锦凌水库围堰高压摆喷灌浆施工工艺及其质量控制研究

白利峰

(朝阳市水务工程质量与安全监督站，辽宁 朝阳 122000)

锦凌水库围堰高压摆喷灌浆施工工艺及其质量控制研究

白利峰

(朝阳市水务工程质量与安全监督站，辽宁 朝阳 122000)

围堰高喷灌浆施工技术由于其施工简捷、操作方便、防渗效果好等优点在水利工程建设防渗施工中发挥着越来越重要的作用，逐渐成为大型水利建设加固除险安全施工的重要技术。文章深入研究振孔高喷施工技术、钻孔高喷灌浆施工技术，揭示了灌浆施工原理和特点，确定了施工技术参数指标，提出了振孔高喷施工和钻孔高喷施工工艺，并对工程质量进行控制，针对施工中出现的不良情况，进行了汇总并提出了具体的解决方式，确定了围堰高喷灌浆施工质量控制要点并提出了质量措施，可为类似工程的设计、施工和运行管理提供参考和借鉴。

围堰施工；振孔高喷施工；钻孔高喷灌浆；施工工艺；质量控制

高压喷射灌浆技术是通过利用高强压力形成高速射流束，破碎土体，在喷射范围内将搅拌均匀的水泥基质浆液与原地层的土体相结合，改变原结构和组成成分，形成凝结体，提高地基承载能力或者提高地基防渗能力的一项先进施工技术。我国水库建设工程的数量与日俱增，水库坝体无论是从开挖深度还是体量方面都有很大程度的增加，深开挖、大体量、高压防渗坝体基础已经成为现代化水库建设的关键[1]。围堰高压摆喷灌浆技术施工简便、环境适应性强、施工效果显著，在渗透水头较大的条件下能够顺利施工。因此，目前该项技术已广泛应用于各大水利工程建设中[2]。

1 工程概况

锦凌水库地区主要分布安山岩，掺杂熔岩分布，在坝区内这两种岩石分布广泛。其中，该地区的熔岩主要成分是凝灰岩和火山角砾岩，局部参杂着熔结流纹岩、凝灰质砂岩等，这几种岩石广泛分布在坝址区河床部位。表1为不同岩石岩性比较。

安山岩和熔岩中，碱活性成份所占比例不足0.1%。通过详细勘察资料可知，水库此处构造简单，不存复杂构造。但是，节理较发育，局部中等发育。裂隙主要以剪切为主，复杂多样。节理无充填或节理内仅有少量钙质充填，节理之间间距10-20cm，结合一般，延伸中等。

施工技术参数：

1)设计指标：

高喷防渗墙抗渗系数<1×10-5cm/s；厚度≤100mm；墙体抗压强度R28≥2MPa；

2)施工参数

施工参数见表2。

表1 不同岩石岩性比较

2 围堰高喷灌浆施工工艺研究

2.1 施工原理及特点

与实际情况相结合，本次施工所采用的施工工艺为高压摆喷灌浆工艺。具体施工布置见图1所示。高压摆喷灌浆是高喷管下入设计深度后，利用高压的屋里性能扰动地层，使地层充分和水泥浆结合，形成混凝土防渗墙。

图1 围堰摆喷灌浆平面布置图

2.2 施工工艺流程

2.2.1 振孔高喷施工

振孔摆喷施工程流程见图2。

图2 振孔摆喷施工程流程图

振孔摆喷工艺流程见图3。

2.2.2 钻孔高喷施工程序

1)钻孔高喷施工流程见图4。

2)钻孔高喷工艺流程图见图5。

3 施工质量控制

3.1 振孔高喷施工质量控制

1)孔位确定：先进行放样，并做好此项工作，进而对编号和标记要做好醒目标注。施工中要定位准确，要严格控制定位误差，由专业人士操作≤3cm。定位之后，进行下一步。

2)机器就位时，首先要校准机器垂直度，检查时可采用水平铅锤等相关仪器。只有机器垂直度满足要求之后进行固定机器，防止外界因素干扰机器的垂直度。

3)调整喷管垂直度：在校对调整时，通常采用水平铅锤或者其他方法，确保高喷管的垂直度满足要求。经过多次校队之后，满足最初施工设计要求。

4)成孔前，设备需要调试，首先要防止管道堵塞，并对其进行实验，在试喷实验达到要求后，将各项压力参数调低，缓慢下放高喷管，是管道安全抵达至孔底。

5)将高喷头下振至最终位置后，将之前实验时采取的措施进行回调到设计值，待孔口上出现反浆现象之后，按原设计进行施工。

6)详细记录机械的运转情况，并对各个工况以及入岩深度进行记录，入岩50cm以上要终止操作，保证底部嵌接良好。

图3 振孔摆喷工艺流程图

图4 钻孔高喷施工流程图

图5 钻孔高喷工艺流程图

7)记录地层变化、孔深、孔号等特殊情况及时做出对策以免发生意外。

8)提升喷射注浆：按照最初设计数据，灌浆采用自下而上的顺序，保持一定度提升，当灌浆高度达到设计高程后，回调喷射参数，把设备收回。

9)原则上最大功率施工，若是出现喷浆不合格的孔位，要进行第二次喷浆，二次喷浆段长度要>50cm，并且要有专业人员指导二次喷浆[4]。

3.2 钻孔高喷施工质量控制

3.2.1 确定施工轴线、布孔

严格按照图纸所设计进行布孔，保证误差≤3cm，确保其准确度。

3.2.2 钻孔施工

1)采用地质钻机钻孔，要确保穿透孔深30-50cm，并且要保证钻孔半径Ф54mm，孔壁选择泥浆进行护壁。

2)钻孔前先核对孔位，做好前期准备，孔位允许微小的偏差，<30mm。

3)施工时，应时刻保证钻孔的垂直度，避免由外界因素致使孔位发生倾斜变形，并且要保证孔斜率≤1%。

4)保证孔深合格，钻孔成型之后，必须当场检验，验收合格才可以对该孔验收合格，并抄录备案。

5)施工暂停时，或者施工完成时，孔口要采取相应措施，对其保护。防止钻孔被破坏。

6)钻进时，应有专业人员在一侧进行详细记录孔深和掉钻等特殊情况及当发生不良情况所采取的技术处理手段和处理结果[5]。

3.3 下喷射管

1)施工之前要对各个设备情况进行监测，只有当每项检查均合格后，记录人员记录当前情况，方可进行施工操作，若是喷嘴发生堵塞时，可将技术手段对其处理，例如用碎布包裹。

2)若是塌孔时，要重新钻孔，在下进行下一步操作。

3.4 摆喷提升

1)当喷头达到孔道预设位置，先进行原位喷射，运转一段时期之后，各项参数达到设定值，出现返浆现象，此刻按原设计进行喷浆操作，直至完成当前设定任务。等喷射的高度达到防渗墙顶高程后，回调喷射参数，把设备收回。喷灌结束后，回收设备把管道内残留的浆液打扫干净，避免堵塞，影响下次喷灌[6]。

2)施工过程中，若因其他因素而停工，并出现搭接段，应复喷，并保证长度≥20cm。

3.5 其他高喷施工质量控制

1)当提升摆喷灌过程中出现异常时，停工并检查，将原因及结果报告项目负责人或监理工程师。

2)采取以下措施来处理施工过程中出现的异常：①孔口不返浆时，停止当前操作，请专业人士来指导操作，采取大进浆量和风压等其他方式；孔口少量返浆时，根据现场反馈情况，要适当降低提升速度，必要时甚至可以停工检修。②孔口返浆浓度过大时，通过排除其他可影响因素之后，采取降低浆液浓度，如若不能解决当前状况，可进行向上级反映，采取其他方式，例如增加稀释水管。③若是供浆正常但回浆量提高或者回浆密度变小，对现场状况做到充分了解之后，可以采取加大浆液密度或降低风压等其他有效措施。

3)当前施工结束后，为防止孔口浆面下降，应及时利用水泥浆回灌[7]。

4)施工过程中准确记录异常及处理情况以及现场耗材情况，并及时进行技术检查，确保符合工程要求。

5)专职记录员及时对每次灌浆所用的高喷参数进行观测记录。

6)经常巡视现场施工情况，避免造成各种不利于施工的各种现象。

7)保证设备完好无损，及时处理各种异常施工现象。

4 特殊情况处理

1)若是堵塞浆嘴、气嘴，立即停止当前操作并加采取大注浆压力、上下反复快速移动喷头、降低浆液浓度等技术措施，确保畅通无阻，而后进行复灌施工，长度大于50cm。在振孔施工之前应对设备进行复查，尤其是喷嘴此类关键设备，及时处理异常的状态，保证施工的正常进行[8]。

2)反浆浆液的密度不正常，偏小，不符合要求，以至于无法继续施工，需要调整管道的进浆量来加以解决。

3)孔口不返浆时，停止当前设备操作，等地面设备做出相应技术调整，例如要加大进浆量和适量提高风压，才可继续当前的施工，但是要降低管道提升速度，确保灌浆浆液能完美的与土体相结合。

4)停机时间过久，在进行开工之前必须对输浆管路进行打扫，确保管道畅通不存在堵塞之后方继续施工。

5)若是供浆正常但回浆量、回浆密度不正常，应调整浆液密度或改变风压。若孔口冒浆量过大，可加大地面供压、喷嘴孔径缩小、加速提升的多种方式。

6)施工中，因特殊情况而导致施工暂停，若要是继续喷浆，需要进行复灌施工，长度>50cm。停工时间过久导致了水泥凝结，需在此位置2m内，进行补孔补喷。

5 结 论

我国水利工程发展的迅速，促进了新材料、新技术、新工艺的改进和创新。高压喷射灌浆技术作为高质量，施工简便，对渗透水头、不同地层的适应性强，防渗效果明显的一项施工技术，在水利工程加固防渗等其他方面起到重要作用。文章通过深入研究围堰高喷灌浆技术，揭示了其施工原理和特点，确定了施工技术参数指标，提出了振孔高喷施工和钻孔高喷施工工艺，并对施工中的质量进行控制，对施工过程中出现的特殊情况进行了汇总，提供了具体的处理措施。该研究成果能够为该技术的深入研究和推广应用起到重要的推动作用。

[1]周贤芝，李红月.高压旋喷灌浆技术在大坝围堰防渗中的应用[J].红水河，2013,32(06):64-66.

[2]李秀龙，蒋济，方洪.砂卵砾石地区围堰防渗灌浆试验施工[J].云南水力发电,2014,30(S1)：45-48.

[3]刘艳洁.高喷灌浆在施工围堰中的应用[J].河南水利与南水北调,2013(22) :23-24.

[4]吴文松.高压旋喷灌浆在围堰防渗处理中的应用[J].水利水电施工，2015(05):14-16..

[5]于志强.高压旋喷灌浆在围堰防渗施工中的应用[J].四川水力发电，2014,33(S1):29-30.

[6]高鹏程.高压旋喷灌浆施工参数选定[J].甘肃水利水电,2015 ,51(11):80-81.

[7]邢新元，谢延存.高压旋喷灌浆技术在电站围堰防渗中的应用[J].东北水利水电,2016(05):20-22.

[8]王雁.锦屏二级水电站进水口围堰高压旋喷施工[J].四川水利,2013(05):24-25.

1007-7596(2016)12-0179-04

2016-11-23

白利峰(1972-)，女，辽宁北票人，高级工程师，从事水利工程设计，施工、质量监督管理工作。

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