电白县水电建筑安装工程公司 广东电白 525400
摘要：高压摆喷灌浆技术作为国内发展速度较为迅速的一种新型施工技术，是水库防渗处理的有效形式。本文结合工程应用实例，通过介绍水库工程的地质条件，重点围绕施工工艺、施工过程控制及特殊情况处理等方面探讨了高压摆喷灌浆技术在水库防渗工程中的应用，并阐述了工程的质量检查工作，以供类似工程借鉴。
关键词：高压摆喷灌浆；水库；防渗处理；施工工艺
随着我国社会经济建设步伐的加快，政府加大了对城乡基础设施建设的投资力度，特别是水利基础设施方面的建设。水库作为水利基础设施的重要组成部分，担负着城乡供水、发电、灌溉和养殖等重要任务，对改善城乡生态环境及促进城市的发展具有不可替代的作用。目前，我国许多水库存在使用年限长、施工质量低和人员造成不合理等问题，导致水库在运行过程中出现一些质量问题，其中水库坝基渗漏现象是最为严重的，若施工人员不采取必要的措施进行防渗处理，则会影响到水库的正常运行及质量安全。高压摆喷灌浆是一种新的防渗技术，具有施工简单、造价低、适应性强好和操作方便等优点，能够较好地起到防渗加固的效果，本文采用振孔高喷灌浆工艺与钻孔高喷灌浆相结合的方法，以期确保水库工程的质量安全。
1 工程概况
某水库是以防洪、灌溉为主，兼有养殖、集镇供水等综合效益中型水库，该水库枢纽是以土坝为基本坝型的混合坝。本工程一期围堰主要包括上、下游围堰及纵向围堰，其基础防渗处理需沿围堰外部底脚进行灌浆施工，形成防渗墙，以满足基坑的开挖条件以及混凝土坝段的施工。结合该水库综合情况，本工程采用高压摆喷灌浆施工方法。
2 施工方案
根据工程目的要求和具体地质条件，结合本工程的具体情况，围堰高喷灌浆施工拟采取高压摆喷灌浆工艺进行施工。结合现场施工条件，将围堰分为几个区段，施工区域内共布设9台钻孔机械，其中钻灌一体设备为4台套，钻灌分离设备为5台套。
2.1 工艺原理与特点
振孔高喷工艺是利用大功率振动器将高喷管直接振至预定深度（设计深度），使造孔和下管一次完成，结合小孔距，充分利用高压浆射流近喷嘴的高能区切割地层，从而实现快速提升的一种新工艺。其特点是施工不用分序实现重复切割地层，具有高效率、地层适应性强，成墙质量好，节省材料等特点。
钻孔高喷工艺是利用地质钻机先打出高喷孔，成孔后将钻机移向下一钻孔，将钻孔高喷机移到已成孔位置，下入高喷管，进行常规高喷。
2.2 施工工艺流程
施工工艺包括3个方面：
2.2.1 振孔高喷施工程序
（1）振孔摆喷施工程序
振孔摆喷施工程序为：施工准备→确定孔位→高喷机就位→调整喷管垂直度→供气、供浆地面试喷→振动成孔至设计深度→摆提升喷射至设计高程→摆喷结束提出喷管→进入下一流程。
（2）振孔摆喷工艺分解图
振孔摆喷工艺分解图见图1。
（3）振孔摆喷工艺流程图
振孔摆喷工艺流程图见图2。
2.2.2 钻孔高喷施工程序
1）钻孔高喷施工程序为：
施工准备→确定孔位→钻机就位→钻孔完成后移出→钻孔高喷机就位→调整喷管垂直度→供气、供浆地面试喷→下至设计深度→提升喷射至设计高程→高喷结束提出喷管→进入下一流程。
2）钻孔高喷工艺流程图见图4。
2.3 施工技术参数
高喷防渗墙工程现场施工采用的施工参数为：孔距：振孔高喷为0.8m；钻孔高喷为1.2m；孔斜率：≤1%；孔位偏差：±3cm；孔深：入岩≥0.5m；提升速度：振孔高喷为20～25cm/min；钻孔高喷为8～15cm/min；浆压：30～35MPa；浆量：70L/min；风压：0.4MPa；风量：2～6m3/min；浆液比重：1.35～1.45g/cm3（采用42.5普通硅酸盐水泥）；摆角：20°～30°；摆动次数：20～25次/min。
2.4 施工过程控制
2.4.1 振孔高喷施工质量控制
1）孔的定位：由施工技术人员进行放样，做好标记和编号。施工中操作人员准确定位，定位误差≤3cm。当班质检员检查合格确认后，方进入下道工序。
2）振孔高喷机就位时，由操作人员用水平铅锤校准垂直度，并经质检人员检查满足要求后，稳定高喷机。
3）调整喷管垂直度：利用水平铅锤调整高喷管垂直度，确保铅锤在圆环内。经过两次检测以后，即满足振孔高喷灌浆施工的偏斜控制要求。
4）成孔前，进行地面试喷，各项技术指标达到要求后，调低气、浆压力参数后将高喷管下振至孔底。
5）高喷头下振至孔底后，将浆、气参数调到设计值，待浆液返出孔口后，按设计参数进行高喷灌浆。
6）为确保防渗墙底线进入岩石并嵌接良好，在振孔过程中详细观察机械的振动状况，并记录入岩深度，达到入岩0.5m以上后终孔。
7）详细记录孔号、孔深、地层变化等特殊情况及其处理措施。
8）提升喷射注浆：按照试验参数自下而上按规定速度提升到即定防渗墙顶高程后，调低高喷参数并快速提升到地面。
9）振孔高喷灌浆原则上全孔连续作业，施工有间断的孔段，需进行复喷，搭接长度≥0.5m，复喷工作在技术人员指导下进行。
2.4.2钻孔高喷施工质量控制
1）确定施工轴线、布孔：按照设计图纸中提供的轴线位置，测量放样再用钢尺往返丈量排孔，保证孔位偏差＜3cm，以保证施工轴线的精度。
2）钻孔施工：①采用地质钻机钻孔，泥浆护壁，钻孔直径Ф108mm，钻至超设计孔深0.3～0.5m。②钻孔前由技术人员负责先核对孔位，调平钻机，校正钻机立轴垂直度，确保孔位偏差≤3cm。③钻进过程中，还应随时校正立轴垂直度，避免钻机由于震动产生倾斜变形，以保证孔斜率＜1%。④为了保证孔深达到要求，每一个施工中的钻孔最后一根钻杆下到孔深后，必须由当班质检验员进行钻孔验收后方可终孔，并做好详细记录。⑤钻进暂停或终孔待喷时，孔口应加以保护。若时间过长，应采取措施防止塌孔。⑥钻进时应详细记录孔位、孔深、地层变化和漏浆、掉钻等特殊情况及其处理措施。
3）下喷射管：①检查机械运行情况，检查各种管路畅通情况，合格后下喷浆管，为防止下管过程中堵塞喷嘴，可将喷嘴包扎。②如遇塌孔喷射管下不到孔底时，应提出喷射管，用钻机钻到孔底后再重新下喷射管。
4）摆喷提升：①当喷头下至设计深度，输入水泥浆液和压缩空气，按设计参数进行原位喷射，待浆压和风压达到设计值，且孔口返浆后，按设计提升速度、摆动进行喷浆作业，直至达到即定防渗墙顶高程后，调低高喷参数并快速提升到地面。喷灌结束提出喷管后，及时冲洗管路，使管内、机内不留水泥残液，以避免水泥浆硬化堵塞管路，影响下个孔的喷灌质量。②高喷灌浆过程中，需中途拆卸喷射管时，搭接段应进行复喷，复喷长度≥0.2m。
2.4.3 其他高喷施工质量控制
1）当提升摆喷灌过程中出现压力骤升或突降、孔口回浆浓度或回浆量异常现象时，及时查明原因，妥善处理，并报告监理工程师。
2）高喷灌浆过程中异常现象，采取以下措施处理：①孔口不返浆时，立即停止提升，加大进浆量和风压；孔口少量返浆时，降低提升速度。②孔口返浆浓度过大时，降低浆液浓度或在孔口增加补偿稀释水管并控制流量，避免高喷塌孔、埋管事故发生。③供浆正常的情况下孔口回浆密度变小、回浆量增大，降低风压并加大浆液密度或进浆量。若孔口冒浆量过大，可通过下列措施解决：a.高喷射压力；b.适当缩小喷嘴孔径；c.提升速度适当加快。
3）高喷灌浆结束后，利用回浆或水泥浆及时回灌，直到孔口浆面不下降为止。
4）施工过程中准确记录高喷灌浆的各项参数、浆液材料利用量、异常现象及处理情况，检查各项施工参数是否符合即定技术参数。
5）浆量、浆压、风压、风量等其它高喷参数，用专职记录员观测记录。
6）高喷灌浆施工过程中经常观察回浆情况，采取措施保证孔内浆液上返畅通，避免造成地层劈裂和地面抬动。
7）经常检查、准确判断浆嘴、气嘴完好状态，出现异常现象立即处理。
2.5 特殊情况处理
1）施工中及时观察，准确判断浆嘴、气嘴畅通情况：当浆嘴、气嘴堵塞后，停止喷射加大注浆压力、降低水泥浆浓度、上下反复快速移动喷头等手段，力争通开，而后进行搭接长度＞0.5m的复灌施工。在每一孔振孔施工之前应进行喷嘴完好状态的检验，出现异常的喷嘴进行更换或处理。
2）供浆正常的情况下孔口密度小且不能满足设计要求时，加大进浆密度或进浆量。
3）孔口不返浆时，立即停止提升，加大进浆量和风压，并降低提升速度；孔口少量返浆时，降低提升速度。
4）停机超过3h时，对泵体输浆管路进行清洗后方继续施工。
5）供浆正常的情况下孔口回浆密度变小、回浆量增大，降低风压并加大浆液密度或进浆量。若孔口返浆量过大，通常是有效喷射范围与注浆量不相适应有关，可通过下列措施解决：①提高喷射压力。②适当缩小喷嘴孔径。③提升速度适当加快。
6）高喷灌浆因故中断恢复施工时，进行复喷，搭接长度≥0.5m，如中断时间超过水泥终凝时间，需在中断部位上下各1m范围内进行补孔补喷。
3 工程质量检查
3.1 开挖取样检查
工程施工结束中，2009－09－29在现场由业主、监理指定的桩号即0+156.40～0+163.60、0+413.60～0+417.60、0+989.20～0+994.00、1+115.40～1+117.80共4处分别进行了1#探坑、2#探坑、3#探坑和4#探坑的开挖检查。从检查的情况来看：墙体连续完整，水泥结石体坚实，墙面不规则，墙体厚度满足设计要求。
同时在2#检测坑和3#检测坑的墙体上各取一组试样进行抗压强度及渗透系数试验，其28d抗压强度平均值分别为5.8MPa，渗透系数平均值分别为4.5×10－8cm/s，满足设计要求。
3.2 基坑开挖检查
围堰基础防渗处理后，我单位于2009－09－27进行基坑的开挖施工，几乎无渗漏水现象。
4 结语
通过探讨高压摆喷灌浆技术在水库防渗工程中的应用可知，水库坝体经过高压摆喷灌浆技术处理后，各项施工技术指标均满足工程预期的设计要求，坝体及坝坡未出现渗漏水的情况，坝体的稳定性及耐久性得到显著性的提高。这也表明高压摆喷灌浆是一项可行性较高的工艺技术，值得在更多的工程中推广。
参考文献：
[1]黄爱梅；李志锋.高压喷射灌浆技术在病险水库工程中的应用[J].建材与装饰.2012年第03期
[2]肖美艳.高压摆喷灌浆技术在刘屯水库除险加固中的应用[J].黑龙江水利科技.2013年第03期
论文作者:邵水满
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/18
标签：钻孔论文; 水库论文; 喷管论文; 工程论文; 浆液论文; 高压论文; 围堰论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;