胡庄水库大坝高压摆喷防渗墙施工技术

郭映娟

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

胡庄水库大坝高压摆喷防渗墙施工技术

郭映娟

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

胡庄水库碾压式均质土坝加固施工中，采用了高压摆喷防渗墙技术。通过选择合理的施工参数，严格控制各工序质量，使大坝防渗墙的防渗效果满足设计要求，达到了预期的效果。

胡庄水库；高压摆喷；防渗墙；施工技术

1 工程概况

胡庄水库位于山西省武乡县石盘开发区胡庄村附近，于1979年12月建成。水库拦河坝是碾压式均质土坝。总库容285万m3，最大坝高18 m。为了达到水库运行期间减少沿坝基和坝肩渗透的目的，沿大坝轴线设计施工1号防渗墙，以及在距大坝轴线1.5 m的上游左坝肩设计施工30 m长的2号防渗墙。采用高压摆喷折接工艺形成水泥防渗板墙，摆喷方向与大坝轴线夹角22.5°，成墙厚度不小于40 cm，深入基岩尺寸不小于1.5 m，高喷灌浆主材选用“华润”强度42.5的普硅水泥。

2 高喷防渗墙试验

为了确定合理的施工参数，进行了摆喷板墙的工前生产性试验。试验部位选择在桩号0+229.5～0+237，选定试验孔距均为1.5 m，孔深7.5 m。依据试验选择的施工参数见表1。

表1 高喷防渗墙施工参数

3 高压摆喷防渗墙技术

本工程总计钻孔239个单孔，钻孔总进尺3752.8m；其中先导孔22个，钻孔总进尺506 m；喷灌总进尺2477.1m，总耗灰量1231.95t，平均单耗量为0.497t/m。

3.1 钻孔

采用安装了Φ130 mm合金钻头的150型、300型的地质钻机钻孔，150型灌浆泵将黏土浆送至孔中护壁浮渣。钻进过程中每隔10孔取芯1孔，先钻进取芯孔。对取出的芯样描述鉴定，将每个芯样的地层情况绘制在相应的单孔柱状剖面图上，依据柱状图采用内插法判断两个取芯孔之间、其它各孔的地层情况。

由于钻孔的位置、深度及偏斜率等参数的正确程度，将直接影响着高压摆喷防渗墙的施工质量。所以，在钻进每个孔时，都要认真填写原始的钻孔记录表；钻孔每钻进5.0 m进尺测斜一次，严格控制钻孔偏斜率，发现孔斜超过技术规范要求时，重新扫空纠正孔斜。根据技术要求，允许钻孔偏斜率见表2。

表2 允许钻孔偏斜率

钻孔工作应遵循以下步骤进行：

1）钻孔定位依据设计图纸现场测量放线来确定高喷轴线，在确定的高喷轴线上进行孔位布置，孔位布置包括确定孔数量、孔位置、孔序号和孔编号；先钻喷1号防渗墙，再钻喷2号防渗墙；分两序进行，先钻喷单号的Ⅰ序孔，Ⅰ序孔喷喷完成结束后再钻喷双号的Ⅱ序孔。

2）钻机安放安全稳固，钻孔钻头中心对准孔位的中心，用吊锤挂线测量钻机立轴的垂直度。钻进时及时全面记录相关数据。

3）钻孔过程中每钻进5.0 m进尺测斜一次，发现孔斜要及时扫孔纠正。

4）钻孔达到设计孔深度后，为清除浆孔内残留物，提钻前冲洗浆孔30 min，再换入新浆液；之后再测量偏斜率，如发现有不合格孔，重新扫空纠正。

3.2 高喷灌浆

高喷灌浆分作两序进行，先灌Ⅰ序孔，后灌Ⅱ序孔；高喷灌浆采用三重管法，即喷射管有三根管路，三根管路并列，分别输送高速水流、压缩空气和水泥浆；孔内灌浆采用自下而上灌浆法。

1）高喷台车就位。高喷台车准确就位后，调整好摆喷方向和角度，认真检查水嘴、气嘴和仪表是否正常合格，检查水、气和浆管路通畅情况并试喷，并记录各项指标。

2）下喷射管。各项指标正常后，下喷射管至设计深度。

3）喷射灌浆。喷射管喷头下达深度后，先按试验参数进行原位试喷，试喷正常时再开始正式喷射，在孔口冒浆相对密度大于等于1.30 g/cm3时，开始按表1试验参数速度自下而上提起喷射管，当提到设计墙顶高程时，停止输送高速水流和压缩空气，不要中断送输水泥浆液，提升喷头到孔口，直到水泥浆液充满孔口时拔出喷射管，喷射结束，做好喷射记录。

4）孔口回灌。喷灌结束时及时对每个孔回填，用后孔的冒浆对前孔回填或者用新搅拌水泥浆回填，直到孔口浆面不下降为止。

5）管路冲洗。喷灌结束后及时冲洗各种管路，以保持清洁。

3.3 质量控制

高压摆喷防渗墙是隐蔽工程，为了保证工程质量，采用钻灌前控制和钻灌过程控制相结合。

3.3.1 钻孔前控制

建立健全质量保证体系和三检制度，分工明确；建立质量管理规章制度，熟悉图纸及规范，严格管控原材料的采购质量，人员持证上岗；对钻灌设备、浆液搅拌机、仪表、各种管路认真检查，备品备件准备充分。

3.3.2 钻灌过程控制

1）每钻进5.0 m测斜一次，当发现孔斜时及时修孔纠正，钻孔偏斜率不能超过表2范围；

2）喷灌稳定后，由专人每隔20 min观测各种仪表数据，监测各主要参数的合理性；

3）专人管理水泥浆液工作，控制加入水泥的数量和速度，定时测量浆液相对密度大于1.62 g/cm3；

4）依据试验数据，绘制柱状剖面图和灌浆管提升速度表，将这些图表挂在醒目的地方，以指导一线作业人员施工；

5）控制故障排除的时间，一般情况下，孔故障排除时间超过超过45 min时，应做补灌处理。

4 高压摆喷防渗墙质量检查

采用开挖检查坑的方法检查高压摆喷防渗墙的成墙质量，采用围井试验检测高压摆喷防渗墙的防渗效果。

4.1 开挖墙体检测

高压摆喷防渗墙结束后凝结至14 d时，在防渗墙上下游开挖检查坑，检查高压摆喷防渗墙的墙体厚度、垂直度、均匀性和墙体搭接等。

4.2 围井试验

采用围井法进行注水试验。沿防渗墙轴线0-003～0-006桩号之间，布置桩 8根（1-161、1-162、1-163、W-1、W-2、2-19、2-20 和 2-21），桩深为 27.7～27.8m，形成一个3×1.5m2的围井，围井试验布置见图1。在围井中心处，钻孔一个（W-3），钻孔深度为25m；清孔后，先测量地下水位，再全孔段下入PVC过滤花管，向PVC过滤花管内注入清水，直到PVC过滤花管中水位至孔口并保持水位固定不变，用量桶量测每次的注水量。先每间隔5 min量测一次，共连续量测5次；再每间隔20 min量测一次，连续量测不少于6次。当连续2次量测的注入水量之差小于最后一次注入水量的10%时，试验结束，把最后一次注水量作为计算值，见表3围井注水试验记录表。

图1 围井试验布置图

渗透系数计算公式为：

式中：稳定流量Q=1.272 m3/d，高喷墙平均厚度t=0.4 m，围井周边高喷墙轴线长度L=9.0 m，围井内试验水位至井底深度H=25.0 m，地下水位至井底深度H0=13.34 m。

表3 围井注水试验记录表

5 成果分析与结论

1）从现场开挖高压摆喷防渗墙顶部的检查结果来看，总的来说墙体垂直、完整、连续、均匀，高压摆喷防渗墙板墙实际厚度满足大于等于40 cm的设计参数。

2）从施工现场1个检查围井注水试验成果看，高压摆喷防渗墙综合渗透系数k值为2.93×10-7cm/s，远远小于10-6cm/s的设计渗透参数，满足渗透系数不大于10-6cm/s的要求。

3）本工程钻孔239个，共6个单元工程，全部合格，合格率为100%，其中4个优良，优良率为66.7%。2016年12月通过竣工验收，工程验收评定为合格工程。

Construction Technique of High-pressure Swing Grouting Diaphragm Wall of Huzhuang Reservoir's Dam

GUO Ying-juan

In the construction process to consolidate the rolled homogeneous earth dam of Huzhuang Reservoir，the high-pressure swing grouting diaphragm wall was used.Through selecting reasonable construction parameters and by means of strictly controlling the quality of every construction procedure，the dam's anti-seepage effect of the diaphragm wall has met the design demand and the expected purpose has been reached.

Huzhuang Reservoir；high-pressure swing grouting；diaphragm wall；construction technique

TV543

B

2017-03-08

2017-04-06

郭映娟（1964-），女，1988年毕业于太原工业大学水利水电工程建筑专业，高级工程师。

1006-8139（2017）03-010-03