峡江水利枢纽工程三期过水围堰防渗施工浅析

孙艾林，胡志坚

（江西省峡江水利枢纽工程管理局，江西 南昌 330046）

1 工程概况

峡江水利枢纽工程座落于江西省峡江县，是以防御洪水为主，同时兼顾发电、灌溉等综合性的大型水利水电工程。大坝以上的水域面积可达到6.2万km2左右，水库在供水期开始时应蓄到的最高水位为49 m，校核洪水时在坝前达到的最高水位为49 m，水库可以达到的总容量为11.87亿m3。

峡江水利枢纽工程的总体水工建筑物从左到右的顺序为闸门、门库区段、汇水闸门、发电厂房，左右的坝头利用混凝土重力坝的进行连接，坝轴线长度可达864 m。泄水构造物的组成由18孔洞的开敞式泄水闸门完成，每个泄水孔的宽度可达到16 m，泄流前沿具备的总宽度为353 m，泄水闸区段的河床高程为30 m，泄水闸的构造型式设有坎宽顶堰，围堰顶部的高度为30 m，在河流的底部进行消能处理。

2 围堰工程施工特点

1）三期施工导截流工程上下游围堰采用土石结构，围堰工程量大、导截流量大、防洪标准及围堰的防护和防冲刷要求高，拆除施工道路条件较差。

2）截流后，设计导流标准下的库区水位较高，过水围堰施工工程量大，风险高。

3）截流和围堰防渗难度大，由于二期枯水围堰拆除不彻底，且2012年防洪抢险时抛投大块石，增加了截流和二期枯水围堰至三期纵向混凝土围堰段防渗处理难度。

3 围堰高喷防渗施工

3.1 施工方法

峡江水利枢纽工程三期过水围堰防渗施工采用双管旋喷法，即利用较高的速度来喷射混凝土混合液，在外部利用环绕方式对空气进行压缩，通过压缩处理后的空气对高速流动的混凝土浆液进行保护，同时提升地层中的颗粒物质[1]。

3.2 施工顺序

先进行高喷灌浆生产性试验，确定施工各项参数，试验区段选择有代表性的区域，试验段长度为14 m，孔距定为1.4 m，施工沿围堰轴线方向进行。高速喷射混凝土施工过程为：对序孔进行钻孔作业，利用高速喷射混凝土来进行灌浆操作，待孔内的浆液凝结3天以后，再对第二道序孔进行钻孔作业，再次利用高速喷射混凝土来进行灌浆操作。各孔施工工艺为：放线布孔→钻机就位找正→钻孔→终孔→下护壁PVC花管→高喷台车就位→下喷管→高压旋喷→喷浆结束→孔口补浆→下一流程。

3.3 施工工艺

1）布孔。根据设计图纸，进行测量放线的准备工作，先找出高喷灌浆孔中点的一组线段和里程桩号，以20 m为单位设置放样点，然后以各放样点为标准，精准孔位，再用标有孔号和一定顺序的毛竹签进行标记。

2）钻孔。采用冲击式钻机，套管跟进，成孔后下入PVC护壁花管，拨出套管。钻孔的位置与设计位置偏差不大于5 cm，生成的孔洞应保持良好的垂直度，倾斜程度小于孔深度的1%，孔洞深度进入不透水层的长度值应大于0.5 m。为确保数值可达到要求，在钻探钻至岩石时，该取出岩心作为样品，检验其是否符合标准。钻孔过程中，当发生泥浆漏失，孔内浆液不能循环流出孔外时，则停止钻进，开始往泥浆中掺加2 mm～5 mm砂子，先细后粗，先少后多，再继续钻进。逐渐填加至孔洞内的水泥浆液面升高，才进行再次的循环。

3）制浆。高压旋喷采用的灌浆材料为普通的硅酸盐水泥，强度值为42.5，水灰比值为0.8～1.0，保证高喷墙体强度。为提高墙体塑性，可加少量粘土浆，但加入量不宜超过水泥量的10%，利用高压搅位机械拌合形成，搅拌作业的时间不得小于2 min，浆液的存放时间若大于4h，则停止用于施工作业。利用比得计量设备或者密度计量对浆液的比重进行计量，当满足设计要求后，再通过滤网对浆液中的杂质进行滤除，保存到1 m3的存储容器当中，进行喷灌施工作业。

4）插管。高喷台车就位，将喷浆管插入PVC护壁花管内到预定深度，即可进行喷浆作业。利用型号为YP1800的高喷台车设备进行高速喷射灌浆，钻孔施工完成后，提取出套管，之后采用液步履设备把高喷台车的井口设施与孔口进行准确定位；同时作喷射试验，检验每个管路和作业设备是否满足作业要求，当各项指标都满足后方可放下喷射管道，进地喷浆施工。

5）喷射灌浆。高速喷射灌浆施工有两道施工工序，从地层的下部向上层旋喷成混凝土墙，喷具直径为89 mm，利用施工专用具有较高强度的螺杆进行紧固，连接部位采用尼龙材料的密封垫进行填充，喷具安装完成后应进行试喷检查。先对第一道工序孔进行作业，之后再对第二道工序孔进行施工，相近序孔施工的时间间隔必须要大于24 h。若采用双排孔的方式，则应该先对下游排孔进行作业，再对上游排孔进行灌浆。

喷射灌浆管道达到设计深度后，采用压缩空气来输送浆液，等注入的浆液溢出孔口位置，开始从下部向上逐步进行旋喷作业。起重机械把喷具吊起对准井口中心位置，把喷管和喷头下放到孔内部直达孔底，当孔洞深度大于15 m时，应该分多次把其放入到孔内部，对接头密封位置严格进行检查，根据实际情况调整风和浆液的流量和压力，需对旋摆机的运行速度进行控制，让其满足设计条件，避免出现漏浆现象[2]。当孔口位置返上来的浆液的密度满足设计要求后，开始缓慢地进行提升作业，应在提升的同时进行旋转，从下部到上部采用喷射的方式进行灌浆，直到孔口部位停止喷射，每次的最大灌浆总量必须符合施工作业需求，对于孔底和不同地层的分隔位置，不但要求进行静止喷射3 min～5 min，还应对喷杆下插入50 cm的部位再次进行喷射灌浆。在喷射灌浆施工过程中，须密切关注检查浆液初次凝结的时间，注入浆液的流量、压缩空气压力、压缩空气流量、提升的速率情况等能否达到施工作业要求，还应做好施工记录，画出施工过程参数曲线[3]。

6)机具冲洗移位。旋喷灌浆结束后，立即将液体、管路、搅拌机冲洗干净。合格后将机具移至下一根桩再进行施工。

3． 4 施工中特殊情况的处理

1）在进行喷射灌浆过程中，返上来的浆液量大于注入浆液量的20%或者没有返出浆液，都可把它视为非正常现象，必须查找导致该现象的原因，并制定出应对措施。

2）如返出来的浆液量太大，必须加大喷射的压力值，使设备的旋转速度和上升速率变快，返出来的浆液必须对杂质进行过滤处理，再对浓度情况进行适度的调节方可进行再次利用。

3）若孔口位置没有返出浆液，必须停止提升喷杆，采用停止供应浆液、静止喷浆或者提高浆液的浓度，多次尝试直到返出浆液为止。

4）对于漏浆、串浆比较严重的位置，应利用掺加砂土或膨胀土复合材料对其进行封堵，方可继续喷射注浆作业。

5）对石碴层较厚、粒径较大的部位或曲折段的灌浆，可采用加密孔距，或进行重轴补强注浆。

4 高喷灌浆施工质量分析

1）取芯分析。安排钻机，在两高压旋喷孔重合相连的地方开展钻孔取芯的工作，取出芯样发现，岩芯没有损坏或残缺，较为完整，且组织细密、坚实，墙体芯样抵抗破坏能力强，符合要求。

2）渗流分析。基坑出现以后,详细研究集水井水量的存储情况和处理多余水量的排水情况，堰前水位在防渗墙与顶部粘土心墙搭接位置以下时,整个基坑最大渗流量达到1800 m3/h（平均0.84 m3/h·m）,在堰前水位达到堰顶的时候最大渗流量为3350 m3/h（平均1.56 m3/h·m）。经分析，高喷灌浆防渗效果良好。

5 结语

峡江水利枢纽工程三期过水围堰防渗施工难度大、破坏能力强，高喷灌浆防渗工程对于围堰防渗施工至关重要。围堰高喷防渗施工主要包括施工方法、顺序和工艺，对施工中特殊情况进行处理，从取芯和渗流两方面分析高喷灌浆施工质量，防渗墙体芯样抵抗破坏能力强，符合要求，防渗效果良好。