高喷灌浆在堤防防渗工程的技术研究及实践

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摘要：本文主要结合韶关市仁化县湾头水利枢纽工程防护堤基础防渗处理工程实例，简要介绍高喷灌浆技术在复合地基（粉质粘土+粉细砂+砂卵石+全风化泥质粉砂岩）的应用，着重阐述施工方案选定、施工工艺技术、施工质量控制等方面内容。经工程实践证明，高压旋喷灌浆在防渗处理复合地基时, 显示出其比其它地基防渗施工技术的优越性。

关键词：高喷灌浆；防渗；粉细砂；砂卵石

中图分类号：TV441文献标识码：A文章编号：

1.工程概况

韶关市仁化县湾头水利枢纽工程位于广东省韶关市浈江区与仁化县大桥镇交界处，坝址位于浈水下游湾头村附近，距韶关市约13Km。坝址控制集雨面积为6799Km2。

湾头水利枢纽工程等别为Ⅲ等中型工程，其主要建筑物级别为3级，次要建筑物为4级。枢纽由左岸土坝、左岸发电厂房及变电站、河中10孔泄水闸、右岸船闸、右岸混凝土重力坝及左岸防护堤等组成。

防护堤左岸长3979.3 m，堤顶高程为67.1 m，堤顶宽3.5 m，堤顶设C25砼路面。上下游边坡均为1:2.5，上游为100mm厚C20混凝土预制块护坡。其基础防渗处理是采用高压喷注浆防渗墙。防护堤堤基地质分为四层：①、粉质粘土；②、粉细砂；③砂卵石；④全风化泥质粉砂岩。上部粉质粘土，厚度一般3m～7m，可塑为主，局部夹薄层软塑状淤粉质粘土，该层属弱～微透水，防渗性好，物理力学性质较好。

2.高喷灌浆防渗机理简述

在本工程建设实践中，经过多次实验的对比以及专题技术会议研究，防护堤的基础防渗最终选定高压旋喷形式。高喷灌浆是利用射流作用的切割搅动堤身堤基以改变其结构与组成，同时，灌入水泥浆或混合浆形成凝结体的一种防渗加固堤防的方法。高喷灌浆防渗机理由两部分内容构成：一是高压喷射流对堤防土体的冲击破坏机理；二是高压喷射灌浆的固化防渗机理[1]。

3.工程技术难点简析

本工程防护堤桩号堤0+500～堤0+960段、堤3+450～堤3+860段堤基上部为粉细砂、粉土层，松散～稍密状，具中等～弱透水性，易产生渗透破坏，在进行地基处理时，上述两段堤基为关键重点部位，在施工过程中，由于粉细砂层因其颗粒较细，常规帷幕灌浆时有如铺了一层厚厚的反滤，吃水不吃浆，难以形成防渗帷幕[2]，同时，此类地基易发生流砂现象，给高喷灌浆作业造成一定程度上的困难。

4.防渗方案的选定

按高喷灌浆的形式区划，分为旋喷、摆喷和定喷三种（如图4.1 高喷灌浆的三种形式示意图）。旋喷与摆喷适用于粉土、砂土、砾石和卵(碎)石堤防，而定喷仅适用于粉土与砂土堤防。

图4.1 高喷灌浆的三种形式示意图

根据本工程的防护堤堤基地质情况，防渗方案排除了定喷方案，本次高压喷射灌浆试验主要采用二重管高压摆喷、旋喷两种喷浆类型，试验部位依次分别库区防护堤坝轴线上桩号为堤0+150～堤0+450段之间。摆喷、旋喷各做一组围井试验对比：

围井施工完成后28天，最终通过钻孔抽芯检查，并在孔内进行注水试验，按注水试验按《水电水利工程高压喷射灌浆施工技术规范》（DL/T5200-2004）附录B进行计算摆喷、旋喷的渗透系数K，旋喷防渗墙体物理力学指标满足设计要求，检查围井渗透系数符合设计要求，工程防渗效果显著，最终，经过通过技术、经济方面等综合分析，本工程防护堤防渗方案选定二重管高压旋喷灌浆施工工艺，设计方提出设计参数：旋转高喷钻孔间距900mm，成桩直径1100mm，搭接长度200mm。渗透系数 K ≤i×10 -6cm/s。并确定具体施工技术参数，详见表4.3高喷灌浆施工技术参数表。

表4.1高喷灌浆施工技术参数表

5.现场施工

5.1施工准备

⑴高压旋喷灌浆施工场地应做好平整、稳固，凡遇有低洼、表土松散、紧临边坡的区域，应采用回填、夯实、加固和边坡坡脚保护措施。

⑵在喷射注浆施工前，应按施工图纸及施工规定的喷射注浆方法进行施工机械设备试运行。

⑶施工场地布置应进行全面规划，开挖排浆沟和集浆池，做好冒浆排放措施和环境保护措施。

⑷做好高压旋喷灌浆技术交底及安全交底。

⑸主要机械设备进场。

5.2 施工工艺流程

高压旋喷灌浆施工流程如下图所示。

图5.2高压旋喷灌浆施工流程

5.3特殊情况处理

⑴在高喷旋喷灌浆过程中，出现压力突降或骤增、孔口回浆浓度或浆量异常等情况时，查明原因，及时处理。

⑵发生串浆，填堵或串孔，待灌浆孔高喷灌浆结束，尽快进行被串孔的扫孔、灌浆或继续钻进。

⑶高喷旋喷灌浆因事故中断后恢复施工时，进行复喷，其搭接长度不小于0.5m。

⑷孔内严重漏浆采取以下措施进行处理：降低喷射管提升速度或停止提升；降低喷水压力、流量进行原地灌浆；喷射流中掺加速凝剂；加大浆液浓度或灌注水泥砂浆，向孔内冲填砂、土等堵漏材料。

6.施工质量控制

本次施工按《水电水利工程高压喷射灌浆施工技术规范》（DL/T5200-2004）、《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）、《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-94）、《水利水电工程施工测量规范》（SL52-93）等技术规范要求执行，同时建立完善的质量保证体系，在实践中摸索出具体的行之有效的质量控制措施：

⑴建立统一的技术管理, 包括技术交底、图纸审核、施工方案制定、测量放线、材料试验和质量检查评定等工作。

⑵严格按照设计文件、现行国家及行业规范规程、技术标准及制定的施工方案施工, 对施工过程的每一道工序都必须实施有效的工程质量标准控制。

⑶认真做好工程检验工作, 对用于本工程的各种原材料，经检验合格后方可用于实体工程。

⑷严格执行隐蔽工程检查签证制度, 对隐蔽工程未经监理工程师及现场质检人员和技术负责人检查签证, 不准进入下一道工序的施工。

⑸积极推广使用施工的新工艺、新技术、新材料、新设备, 以高标准指导施工。

⑹做好技术和质量管理的档案资料工作。施工日记、技术交底、隐蔽工程检查签证、变更设计、工程质量评定和工程试验等各项资料及时、齐全、完整。

7.结语

本工程的防护堤防渗工程施工完成后，通过注水实验, 测得渗透系数满足设计防渗要求, 进行土石方开挖后, 进行渗水观察, 边坡渗水润湿, 没有发现大渗水现象。本工程实践显示, 高压旋喷灌浆在防渗处理砂卵石地基时, 显示出其比其它地基防渗施工技术的优越性。

参考文献：

[1]夏细禾,刘百兴,熊进.长江堤防防渗工程施工研究及应用北京[M]:中国水利水电出版社,2004:162.

[2]张明华.应用高喷灌浆处理板桥水库坝基渗漏[J].广东水利水电,2006,(04):77-78.

作者简介：

康华辉（1984-），男（汉族），广东吴川人，助理工程师，学士，主要从事水利水电工程设计、监理。