论水库坝体防渗施工中的高压旋喷灌浆技术及应用

段振宇

四川省遂宁市安居区麻子滩水库管理所，四川遂宁 629000

众所周知，我国的水资源分布具有时空上的不均匀的特点，我国大多数国土属于季风性气候，降雨集中在夏秋季节，春冬少雨；而在空间上呈现出由南多北少，沿海多内陆少等特点。因而在城市的规划建设中，亟需建设水库，在满足城市的生活生产用水的同时，实现对城市区域内的水循环的调节。因而，水库的建设施工成为当前国民经济发展的重要内容之一。与此同时，许多建设年代已久的水库坝体出现渗透现象，要求能够对这些病险水库进行除险加固处理，对于一些水库实现防渗处理。如采用高压旋喷灌浆技术等，该技术能够构筑一定厚度的防渗墙，具有较强的防渗效果，因而在水利工程中被广泛应用。

1 水库概况

本文主要以具体的水库的概况展开对坝体渗透情况的分析以及周边施工环境的勘察。

X水库是一座小（一）型的水库，总库容量超过100万m3，凹副坝高达15m，坝顶高程为26m左右，正常蓄水水位为23m，坝顶长120m，坝顶宽6m。副坝的迎水面设置了干砌块石护坡，水库的溢洪道为敞开式的，水库所在地区降水量较少，水库承担着蓄水以及为城乡建设供水的功能作用。在投入使用的多年内，水库输出的河谷呈现出不对称的“v”字形，两岸地势坡度较陡，岩性属于灰岩及砂岩夹砂质泥页岩。在水库的坝体受到的地表岩层风化作用明显，因而出现了坝体裂缝，同时由于当时的施工工艺技术的限制，坝体填筑土采用的是中等透水性材料，为了防止水库坝体出现不可避免的危险，要求采用防渗加固方案进行该水库坝体的渗透加固管理。

2 水库坝体防渗施工中高压旋喷灌浆技术施工要点

我国目前可以采用的防渗施工技术方案种类较多，而根据不同的水库坝体渗透具体情况，展开各种方案的罗列后发现：振动沉模防渗板墙主要适用于砂性土、粘性土，其厚度在80～200m之间，深度小于25m；混凝土防渗墙主要适用于任何土层，施工深度较大，在于70m之内，但其施工的厚度仅在60～100m之间；复合土工膜防渗墙技术适用于黏土、细砂土等，厚度小于1mm，深度在10～15m之间；而高压旋喷灌浆防渗技术，适用于黏土、粉质黏土、淤泥质土、砂土以及颗粒径长小于200mm的卵石土质，主要使用的厚度在600m之内，深度小于或等于75m。综上分析，对于不同的防渗施工工艺而言，高压旋喷灌浆防渗技术适用于不同的水库坝体裂缝环境。基于本文所展开的水库坝体裂缝的概况分析，该水坝体防渗施工主要采用高压旋喷灌浆施工工艺，施工方案设计主要如下所示：

（1）施工的前期准备。根据当前的水库坝体的渗透情况，要求能够展开施工方案的设计。对于水坝高程23m以下的部位采用高压旋喷灌浆处理技术，结合库内的淤泥展开防渗施工。其中，高压旋喷灌浆施工主要以左右坝体0m的高程为设计限制，采用沿着灌浆轴线向两侧延伸的方式。其次，能够配备相应大型机械设备。当下的水库坝体施工所需要的设备有造孔系统、高压水系统、压缩空气系统、制浆供浆系统、提升喷射系统和检测系统等组成。

（2）做好施工工艺的控制管理。本次展开的高压旋喷灌浆防渗施工工艺，一共在坝体上布置了64个灌浆孔，孔距约为1.5m左右，采用水、气、浆三条运输管道形成的折线形的防渗板墙。喷灌浆下界线高程线下的0.5m左右，同混凝土截流板相持平。由于布置的灌浆孔数量较多，因而采用3种秩序的灌浆孔施工管理，前两种擦用由轴线向内旋喷，后一种序灌浆孔采用从轴线向外旋喷的方式。在施工过程中，其施工流程主要是：首先是定位孔，造孔，对于孔斜率进行测算，确保其的垂直性；其次是下喷射管，将混凝土在灌浆孔内实现提升，同时以送高压水、送压缩气的方式增加孔内的位置的提升，最终形成灌浆孔，实现回填灌浆。主要是根据该工艺流程完成整个高压旋喷灌浆防渗施工管理。与此同时，要求注意在各种数据的控制，如送高压水，要求水平喷水能够喷出35～40MPa的高压水流，同时灌浆的泥浆的参数要求在1.6g/cm。从而才能够形成高喷板墙。

（3）施工材料的控制。主要是对于泥浆的参数配备管理，即要求采用编号为425#的普通硅盐酸水泥，对于泥浆的处理工艺是先喷射，后压力灌浆的方式，水灰比为1：1的浓浆。

（4）施工工艺的控制。灌浆钻孔施工，要求将钻机放平稳，控制钻孔的位置偏差在50mm以内，采用回转钻进、泥浆护壁成孔的技术，如果失浆严重时，采用粘土堵漏处理方式，在钻机钻进施工时，要求能够利用测斜仪进行钻孔的斜率的检测，在孔斜度大于1%的时候，及时采用补救措施。同时在钻孔施工中要求确保各个技术参数在设计方案之内；对于高压旋喷施工而言，要求保证采用三种序列灌浆孔施工的方式。该工艺要求注意在高喷机就位后，先试旋和试喷的方式，定好各种参数指标，之后再进行下喷射管直到孔底的施工；如果在施工中出现碎石土层等现象，导致高喷管不能够达既定的喷灌的深度，要求先移开高喷机，利用钻机进行扫空的方式，再进行高喷操作；如若发生串浆以及串浆孔堵塞的情况，则灌浆孔按照正常的施工要求进行，在完成单孔喷灌之后，采用0.7：1的纯水泥浆进行回填补浆。

3 水库坝体防渗施工中高压旋喷灌浆施工分析

总之，展开水库坝体防渗施工的高压旋喷灌浆施工技术应用，必须能够按照既定的施工流程并严格控制好施工工艺。但是同时也要求做好对水库坝体防渗的高压旋喷灌浆施工现场的柔性管理。

3.1 制定施工制度并严格落实

制定相关的施工制度，不仅仅包括对于施工质量的控制，还要求能够管控施工进度。（1）在水库施工中确定精细化管理制度，在施工前期，做好施工方案设计，制定现场施工管理制度，严格按照设计图纸展开现场施工管理。安排好施工现场的进度，将施工责任落实到每个工人，保证能够按照工期要求完成工作。（2）要求能够加强对现场施工的监督审核，即保证不随意进行设计变更，控制好施工中各种参数技术，确保施工的科学性和严谨性。

3.2 完善水库坝体防渗施工技术人才管理制度

当前高压旋喷灌浆施工技术在水库坝体渗透病害的应用中具有一定的普适性，但是同时也具有一定的技术短板。如该技术工艺并不适应于全面的坝体渗透病害，在施工不仅需要注意施工的工艺手段还需要做好施工材料、施工机械设备的配备管理，在此做好对相关工作人员的柔性管理至关重要，应加强对整个工程施工的人力资源的合理配置。对于水坝的渗透施工而言，其属于弥补性施工，工期不长但是工程量较大，要能够基于现有的现场情况展开防渗施工技术，发挥人员的优化配置至关重要。展开对设计人员的专业培养，使其所提出的设计方案具有可操作性；加强对现场监理人员的培训，使其能够严格按照设计方案指导展开现场施工管理。

3.3 做好对施工效果的现场监督检查

高压旋喷灌浆施工质量管控的最后一个环节在于对喷灌效果的检查。要求能够在高压旋喷灌浆凝固后的14d之内，在钻孔位置实现注水试验，可以局部挖开检查，要求保证板墙喷射的均匀性，并且形成厚度30cm以上的碎石土墙墙体，墙体的强度应该大于5.0MPa，渗透系数应该小于1×10-6cm/s。一旦出现参数不合格的现象，应立即返工重新制定施工方案。

总而言之，水库的坝体防渗施工中的高压旋喷灌浆技术的应用前提还包括对于整个工程的工程造价的管理，由于水库一般是建立在离城区较远的地方，因此在工程施工中，一些原材料、设备的进场都需要进行管理，并充分考虑到这些自然条件以及经济造价，同时还要求不对现场环境产生影响，实现工程施工的生态性，避免对水库的自然环境造成较大的损失。

4 结语

综上所述，水库坝体的防渗施工技术的应用属于地下隐蔽性工程，要求能够在施工工艺控制关键点之外，加强对施工的现场监督，对于现场施工中的各个参数严格控制，如此才能够解决现有病险水库的安全性问题，保证水库的经济效益和社会效益。