高压摆喷灌浆施工技术在堤防防渗处理工程中的应用

陈 辉

（新疆昌源水务集团有限公司 新疆 乌鲁木齐 830000）

1 工程实例介绍

堤防工程位于某水库工程下游位置，堤防总长度2485.5m，堤防工程堤线沿河岸布置。水库正常蓄水位1205.00m，设计洪水位1205.5m，校核洪水位 1275.78m，死水位1248.50m，水库总库容108.52万m3，调节库容92.24万m3，水库建成后向核桃场提供灌溉和供水，多年平均供水量为164万m3。

2 地质条件分析

堤防地段位于河流的左岸，堤外的河滩比较窄，堤防距离江边的直线距离大约1.5m左右，堤坡内侧为宽度为420m～1020m的一级阶地，地形开阔、平坦，地面高程为20m～22m。阶地后方属于丘陵地段，和深墙段后420m～730m的山体相互对应，山体两侧地势平坦。

工程经过地质勘探取样实验，工程地质根据现场勘测情况该工程主要为砂卵石岩层。砂卵石层含量约80%～90%，砂卵石粒径约30mm～90mm，砂卵石级配不是很好，但是磨圆度较好。其余分布了较松散的第四系堆积层，土层的上部为粉质粘土、粘土和粉质壤土组成，部门区域为淤泥质粘土组成的粘土层。粘土层的厚度为3.0m～3.5m，局部厚度为4m，下部为中粗砂层、中细砂层和粉细砂层组成的厚度为4.2m～4.5m的强透水性砂层。

3 堤防渗漏原因分析

堤防工程根据地质勘察情况分析，堤防基础大部分为砂卵石基层，局部由粉土层和粘土层组成，堤防堤身及上部填筑料全部为粉土和砂卵石料，填筑料透水性非常强。水库正常蓄水后，库区水位提高导致堤身及堤防基础出现大量渗漏现象。从堤防整体分析，堤防渗漏的主要原因为堤防地基基础和堤身的透水率均较强，最终引起了堤防在水位上升后发生渗透变形。

4 高压摆喷防渗处理方案设计

根据分析水库堤防渗漏的原因，堤防防渗采用高压摆喷灌浆施工技术进行处理。在桩号0+000.0～2+485.5m沿堤轴线的方向布置高压摆喷钻孔，钻孔布置间距为0.8m，钻孔为单排孔，钻孔顶布置在1230.5m高程。高压摆喷灌浆深度为6.5m～10.5m，灌浆材料选用PO.42.5水泥。为使浆液能够很好的紧密结合，高压摆喷灌浆施工时在接触面处增加摆喷射浆时间，并在摆喷过程中将摇摆速度缓减。根据灌浆深度，灌浆钻孔深度透水率小于10Lu以下进入基岩层不小于0.5m。

表1 高压摆喷灌浆施工技术参数

5 高压摆喷施工工艺流程及方法

5.1 施工工艺流程

工程堤防防渗处理高压摆喷施工采用两序孔施工工艺进行钻孔灌浆，首先进行第1序孔施工，第1序孔施工完成后孔内水泥浆液初凝后立即进行第2序孔施工。摆喷灌浆施工前先进行试验，采用试验确定技术参数。具体施工工艺流程见图1。

图1 施工工艺流程图

5.2 施工方法

5.2.1 摆喷试验

灌浆机就位后，先开始高压摆喷试验，并选好浆液喷射的方向后开始下管至孔内底部。试验主要是根据地质情况的分析相关技术参数是否满足设计及规范要求，试验最终得出可行、合理的技术参数，试验地点布置在上游15m范围内，试验孔间距1.0m～1.5m。试验7天后检查摆喷试验是否合格，水泥浆密实情况以及水泥浆包裹砂卵石密实度等是否合格，试验施工完成后进行钻孔取芯测试防渗体的强度、渗透系数、密实度以及水泥消耗量，经过试验发现孔距在1.5m非常合理。

5.2.2 造孔及射浆管安装

钻孔施工前进行钻机安装，钻机安装要平稳，采用水平和铅垂仪校正钻机，使钻机平台水平和垂直，钻孔过程中孔位偏差不得大于50mm。钻孔施工时及时采用测斜仪对钻孔倾斜度进行测量，一旦测量钻孔倾斜立即采取补救措施，根据相关要求规定，成孔倾斜度一般小于1%。钻孔完成后立即往孔内注入浓度大的泥浆进行护壁防止孔内坍塌。高压摆喷灌浆施工中钻孔是非常灌浆的一道施工工序，特别在砂卵石层钻孔时进尺必须缓慢进行，钻孔护壁随着钻孔同时跟随进行施工，钻孔困难导致孔内坍塌封堵。工程采用粘性较好的粉土以及粘土浓浆进行孔内护壁施工，钻孔采用冲击回钻钻进施工方法进行施工。

5.2.3 灌浆

灌浆施工采用两序孔进行灌注，即先施工完Ⅰ序孔，然后再施工Ⅱ序孔。浆液灌注时首先按照要求的参数进行喷射浆液，灌注时待一切正常以及浆液溢出孔口后开始提升喷射，浆液喷射至砂卵石及粉土层以下2.5m。灌浆过程中砂卵石层段注浆孔出现漏浆但不冒浆时，立即停止提升喷射，并加强浆液的浓度，持续到孔口有浆液冒出再开始提升喷射。单孔灌浆结束后采用纯水泥浆进行补灌回填，持续到孔内浆液不下沉方可停止。高压摆喷灌浆浆液注入过程中随时监测并记录水泥浆比重及流量、水压力机流量、气压力及流量、浆压力及流量、喷浆摆角、夹角、喷机提升速度。摆喷灌浆施工时，提升喷射必须等到孔内有回浆出现方可提升。在砂卵石层和砂砾石以及粉土层由于地层渗透力较强，所以摆喷灌浆时提升速度不能过快，一般提升速度控制在10cm/s～15cm/s。施工过程中，必须控制好提升速度，并且要充分的节约水泥消耗量。

5.2.4 质量检查

摆喷灌浆施工完成后进行钻孔取芯检测，检测质量是否满足设计及规范要求，各项指标是否合格，主要检测水泥消耗量、包裹砂卵石密实性、强度、密实度、渗透系数以及抗渗强度。经钻孔取芯检测确定高压摆喷灌浆施工技术的正确应用和施工，使得堤防防渗处理非常成功，而且防渗质量良好，确保了堤防后期能够很好的安全运行。通过多方专家研究并讨论，得出高压摆喷灌浆施工技术在砂卵石层、砂砾石层、粉土层防渗处理效果很明显、很成功，而且施工质量能够满足设计及规范要求，防渗处理质量合格。

6 防渗处理质量检查及效果分析

堤防防渗处理高压摆喷灌浆施工属于隐蔽性工程，施工过程中水灰比的控制、高压输水压力以及喷射管提升过程中的速度等都要很好的去控制，同时对施工参数要合理的选用，确保高压摆喷灌浆施工质量能够保证堤防防渗效果。

高压摆喷灌浆施工完成后要检查灌浆防渗墙的质量。质量检查采用钻孔取芯法，检查位置取高压摆喷两孔之间的墙体链接位置处，钻孔从上到下分段进行取样，同时进行净水头试压试验，根据防渗墙取芯的结果判断防渗是否合格以及质量是否符合要求。

堤防高压摆喷渗漏处理工程完成后，经过质量检查以及蓄水压力试验，检查防渗墙厚度以及渗透系数全部符合规范及设计相关要求。同时通过季节性对堤防渗漏处理进行了试验，得出结论是高压摆喷施工技术效果良好，且施工工艺简单、经济、合理。通过后期的高水位测试考验，堤防未发现有渗漏和不良现象发生，确保了施工质量。

7 结语

工程堤防防渗处理通过采用高压摆喷灌浆施工技术，该技术施工工艺简单、设备轻便、工作效率高、技术可行和可靠、工程造价低、经济合理、防渗效果较好、施工场地面积占地少，施工条件要求低。根据工程施工地质情况分析，利用了高压摆喷灌浆施工技术后，总结出在砂卵石层和粉土层防渗处理施工时采用高压摆喷灌浆施工技术进行防渗方法很好。施工过程中进度快、灌浆很优越，施工质量可靠，整体可控性良好，类似砂卵石层地质可以参考工程高压摆喷灌浆施工技术进行防渗处理。

综上所述，工程堤防防渗处理采用的高压摆喷灌浆施工技术是非常成功的，给工程整体施工节约了成本、加快了进度、提高了效率、确保了防渗质量，经验值得为其他类似工程的施工进行推广使用。陕西水利

[1]《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》（DL/T5200-2004）[S].

[2]水利水电工程施工手册[M].中国水利水电出版社.