黄江水库高压旋喷防渗墙施工

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摘　要：受“5.12”地震的影响，黄江水库渗漏严重。文章介绍了防渗处理的施工工艺和技术要点。采用封闭式高喷墙防渗处理，高压旋喷套接结构成墙工艺，三管法施工。经处理，坝后出水点消失，渗漏量减少明显。

关键词：黄江水库；高喷防渗墙；高压旋喷灌浆；三管法

中图分类号：TV543+.82

文献标识码：A

文章编号：1003-6997（2012）20-0040-02

黄江水库位于长江流域嘉陵江水系西汉水支流的漾水河上，属于何坝镇辖区。坝址以上控制流域面积24.40 km2。水库总库容436.27万m3，设计灌溉面积406.67 hm2。

黄江水库震损应急除险工程中设计方案为大坝坝体高压旋喷灌浆防渗墙结合基岩帷幕灌浆。高压旋喷灌浆在坝体均质土中进行。位于上游一级马道桩号0+008～0+067 m，单排孔布置，孔距为1.00 m，共布孔60个。高喷防渗墙墙体设计指标要求：墙厚0.60 m，推荐浆液配合比：水灰比1.5∶1，0.6∶1。工程于2008年9月21日开工，2009年7月11日竣工，完成墙体面积760.10 m2，水泥用量607.80 t。

1　施工机械

1.1　高压喷射液压台车

采用CYP50型高压喷射液压台车，台车配备SLT高压旋喷水龙头、GP-C型电控调速井口摆动机、高压喷射管、卷扬机、变速箱、功率选择器、旋摆器，可控制喷浆管的提升速度和喷嘴角度。提升速度可调范围8～20 cm/min，喷嘴可通过旋摆器进行旋转。

1.2　高压泥浆泵

选用GNB 100-E高压泥浆泵，可产生压力40 MPa的高压浆流，流量为50～110 L/min。

1.3　压缩空气机

采用VF-12/7型空气压缩机，压缩气压力可达0.7 MPa，气流量12 m3/min。

1.4　喷射管

采用双管喷射，喷头有4个喷嘴，夹角180°。

1.5　高压管路

配备各种钢编胶管、高压阀门，工作压力分别为50 MPa、5 MPa，用于输送浆、气。

1.6　泥浆搅拌机

采用SL-600型单桶立式高速搅拌机制浆，可连续拌制和浆液，单桶容积为600 L。

2　施工工艺及参数

2.1　造孔

坝体高压旋喷与基岩帷幕灌浆采用同一灌浆孔，采用XY-1B型地质钻机造孔，清水钻进，孔径130 mm，孔距1.00 m，下设套管镶入基岩1.00 m，待该孔基岩帷幕灌浆段结束后，拔出套管，保留上部钻孔，作为高喷防渗墙施工孔。

在一个单元工程内，先Ⅰ序孔，后Ⅱ序孔。孔径φ130 mm。孔位偏差≤5 cm，钻孔倾斜率不大于1 %。孔深达到设计要求。

2.2　高压旋喷灌浆

2.2.1　工艺流程　高喷台车就位地面试喷下喷射管始喷提升、旋转回浆终喷人工回填管路冲洗高喷台车迁移。

2.2.1.1　高喷台车、喷射管的检查　高喷台车应检查提升、制动、管路、电路、摆动、转向等系统是否正常。管路应畅通无阻、连接情况正常。喷嘴应与高喷要求相适应。喷射管与喷嘴内不得有杂物，喷射管接头应密封良好。确信无误后方可进入下一步工序。

2.2.1.2　下喷射管　喷射管下入前，应先送水、气试喷，把各种压力加到喷射要求的压力和流量。水射流过早离散、雾化或过小的水嘴不宜使用，待各项参数符合要求后才能下管。为防止水、气喷嘴堵塞，下管前，可用胶布包扎。当遇有喷射管下不到位或下不去现象时，应视不同的情况采取不同方法处理，只要不是发生较严重的塌孔事故，喷射管都不难下到位，采用以下方法：用泥浆泵送水泥浆边转边下；送风边转边下；送风、送浆边转边下。

2.2.1.3　高压旋喷灌浆作业　将喷射管下到预定位置后，依次送浆、送风，在孔底旋喷3～5 min，待泵压、风压升至设计值，待孔口返浆比重达到1.3～1.4 g/m3后即开始转动、提升。水泥浆比重控制在1.5～1.6 g/m3。高喷过程中，经常测试进浆和回浆比重，当其达不到设计要求比重时，应暂停喷浆作业并立即调整水灰比，然后迅速恢复喷浆作业。当喷浆管距桩顶1.0 m时，开始慢速提升喷浆至桩顶（提升速度为5 cm/min）。

2.2.1.4　充填灌浆　高喷作业结束后，委派专人向孔内进行静压充填灌浆。回灌时间均大于30 min，直到浆液不再下沉为止。

2.2.2　高压旋喷灌浆施工参数　经过现场试验，经监理和设计部门批准的施工参数如下：

水：压力40 MPa，流量100 L/min；

压缩空气：压力0.55 MPa，流量2.00 m3/min；

水泥浆液：压力0.90～1.20 MPa，流量90～110 L/min，浆液密度1.51 g/cm3；浆液配比1∶1；

喷射管：转动速度10～12 r/min；

提升速度：0～0.90 m为5 cm/min，0.90 m以下8～10 cm/min；

孔底原位喷射时间：3～5 min。

2.3　特殊情况处理

2.3.1　塌孔　钻孔坍塌严重时，应进行跟管钻进。可先在孔底高喷至套管底部，再起套管，继续高喷至孔口。如高喷时还塌孔，可用小压力注入水泥浆液，待初凝后扫孔至套管底部，再进行高喷。

2.3.2　漏浆　高喷时孔口返浆是确保个高喷墙质量的重要措施之一，如地层漏浆过大，出现不返浆时，应立即停止喷浆。采取下列处理措施：净喷，不提升喷射管；待孔口恢复返浆后，再继续进行高喷；降低浆压，增大浆液浓度及浆量；恢复返浆后，将浆压调至设计值再进行高喷；降低提升速度，上下重复喷灌；对于漏浆严重地段，可向孔内回填砂土或其他颗粒材料进行堵漏；加大水泥浆比重和速凝剂用量。

2.3.3　中断喷浆　在喷射灌浆中，突然停电、高压泵压力不够、供浆量不足等原因，会造成注浆中断。当恢复喷浆时，必须复灌0.50 m长度，以保证高喷墙的连续性和可靠性。

2.3.4　冒浆　在高喷过程中，有一定数量的土粒，随着浆液沿喷射管壁冒出地面。冒浆量小于灌浆量20 %者为正常情况，超过20 %或完全不冒浆时，应及时查明原因，采取措施。若地层中有较大孔隙而不冒浆，可在浆液中加入适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定时间内凝固；也可增大灌浆量。冒浆过大的主要原因，一般是有效喷射范围与灌浆量不相适应，灌浆量大大超过高喷固结所需的浆量。减少冒浆的措施有3种：提高喷射压力或减少灌浆量；适当缩小喷嘴孔径；加快提升或旋转速度。

2.4　施工质量控制

为了保证墙体连续性，首先要确保孔位偏差≤5cm，其次要确保钻孔垂直。施工中采取了以下控制方法：钻机用水平尺调平，钻杆采用粗径钻杆尽量满眼钻进，钻杆用铅垂调直。采用普通硅酸盐水泥强度等级为P O42.5 R，使用前均委托了独立试验机构进行抽检。

认真做好钻灌浆孔施工，提供准确的防渗深度；进行现场生产性试验，进一步明确各种参数并报监理审批；施工中采取跳打法，先施工Ⅰ序孔，后Ⅱ序孔，相邻桩孔间隔施工时间12～72 h；桩底应按设计要求进行定旋，距桩顶1.00 m应慢提；严格控制进浆、回浆比重，进浆比重控制在1.5～1.6 g/m3，回浆比重1.3～1.4g/m3。

水泥浆存放时间当气温在10 ℃以下时不超过8 h，10 ℃以上时，不超过5 h，超过时间应废弃；喷射灌浆后应及时不间断进行充填灌浆直至浆液面不再下沉为止。

3　质量检查及评定

3.1　开挖检查

于2009年8月1日至3日对高压旋喷防渗墙墙体进行了浅层开挖检查（高喷灌浆结束14 d后），通过开挖检查发现：高压旋喷防渗墙墙体套接良好；墙体厚度达到1.00～1.25 m。满足设计要求。

3.2　钻孔检查

于2009年7月9日至11日对高压旋喷墙墙体进行了钻孔检查（该部位高喷灌浆结束28 d后），通过钻孔检查发现：高压旋喷防渗墙墙体套接良好；墙体均匀连续；高喷凝结体强度较高。

3.3　防渗效果及质量评价

工程竣工后，坝后出水点消失，渗漏量减少明显，结合原始记录、成果性资料及质量保证资料分析比对后，对本单位工程质量初步评定为合格。