高喷灌浆与振动沉模联合防渗技术应用

杨 彪

（中国水电基础局有限公司二公司，天津 301700）

1 联合防渗技术的优势

高压喷射灌浆施工技术不用开挖地基，并且灌浆施工过程的灵活性比较强，方便施工人员对其进行合理控制，并且能够保证连接的可靠性。除此之外，对施工场地的要求也不高。当前的高喷灌浆施工技术理论已经相对成熟，在水利水电工程进行除险加固修复过程中的应用也比较广泛。而振动沉模施工技术的施工效率比较高，并且其造价成本相对低廉，在施工过程中对施工工艺的要求也相对较低，施工人员的操作过程比较方便，并且设备性能的稳定性也比较强，但是振动沉模施工技术的成墙深度比较小，设备也不能进入墙体内部。而将高压喷射灌浆施工技术与振动沉模施工技术结合在一起，能够对各自的缺点进行克服和补充，同时能够充分发挥两者的优点。从而确保水利水电工程修复加固的效果。

2 高喷灌浆与振动沉模联合防渗施工技术

2.1 高喷灌浆施工技术

高压喷射灌浆施工技术主要是借助具有较强能量的水气混合浆液的同轴喷射，利用喷射过程中的冲击切割力以挠动力量，可以均匀掺搅地层与土石粒，在搅拌后直至硬化，可以形成有一定形状的凝结体。高喷灌浆防渗施工的流程如下：（1） 灌浆试验；（2） 测量放线作业；（3） 灌浆孔定位作业；（4） 灌浆孔钻孔作业；（5） 灌浆孔内下喷射管；（6） 灌浆作业；（7） 终喷—封闭灌浆孔。通常情况下，高喷灌浆一般使用在有渗漏裂缝问题的修复施工过程，可以根据裂缝部位钻直径约为500 mm的小孔，之后在孔内进行喷射凝结，可以形成0.4～4 m的凝结体。在高灌浆喷射施工中，可以根据具体情况调节旋喷角度、速度以及提升速度，这样可以合理控制喷嘴大小以及喷射压力，保证最后形成的凝结体与施工要求相符合。

2.2 振动沉模施工技术

振动沉模施工技术就是利用模板进行防渗板墙施工，在此基础上，可以使用高频大功率振动锤，利用振动锤的垂直激振力，按照设计位置沉入空腔模板，这样可以形成符合施工标准的槽体。在此基础上使用双模板灌浆振动施工，最后可以形成集套接、成槽与浇筑为一体的连续墙体。利用振动沉模施工技术形成的墙体具有较强的稳定性，并且墙体的整体性与连续性均能够达到施工标准要求。除此之外，还可以确保防渗墙体与单元墙体之间的紧密性。在振动沉模施工过程中，要特别注意模板位置的准确性： （1） 要严格按照施工工序下沉A板与B板；（2） 对A板进行灌浆与提拔模，之后下沉A板；（3） 对B板进行同样的灌浆与提拔模，再下沉B板。按照这样的施工工序完成A板以及B板循环往返施工过程，最后就能形成连续性的完整性的单板墙体。

3 高喷灌浆与振动沉模在除险加固施工中的应用

在对某水库进行全面修复的过程中发现水库大坝的主要危害包括以下方面：（1） 设计的标准比较低，坝顶的高程没有达到防洪的要求，并且坝体结构土的填充密度也低于设计强度的96%～98%标准对顶，填筑质量比较差； （2） 坝体主要为均质土坝，内部没有设置面板防渗结构，也没有截水墙，导致坝基的防水性能比较差； （3） 大坝的坝基与坝体出现渗漏、坝肩与山体结合的部分也出现渗漏问题，容易出现管涌破坏，对大坝的安全性造成极大威胁； （4） 大坝结构的上下游面有比较强的拉应力，会在一定程度上影响结构的稳定性和抗震性能。

3.1 振动沉模防渗墙应用

利用振动沉模防渗板墙对大坝进行除险加固的主要目的是修复坝体上部不渗透破坏问题。施工过程中，使用频率为1 050 次/min的高频率大功率振锤，这样可以确保A板与B板空腔模板沉入到地层，在沉入作业时，要充分利用振锤，可以确保模板周边土体的挤压密实度。而在模板拨拉的过程中，自上而下进行同步灌浆可以保证浆液均匀。按照我国水利水电工程混凝土防渗墙施工规范以及标准要求，在设计振动沉模建槽灌装时，要保证其厚度设计符合规范，塑性砂浆防渗墙体的厚度为20 cm。这一防渗墙体的技术标准：抗压强度在4 MPa以上；弹性模量在1 000 MPa以下；而渗透系数要K≤9×10-6cm/s以下；允许水力梯度J允在50～60范围等级内。

3.2 高喷灌浆防渗墙应用

在高喷灌浆防渗墙施工中，对高喷灌浆防渗墙技术进行充分利用，能够修复坝基与坝坡渗透问题，还能够解决接触带受到水力冲刷的问题。在此次修复加固施工中，防渗墙顶的高程是706.5 m，在此基础上，要进行深1 m高喷搭接作业，同时在上部可以用振动沉模防渗墙施工方法完成作业，最后可以形成连续完整的防渗墙体。而坝址的地理情况为典型V字形河谷，在施工过程中，深入到左岸与右岸坝肩岩体内部进行墙体施工，左岸坝肩纵深为26.2～26.7 m，而右岸坝肩的纵深为18.5～19.3 m。使用高喷灌浆施工方法时，孔距为1.5 m，采取双排均匀分布的方式嵌入强风化花岗岩深度在3 m以上，这样能够确保达到坝基相对不透水层内。

4 联合防渗技术的修复加固结果检测

使用振动沉模板墙防渗技术对工程进行修复后，对其修复后的质量进行评价时，根据工程的实际情况主要采取的是探坑开挖的方式和墙体取样的分析方法，对施工效果以及施工质量进行检验和评价。施工完成后，采取探坑开挖的方式对其进行检查，发现防渗墙的成墙质量比较好，并且能够确保高喷衔接部位的紧密连接，墙体也未存在孔洞、断层以及缩板等问题，墙体的连续性与完整性都比较良好。而对墙体取样进行检测后发现，检测后最小的防渗板墙典型芯样抗压强度为4.38 MPa，能够达到技术标准要求。对渗透系数进行检测，最大值为1.3×10-6cm/s。因此，利用振动沉模防渗板墙具有比较好的施工质量，整体防渗墙的连续性和完整性以及密实度都比较高。防渗墙施工完成后，物理性施工技术指标符合工程标准，可以起到防渗加固修复效果。

将高喷灌浆防渗墙技术应用在防渗加固修复施工中，对修复效果进行开挖检查发现，利用高压旋喷防渗墙施工技术，有良好的搭接性能，并且施工过程中的孔位、孔深都能满足工程施工技术要求，且未出现裂缝问题。对高喷灌浆防渗墙进行注水试验与取样检测，检测出来的典型芯样，最小抗压强度为3.65 MPa，最大抗压强度为4.75 MPa。而渗透系数的检测值为0.73×10-6～1.96×10-6cm/s以下。因此，高喷灌浆防渗墙的防渗效果能够得到保证，加固修复后的大坝施工密实度以及抗压强度，还有防渗要求都能达到相关的设计要求。

5 结语

总而言之，将高喷灌浆与振动沉模技术相结合，在水利水电工程中对墙体裂缝进行有效的修护和加固有重要的意义。目前，在水利水电工程中坝体裂缝渗漏工程中，对高喷灌浆以及振动沉模施工技术的应用比较广泛。但是在应用过程中需要注意的是在一些小型水库大坝的超薄防渗墙进行施工时，单纯使用单一防渗加固修复技术是不能满足水利工程修复标准的。这主要是因为单一防渗加固修复技术是以超薄防渗墙为基础的，在施工过程中并没有充分考虑到施工过程中的可操作性。但是高喷灌浆与振动沉模进行联合施工，可以形成联合防渗体系，保证防渗墙能够深入到大坝基岩不透水层，具有良好的经济效益，可以充分发挥高喷灌浆技术和振动成模技术的各自优势。