弥河橡胶坝工程排水方案及新技术

谭红

摘要：弥河6号橡胶坝基础处曾经取砂，渗透水性很强，因此，工程施工排水成为重要环节，弥河橡胶坝排水方案重点是高喷灌浆截流设计，施工技术和高喷灌浆关键环节处理。

关键词：施工排水;高喷;灌浆处理

一、工程基本情况

弥河，古称巨洋水、朐水，为临朐第一大河，发源于临朐沂山西麓天齐湾，顺坡蜿蜒西流，至临朐九山附近折向东北流，经过冶源水库，又经青州，于寿光广陵乡南半截河村，分为3股入渤海。其中东北流的一股，河槽较为宽广，为弥河主河道，在寿光北宋岭东，纳丹河，至潍坊市寒亭区央子港入海。其余兩股为弥河入海岔流，均由南半截河村北流入海。弥河全长206公里，流域面积3847.5平方公里，流经12处乡（镇），94个村庄，河身占地4.57万亩。

弥河6号橡胶坝位于弥河临朐县城区段沂山大桥上游140米处，由橡胶坝两节和东岸铸铁闸门两孔组成，橡胶坝高2.6m，坝总长215m，其中闸坝段长度157.5m，橡胶坝每节净长73.9m，边墩、中墩宽1.0m，调节闸没孔净宽2.0m。工程下游由浆砌石“八”字墙与沂山路跨河大桥两岸边墩相接，上游浆砌石“八”字墙与原建两岸副河床相连。

二、施工排水方案

由于该橡胶坝基处曾经取砂，坝址处的石层深度达水下6.0米，无法清理至老河床。虽然填沙，渗透水性仍很强，且与整体河道处于连通状态，施工排水难度很大。在此情况下，单位委托临朐县建筑勘察设计院进行了现场勘察，后经省、市有关专家现场研究后建议，采用高喷灌浆对透水性强的卵石层进行截渗处理。为此进行了高喷试验以验证高喷灌浆截渗方案的可行性和截渗效果，通过试验，达到了工程的截渗效果。因此，在橡胶坝闸底板上游10米处和闸底板下游51.7米处及两侧墙外4米的河卵石层构筑一道封闭的高喷截渗墙。以保证橡胶坝建设进行，又保证该工程建成后，减少坝基渗透，能够正常存水。

1、施工原理

弥河6号橡胶坝工程施工排水使用高喷灌浆截渗方案，其加固机理是利用能量高度集中的水泥灰浆射流及其外环绕的压缩空气对需要处理的地层进行冲切、破坏，将地层部分细颗粒升扬换置出地面，并通过水泥浆掺搅、混合和渗透，充填河卵石的周围空缝隙，随着旋喷装置的旋转和提升，形成自下而上连续的、具有一定强度的柱体（旋喷桩），从而起到截渗效果。该施工工艺在处理大粒径地层的类似工程中多次采用，截渗效果较好。

2、高喷灌浆截渗设计

（1）截渗高喷灌浆设计

在橡胶坝闸底板上游10米处和闸底板下游51.7米处及两侧墙外4米处的河卵石层构筑一道封闭的高喷截渗墙，截渗墙采用旋喷桩套接连接形式，二管法施工工艺，孔距1.0m，旋喷桩桩顶高程为88.0m，桩底高程80.0m（嵌入卵石夹砂及粘性土层1.5m）。

高喷灌浆正式施工前，需要进行现场灌浆试验，通过试验对高喷灌浆参数进行调整和优化，待制定出合理的施工参数和施工组织设计方案，方可用于施工。

（2）高喷截渗墙要求

一是凝结体渗透系数k≤i×10-6cm/s;

二是凝结体抗压强度R28≥10 MPa

（3）高喷灌浆技术要求

一是钻孔：钻孔直径大于120mm，钻孔开孔位置偏离设计孔位小于30mm，钻孔施工时应采取预防孔斜手段，要求测量孔斜，孔斜率小于1%。

二是高喷灌浆：钻孔深度经验收后，方可进行灌浆。高压喷射灌浆采用二管法进行施工。

三是施工材料：采用普通硅酸盐水泥，强度等级32.5用于高喷灌浆的水泥必须符合相关标准，水泥不应存放过久，出厂期不得超过三个月;灌浆拌浆水的温度小于40℃。

三、关键点处理

通过施工发现一些关键环节必须注意，否则会影响施工进程，而且可能引起喷浆孔报废不能用情况。关键环节主要是

1、孔斜、塌孔难题

孔斜决定着高喷成墙的连续性，对成墙非常重要。若孔斜超标，会造成塔接不上或塔接错位等。为此，在钻孔之前必须保证钻机安装牢固平稳，底座要用长方木铺设，水平仪找平。其次对主动钻杆进行垂直度检查，保证钻杆垂直，开孔钻进时钻机操作必须轻慢，保正钻孔垂直。当钻至一定深度时，改用大于5m的长钻具钻进。另外钻进过程中要经常校正、勤测斜，保障孔斜不超过设计要求。在砂砾石地层中施工，塌孔现象经常出现，遇到这种地形现在采用的是潜孔钻机跟管钻进下pv管的办法，效率高并且速度快，能较好防止砂卵石地层孔壁坍塌。

2、漏浆

漏浆及孔口不冒浆，是地层中有较大的空隙，可采取的措施为在浆液中掺入适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内凝固;在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续正常喷浆。在钻孔过程中，经常遇到泥浆漏失的问题，如果处理不当不仅会影响钻孔的进度，而且也会影响喷孔的质量。在遇到这种情况时，若漏失量不大，首先尽量让其灌满，以减少喷浆时的水泥漏失;若漏失量过大，就把砂、黏土和少量的水泥压入孔内漏浆处进行封堵。

3、冒浆量过大

形成冒浆量过大的主要原因是有效喷射范围与注浆量不适应或管路故障，当冒浆量超过进浆量20%时，将会影响到墙质量，因此需要采取一定的解决方法。遇到这种情况，首先要检查喷浆管各接头是否密封不良。减少冒浆量采取的措施为：①提高喷射的压力②适当缩小喷嘴的孔径③加快提升和旋转的速度。

4、容易堵嘴

堵嘴的形成主要有两方面的原因，一方面是由于进水，浆管中混入水泥结块、小石块等，导致管路的不通;另一方面是由于卸管时，水压降低过快，致使管内产生真空，把孔内的一些砂子、石子等吸入管内。出现以上事故，都必须起管检查，同时用黏土浆把水泥浆置换出来，以免孔内壁有一层水泥凝固体影响喷灌效果。清除故障后重喷搭接的长度大于50cm。

5、喷射达不到设计高程

出现这种问题通常是由于回灌不及时或未回灌好，解决方法：一是延长回灌时间并及时回灌，二是在喷射达到设计墙顶高程时，继续提升0.2m，再停止喷射，以确保高喷有效墙体达到设计高程。

6、柱体截面抗压强度不够

形成的主要原因是水泥含量不够，土沙含量太大，喷浆水量大，提升速度快等。应当根据实际地质的情况，相应调整注浆工艺、改变施工参数。另外可以在制浆过程中采用调速电机控制水泥和水的加入，以使水泥浆液比重恒定。