水库除险加固工程中高压摆喷灌浆的施工技术

刘敬峰

(福建省水利水电工程局有限公司，福建 泉州 362000)

1　工程概况

顶溪水库位于惠来县东部仙庵镇的东埔溪上游，河流总长度为6.61 km,河流比降为0.028,正常情况下水库蓄水位为20.82 m,对应库容大小为1.839×107m3,水库总库容为2.63×107m3，按照50 a一遇的防洪标准进行设计。本次除险加固工程造价为2343.61万元，合同工期为16个月。主要包括主坝、东西副坝、沙毛坑副坝(东段、西段)等项目的加固，溢洪道原址重建，上涵管套管加固，下涵管采用顶管重建、原管封堵，沙毛坑涵管破坝重建，沙毛坑副坝西段延伸加高。其中坝基采用高压定喷灌浆技术进行施工，工程量为7053 m3,高压定喷防渗墙采用三管高压定喷桩，桩径为1100 mm，孔距为1000 mm。高压定喷防渗墙深入基岩1.0 m，与劈裂灌浆搭接6.0 m。

2　高压摆喷灌浆施工工艺设计

2.1　布　孔

选取水库大坝坝轴线作为高压摆喷灌浆施工轴线，并沿着坝轴线进行布孔。选择水泥浆作为灌浆材料，浆液材料为42.5R普通硅酸盐水泥。分为两个次序开展灌浆，河床一序的设计孔距为2 m,二序孔的设计孔距为1 m；两岸一序孔距设计为3 m,二序孔之间的距离设定为1.5 m。当第一序灌浆完成后才可以进行第二序孔灌浆。施工过程中要求坝体三管高压摆喷灌浆和坝基三管高压摆喷灌浆同孔同轴。坝基三管高压摆喷灌浆钻孔的深度以坝基面和强风化下线为界线，灌浆孔布置图如图1所示。

图1　灌浆孔布置示意图

2.2　幕墙的厚度

水库除险加固施工中，采用折板式结构进行摆喷墙设计，折角为25°，搭接长度>20 cm，摆角为30°，防渗墙的厚度要控制在16～30 cm以内。平均厚度保持在20 cm。

3　高压定喷灌浆施工工艺

3.1　高压定喷灌浆施工流程

高压定喷灌浆作业流程如下：测量放线→钻机就位→成孔→清孔→插入高喷管→开启空压机送风→打开高压泵送水→泵送配置浆液→高喷作业→检查高喷参数→回灌→保持孔内满浆→进行下一个孔位的施工。

3.2　测量放线

在开始施工之前，进行管线调查，清理场地中的障碍物，对于无法清除的工程建筑要做好保护工作，然后对地基进行夯实和整平，将电力线路、输送管路、施工机械布置好，保证施工现场达到“三通一平”的基本要求。施工前使用全站仪对摆喷施工的控制重点进行测定，并做好标记，复测检验达到要求后，利用测线和钢尺进行孔位的布设施工，并利用竹签钉紧，做到一孔一签，孔位的偏差不能超过50 mm[1]。根据施工轴线工作面高程测量值确定各高喷孔的起喷和终喷高度。检查灌浆时所使用的水泥，质量达到要求以后才能使用。

3.3　钻孔施工

选用CM485钻机进行钻孔施工，并使用Φ146套管跟管钻进，钻孔的直径保持在150 mm。钻机进场后，将其安放到设计的孔位上，平稳、准确地安装管架，钻孔孔位的误差要控制在5 cm以内,孔深偏差控制在10 cm以内。孔斜率不允许超过1%，孔底沉淀不能超过20 cm。钻进过程主要分为两个工序，首先进行一序孔的钻孔施工，然后进行二序孔的钻孔施工[2]。在进行钻孔时，要对先导孔钻孔过程中遇到的各种情况进行记录，然后结合岩芯的具体情况分析分层地层的深度，最后将钻孔深度确定出来。

3.4　灌浆施工

先打试桩2～3根，确定施工工艺及定喷效果，将施工参数确定出来，然后即可开始高压定喷桩作业。施工过程中，要先进行内排桩的施工，然后再进行后外排桩的施工。为了保证桩与桩之间咬合的良好性，建议使用打一跳一的施工方法，且间隔时间要控制在36 h以内。高压喷机安放到设定位置后，先在地面进行试喷和试摆，确定喷射方向，相关参数达到设计指标后再将喷射管下到孔底位置，并根据规定参数进行喷射，浆液从孔口返出并且情况一切正常以后，就可以进行提升喷射。对于砂卵石层喷射工程中容易出现的塌孔情况，要先移开高喷机，然后利用钻机扫孔，并把黏土浆液倒入进行护壁，才可以开展高喷作业[3]。当喷射过程中遇到故障时，要立即停喷，排除故障，然后把喷管下到停喷深度0.2 m以下，重新进行喷射，保证板墙之间连接的良好性。

4　质量控制措施

在施工过程中，由于高压定喷桩施工难度比较大，为了保证工程的施工质量，需要严格按照以下要求进行控制：

(1)钻机就位后，要求设计误差不能超过2 cm，垂直度误差要控制在1%以内。一般可以使用吊锤球和钢尺测量的方法来进行检测，在达到精度要求以后即可开始钻孔施工。

(2)进行施工时，要将各种施工参数控制好，对于遇到的问题及时进行处理，在施工现场做好记录工作，并及时进行调整和处理，将处理结果向上级汇报。

(3)进行高压定喷施工时，尽量保持施工的连贯性，如果施工过程中需要拆卸喷射管，要重新进行喷射，搭接的长度要控制在200 mm以上。

(4)施工过程中要严格按照规定要求进行施工，技术人员和施工班组负责人要做好质量检测工作。

5　结　论

在进行高压摆喷灌浆施工过程中，要科学的选择施工参数，并将设计资料和先导孔的对比工作做好，确定施工钻孔的深度，并将孔深控制好，严格检查进浆密度和回浆密度。对于施工中遇到的问题要及时对问题出现的原因进行分析，然后针对性的进行处理，保证工程的施工质量可以达到要求。本工程完工后，经过多年的运行观测证明，水库坝体渗漏水的情况已经得到了控制，此部分坝体补强灌浆效果达到了预期要求。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家发展和改革委员会.水电水利工程高压喷射灌浆技术规范:DL/T 5200—2004[S].北京:中国电力出版社,2005.

[2]王冬如，王炜，魏广平.高压定喷灌浆技术在青弋江灌区堤防加固工程上的应用[J].海河水利，2013(1)：61-62，65.

[3]魏雪莹,姜慧玲,李红艳,等.高压摆喷灌浆技术在三刀水库工程中的应用[J].内蒙古水利,2008(2):85-86.