液的水灰比为0.8：1～1.0：1.0当需要减缓水泥浆液沉淀的速度，以及要保持良好的可喷性时，可以在其中内加入3％膨润土重量的碳酸钠和3％水泥重量的膨润土。而膨润土的细度要为200目。但应在使用前应报监理人批准。

（2）所用的水泥及水泥浆液按要求取样送检。

3.3.5 喷射灌浆作业

（1）将高喷灌浆管贯入到预定深度后，即自下而上进行喷射作业。

（2）高喷作业技术要求

1）施工过程中，注意检查浆液初凝时间、灌浆流量、旋转提升速度等参数是否满足设计要求，并做好记录。若灌浆管不能一次提升完成，需分数次卸管，为保证固结体的完整性，卸管后喷射的搭接长度≥100mm。按设计转速原地旋转喷浆管。

2）水泥浆液进行要严格的过滤，并且按喷嘴的直径，设置两道过滤装置；在泥浆泵吸浆搅拌罐和制备水泥浆液搅拌罐之间设置一道过滤网，泥浆吸浆管的尾部设一过滤器。

3）在高喷作业过程中，要经常测试水泥浆液的进浆和回浆比重。当浆液比重与规定水灰比的浆液比重值误差超过0.1时，立即暂停喷浆作业，并立即重新调整浆液水灰比，然后迅速恢复喷浆作业。水泥浆液随配随用，并应在高喷作业过程中连续不停地搅拌。

4）在高喷作业的过程中，拆卸灌浆管节后，重新进行高喷作业 的搭接长度不应小于0.3m。若供水、风、电中断后，重新进行的高喷作业搭接长度不应小于0.5m。供浆必须要连续。一旦中断，应将旋喷管下沉到停供点以下0.5m，待恢复供应时，再喷浆提升。当因故停机超过3小时时，应对泵体和输浆管路妥善清洗。

5）高喷作业分为两序施工，单个高喷桩（孔）应连续喷射作业，相邻桩（孔）的作业间隔时间在12-72小时范围内。

6）高喷灌浆的检查按设计文件要求或着监理人的指示,用标准的试模采集冒浆试样，其数量要每个水泥批号，在每种主要地层不应少于3组，每组要3件。

7）当喷浆管提升到接近桩顶时，应该从桩顶以下1.0m开始，慢速地提升喷浆至桩顶，喷浆数秒。

8）高喷灌浆在施工的过程中，采用的是自动记录仪。自动记录仪内应具有监测提升速度、高压喷射压力、浆液流量和密度等四个参数的功能。

施工过程中要及时、如实的记录各个浆液材料用量、参数、异常现象以及处理情况等。记录表格格式应符合监理人指示和有关规定。

9）每个喷浆孔在施工完毕后，要用清水把管路和泥浆泵内残留的浆液全喷射排出，钻具及其他设备，要用低压水冲洗干净，并要架起高喷管设备，离地存放。

3.3.6 回填灌浆

为防止出现固结体不紧密或脱空现象，采用回灌冒浆或水灰比为0.6的水泥浆补灌，直到孔内的浆液面不再下沉为止。

3.4 常见故障及处理措施

（1）不冒浆、断续冒浆或冒浆量过小时若系土质松软造成的，应适当复灌即可；若附近有空洞、通道，则继续灌浆直到冒浆为止。若在相邻处或其它建筑物的接触带冒浆，可用稠浆间歇灌浆。

（2）大量冒浆，压力会稍有下降，灌浆管可能被击洞或击穿，要拔出灌浆管进行检查。

（3）压力骤然上升，可能是喷嘴或管路堵塞，处理方法有：在高压泵和灌浆泵的出水管进口和泥浆储备箱中设置过滤网，并经常清理。

（4）在流量不变而压力突然下降或者排量不达标时，可能存在泄漏现象，可以采取措施：检查活塞缸套、阀等零件，磨损大的阀和活塞要及时的更换；检查吸水的管道是否漏气、通畅，以避免吸入空气；检查高压管路、安全阀，清除转动系统中的打滑现象；清除泄漏；检查喷嘴是否符合作业要求，及时更换磨损严重的喷嘴。

4 施工效果

高压旋喷灌浆实际施工区域为桩号0-120～0+070，孔距1m。施工结束后，按要求进行了检验，28天抗压强度达到了9.9～15.4MPa，高喷桩墙体渗透系数抽检结果为2.6 ～3×10-7cm/s，渗透比降J＞60，满足设计要求。

5 结语

本工程现已通过投入使用验收，坝体、坝基渗漏问题得到了解决，目前运行情况良好。

[1]蒋炳亮.浅谈高压旋喷桩灌浆法地基处理的施工[J].山西建筑，2008：132-133.

[2]尹里，张大军.静压灌浆和高压旋喷灌浆技术处理软弱地基[J].山西建筑，2012（12）.

[3]周鹏.高压喷射灌浆隔渗的工程实践研究[J].鄂州大学学报，2010（05）.

丁晔，男，工程师，从事岩土工程、水利工程钻探、施工技术及管理工作。