关键词：南欧江;一级电站;二期围堰;防渗处理;高压旋喷;三重管法
一、围堰工程概况
南欧江一级水电站二期上下游横向围堰左岸位于江边部位，主要分布为冲积层，厚度约6m，下伏基岩为弱风化辉绿岩，为弱透水中下带岩体；围堰右岸山坡地形坡度约26°。覆盖层厚度约1m～6m，堰顶高程附近强风化岩体底界垂直埋深约9m，弱风化岩体底界垂直埋深约26m。堰基为弱风化辉绿岩。弱风化辉绿岩透水性较弱，为弱透水中下带岩体。上游围堰轴线长度218m，围堰堰顶高程为EL307m，围堰防渗墙施工平台高程为EL292.5m。下游围堰轴线长219.32m，围堰堰顶高程为EL302.5m，围堰防渗墙施工高程为EL291.5m。
二、高喷防渗墙参数的选择
1、高喷防渗墙试验
试验区域选择在二期上游横向围堰中部，共布置9个旋喷灌浆试验孔，SGP-41至SGP-44孔间距0.8m，SGP-44至SGP-49孔间距1m。具体见图2-1：
2、高喷防渗墙工艺参数
为了减少本工程试验工程量，加快施工进度，本工程在借鉴国内外成功的基础上，采用三重管法直接进行生产性工艺试验，其主要工艺参数见表2-2。
三、高喷防渗墙施工
1、主要机具设备
高压旋喷主要机具设备见表3-1。
2、施工前的准备工作
2.1技术准备
1）及时编制高压旋喷施工措施，并进行安全技术交底。
2）按设计要求完成施工放样，并作出明显标识。
2.2原材料准备
1）高喷灌浆的水泥为 P.O42.5级普通硅酸盐水泥。水泥细度要求通过80μm方孔筛，其筛余量不大于5%；灌浆用的水泥必须符合规定的质量标准，不得使用受潮结块的水泥。
2）灌浆用水应符合《混凝土用水标准》的各项规定。
3）为减缓水泥浆液沉淀速度，在硅酸盐水泥中添加3％水泥重量的膨润土（细度应为200目）和3％膨润土重量的碳酸钠，其掺入量通过试验确定。
2.3浆液制备
1）浆液配合比
高喷浆液水灰比一般为 1.5:1～0.6:1（密度约 1.4g/cm3～1.7g/cm3）。
2）制浆材料称量
制浆材料按规定的浆液配比计量，计量误差应小于5%。
3）浆液搅拌
①、各类浆液搅拌均匀后测定浆液密度、及温度等参数，并作好记录。
②、水泥浆液的搅拌时间：使用高速搅拌机搅拌30s以上，然后过筛，从开始制备至用完的时间宜小于4h。
4）集中制浆
①、设置集中制浆站，输送浆液的管道流速宜控制在1.4～2.0m/s。
②、制备水泥浆。首先将水加入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8mm），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8mm），第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。
5）浆液存放时间
当环境气温10℃以下时，不超过5h；当环境气温10℃以上时，不超过3h；当浆液存放时间超过有效时间时，应按监理人指示，降低标号使用或按废浆处理。
6）浆液温度应保持在5℃～40℃，低于或超过此温度为废浆。
3.4临时设施准备
做好风、水、电、制浆站及排污设施的准备工作。
3、高压旋喷施工
3.1 钻孔
根据设计桩位布置及现场控制点，首先由测量人员放出防渗墙轴线，然后按生产性试验确定的1.0m间距放出孔位并明确标识，然后将钻机对准孔位，用水平尺掌握机身水平，垫稳、垫牢、垫平机架。其中心允许误差不得大于5cm。成孔偏斜率应不大于1.0%。为增加喷管与孔壁间隙，防止卡、埋喷管的现象，钻孔孔径不小于Φ127mm。采用套管护壁法进行成孔，在起拔套管前，下入特制的PVC花管护壁。钻进暂停或终孔待喷时，孔口用水泥袋塞住加以保护。
3.2下设喷射管
喷射管直径Φ76mm，将注浆管下放前，喷嘴用透明胶带缠牢固，防止喷嘴堵塞，然后将喷管下至设计深度。
3.3喷射提升
当喷射管下到设计深度后，送入气、浆，静喷3分钟；待注入的浆液冒出后，按预定的提升、摆动速度（在生产性试验完成后确定参数）自下而上边摆动、边提升，直到设计高程，停送气、浆，提出喷射管。
3.4清洗
当喷射完毕后，及时将各管路冲洗干净，不得留有残渣，以防堵塞，尤其对注浆系统更为重要。通常将浆液换成清水进行连续冲洗，直到管路中出现清水为止。一次下沉的喷管可以不必拆卸，直接在喷浆的管路中用泵送清水，即可达到清洗的目的。
3.5回灌
为解决凝结体顶部因浆液析水而出现的凹穴现象，当喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填注浆，直至孔口液面不再下沉为止。
3.6封孔
高压喷射灌浆至设计高程，以上空孔部分采用壤土封孔。
3.7钻机移位
以上施工工序完成后将钻机移至下一孔位，准备下一孔的注浆施工。
4、特殊情况处理
1）高喷灌浆过程中，若出现压力突降或骤增、孔口回浆浓度或者回浆量异常等情况时，应查明原因，及时处理。
2）喷射灌浆接、卸换管时，动作要迅速，防止坍孔和堵塞喷嘴；接、卸换管后，下管位置应比原停喷高度下落0.5m，进行复喷搭接，以使墙（桩）的上下连贯。
3）高喷因故中断后应立即停止提升，记录中断深度并尽快恢复。对于机械故障，要尽力缩短中断时间。对于短时间内不能恢复的应提出喷具，用水冲洗干净，待故障处理后，再将喷具下入原中断位置以下0.5m 继续进行喷射灌浆，对于不能满足要求的，应重新造孔。
4）如发现有浆液喷射不足，影响桩体的设计直径时，应进行复喷。
5）地层中水流速度过大，宜采取以下措施：
①、上下游平压，基坑内不能抽排水；②、采取堵水措施：抛填粘性土等。
6）不冒浆或冒浆量少，通常原因是加固土层粒径过大，孔隙较多，宜采取以下措施：
①、孔口不返浆时，应立即停止提升；孔口少量返浆时，应降低提升速度；②、降低喷射压力、流量，进行原位灌浆；③、在浆液里掺入速凝剂；④、加大浆液浓度，可以从1.1加大到1.3左右继续喷射；⑤、灌注粘土浆或加细砂、中砂，待孔隙填满后再继续正常喷射；⑥、在浆液中掺加骨料；⑦、加泥球封闭后继续正常喷射；⑧、灌注水泥砂浆后，再将孔内水泥浆置换成粘土浆，待孔隙填满后继续正常喷射。
7）冒浆量过大，冒浆（内有土粒、水及浆液）量超过20%。通常是有效喷射范围与喷浆量不适应有关，可采取以下措施：
①、提高喷射压力；②、适当缩小喷嘴直径或减少注浆量；③、适当加快提升速度。由于冒浆量中含有地层颗粒和浆液的混合体，目前对冒浆中的水泥的分离回收尚无适宜方法，在施工中多采用过滤、沉淀、回收调整浓度后再利用。
8）发生串浆。高压旋喷过程中发生串浆时，应填封串浆孔，待灌浆孔高喷灌浆结束，尽快对串浆孔扫孔，进行高喷灌浆，或继续钻进。
9）凹穴处理。在喷射灌浆完毕时，即连续或间断地向喷射孔内静压灌注浆液，直至孔内混合液凝固不在下沉，在喷射灌浆完成后，向凝固体与其上部结构之间的空隙进行第二次静压灌浆，浆液的配比应为不收缩且具有膨胀性的材料。
5、质量要求及质量控制要点
5.1高压旋喷防渗墙施工质量要求
高压旋喷墙施工质量要求应满足表3-2要求。
5.2高喷防渗墙的质量控制和检查
（1）高喷质量检查应贯穿于整个高喷施工全过程，应严格控制防渗墙施工过程中各个环节的施工。
（2）高喷作业前，应进行以下项目的质量检查：
①、孔位的现场放样成果；②、材料试验成果；③、浆液配合比试验成果；
④、现场喷射作业的工艺检验；⑤、现场高压喷射灌浆试验成果。
（3）高喷作业过程中应进行以下项目的质量检查：
①、钻孔偏斜率；②、喷射管插入深度；③、喷射灌浆各项参数；④、回浆试件的试验成果。
（4）高喷施工结束后，应进行以下项目的质量检查：
①、高压喷射灌浆桩的平面位置；②、高喷墙的墙体厚度、完整性、垂直度、连续性、均匀性和搭接程度；③、高压喷射灌浆固结体的强度和透水性；④、高压喷射灌浆固结体的质量检验按设计图纸的要求选用开挖检查、压水试验等方法。
（5）如果检查结果存在质量不合格，必须采取补灌或其它有效的处理措施以满足设计要求。
（8）高喷防渗墙的质量检查项目、质量标准及检测方法按《水电水利基本建设工程单元工程质量等级评定标准 第一部分：土建工程》（DL/T5113.1-2005）中相关条款执行，具体高喷防渗墙质量检验方法见表3-3。
6、高喷防渗墙的质量评价
6.1检查原则：
1）开挖检查和注水试验选择的原则如下：
①、地层复杂部位；②、漏浆严重部位；③、可能存在质量缺陷的部位。
2）、原则上30m左右1个单元工程，每个单元工程布置1个检查孔。
3）、检查孔布置在墙体中心线上的相邻两孔高喷凝结体的搭接处，自上而下分段钻孔进行静水头压水试验。透水率q值的计算依据DL/T5148的规定进行。
4）、围堰堰体和堰基中的高喷墙，在基坑开挖时测定其渗水量，并检查有无集中渗水点，据此分析整体防渗效果。
6.2检查结果
1）开挖检查结果：
整个二期上下游围堰高喷结束28天后，对墙体下游侧面进行开挖检查，高喷防渗成桩直径0.9～1.2m，且单桩连续，无缩颈、断桩现象，桩与桩连接成墙，桩与桩搭接部位最薄墙厚0.5～0.7m，搭接质量良好，胶结牢固致密，成墙连续。
2）注水试验检查
整个二期上下游围堰高喷结束28天后，对二期上下游横向围堰高喷防渗墙原则上按照30m左右划分1个单元工程，每个单元工程布置1个检查孔，分段进行了注水试验（5m一个段长），其检查孔成果见下表3-4、表3-5；
3）渗水量测量
在二期上下游横向围堰施工完成后，相继进行二期基坑开挖，经检测，围堰无集中渗漏点，枯期时，二期上下游围堰渗水量约80m3/h，其中：上游约50m3/h，下游约30m3/h；汛期时，二期上下游围堰渗水量约150m3/h，其中：上游约100m3/h，下游约50m3/h，远远小于设计渗水量960m3/h。
综上所述，通过开挖检查、注水试验和二期基坑开挖过程中的渗水测量，证明南欧江一级水电站二期上下游横向围堰采用高喷防渗墙的型式用于土石围堰的防渗处理是成功的，高喷防渗墙选用的技术参数是合理的。
四、结语
伴随着我国基建工程的快速发展，高喷施工工艺在铁路、公路、房屋建筑、水利水电工程等用于广泛，可利用于地基加固，基础防渗等，高压旋喷技术在南欧江一级水电站二期上下游横向围堰防渗处理中的成功应用，给以后施工类似的工程有一定的借鉴作用。
作者简介：范林文（1972-），1995年毕业于四川联合大学水利系水利水电工程建筑专业，现从事水电站工程建设监理工作，高级工程师。
论文作者:范林文
论文发表刊物:《城镇建设》2019年21期
论文发表时间:2019/12/16
标签：围堰论文; 浆液论文; 防渗墙论文; 二期论文; 下游论文; 南欧论文; 高压论文; 《城镇建设》2019年21期论文;