高喷灌浆在砂卵石地层围堰防渗的应用
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇高喷灌浆在砂卵石地层围堰防渗的应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：昭化水电站在砂卵石地层中采用高喷灌浆进行围堰防渗施工，高喷灌浆采用折线搭接的摆喷形式。结合现场实际情况通过试验确定合理的技术参数，并按时完成围堰闭气，防渗效果良好。满足围堰防渗施工的质量、进度和成本要求。
关键词：高喷灌浆 砂卵石 摆喷
中图分类号：P53 文献标识码：A 文章编号：
1、工程概况
昭化水电站工程属河床式开发，水库正常蓄水位466.00m，正常蓄水位时的库容为1375.78万m3，总库容3209.37万m3。电站枢纽主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，临时建筑物为5级。
本工程全年围堰包括上、下游围堰和纵向围堰，高喷防渗轴线总长约800m，除去左岸上游岩层区域以及下游浅覆盖层区域，现在实际完成防渗轴线长600m。
2、围堰地质条件
坝址区域天然河道舒缓，地面高程455～468.8m。坝址区河槽宽度200～250m，枯水期水面宽100～126m，河底高程451.5～456.2m，区内河谷横断面呈不对称的“U”型谷，两岸呈台阶状地形。两岸山脊与河床相对高差80～150m，表现为低山～丘陵宽谷地貌形态。左岸为基岩岸坡，坡度一般30～50°。
围堰区填筑层填筑厚度2.8～7.5m。砂卵石覆盖层主要分布于河床及漫滩地，堆积厚度7.1～17.6m。砂卵砾石层的渗透系数K=1.2×10-1～7.6×10-3cm/s，平均值K=3.5×10-2cm/s，属强透水层。河床及漫滩下伏岩体无强风化，弱风化带厚8～12m；两岸强风带厚0～3.5m，弱风化带厚10～15m。
3、高喷灌浆施工
3.1 施工参数设计
围堰防渗轴线位于围堰轴线内侧，设计单排灌浆孔布置，孔距1m，分两序采用高压摆喷灌浆施工，Ⅰ、Ⅱ序孔分别采用相反方向的45°摆角折接。
高喷灌浆的浆液一般采用纯水泥浆液，根据施工实际情况和监理工程师选用其他浆液或掺加掺合料等，并经试验确定，二管法喷射灌浆的水灰比为1:1。护壁泥浆采用本地粘土或膨润土造浆，并加入5%的Na2CO3分散剂（纯碱）和CMC增粘剂，制备的新鲜泥浆性能须满足以下要求：比重1.01～1.05g/cm3，粘度35s。
3.2 施工工艺流程
高喷灌浆工艺流程为：场平放样钻机就位钻孔进入设计孔深下PVC护壁花管拔套管预注浆台车就位下喷射管浆、气喷射摆动提升高喷台车移位回填封孔。（以下为几个关键工作步骤）
3.2.1 先导孔施工
为确定围堰下伏基岩深度，确定高喷钻孔深度，在防渗轴线上每隔20m先施工1个先导孔，先导孔采用履带式钻机冲击跟管钻进，孔径φ146mm。先导孔钻孔时孔口返渣要收集到岩芯箱，以判断地层性质。在进入基岩后，及时通知监理工程师共同鉴定，先导孔孔深一般进入基岩3.0m（高喷灌浆孔深进入基岩0.5m）。
3.2.2 高喷造孔
（1）采用履带式钻机冲击跟管钻进，孔径φ146mm。
（2）孔位放样后，钻机就位，调整钻机呈水平状态，稳固后方可开孔，开孔孔位与设计孔位的偏差不大于5cm。
（3）钻孔分Ⅰ、Ⅱ两个次序进行，孔深按施工图纸控制。高压摆喷孔布置为单排，孔距1.0m，先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔，为防止高喷灌浆时串浆堵孔，Ⅰ序孔分两次施工，每次施工孔距为4.0m。Ⅱ序孔可按2m的孔距依次施工。钻孔采用履带式冲击跟管钻进，孔径均为Φ146mm。
（4）跟管钻进至设计孔深，起钻后下入护壁花管，用拔管机拔出套管，自孔口注入膨润土浆液。漏浆量较大的部位采用膏浆灌注，即膨润土+水泥浆液，至孔口返浆后结束。
3.2.3 预注浆
为保证高喷灌浆质量，漏浆量较大的部位在高喷灌浆施工前，先进行预注浆。即护壁PVC管采用花管，自孔口采用螺杆泵注入膏浆，膏浆为水泥-膨润土按一定比例配置而成。预注浆的目的就是先行封堵大的渗漏通道，节省高喷灌浆时的水泥用量，保证高喷时孔口能迅速返浆。预注浆完成后，立即下喷杆进行高喷灌浆作业，喷杆下不到位的孔须采用冲击钻进行扫孔、注泥浆后再进行高喷作业。
3.2.4 高喷灌浆
围堰防渗灌浆采用二管法高压摆喷，XPB-90C高压灌浆泵供浆、电动空压机供风，CYP-1高喷台车喷射提升。根据已完成的高喷灌浆试验，调整后的高喷灌浆施工参数见表。
墙体搭接施工。高喷灌浆作业分两序施工，单孔喷射作业连续进行，相邻Ⅰ、Ⅱ序孔的作业时间间隔为12~72h。施工时根据现场施工情况调整同序孔的施工次序。如施工间隔时间过长，采取提高喷射压力，降低提升速度等措施处理，确保Ⅰ、Ⅱ序墙体的可靠搭接。
3.3 特殊情况处理
（1）喷射中断。在喷射过程中，因故中断，中断时间超过30分钟，准确记录中断位置，复喷时，将喷管下入中断处以下50cm复喷搭接；如喷管下不到位，扫孔直至搭接部位以下至少30cm。
（2）若地层中空隙较大，孔口返浆浓度偏低，减慢提升速度或进行静喷，直至正常为止。孔口没有返浆，则采用从孔口注泥浆、在浆液中加入适量的速凝剂，减少浆液流失，或事后采用塑性灌浆（膨润土＋水泥浆液）进行补强。
（3）若冒浆过大，采取提高喷射压力，加快提升速度，但应经专业工程师批准，同时对冒出地面的浆液对已灌孔进行回填利用。
（4）钻孔遇孤石、块石地层或渗漏较大的地层，详细记录，在高喷灌浆前，经监理工程师批准，采取膏浆（膨润土＋水泥浆液）预充填，高喷时降低提升速度和静喷等措施，以保证灌浆质量。
（5）防渗轴线拐点施工。上、下游围堰与纵向围堰相交的拐点处各布置1个高压旋喷孔，旋喷孔的两侧孔距调整为0.7~0.8m，旋喷孔的施工参数参考摆喷施工参数。
4、防渗质量检查
4.1开挖检查
根据全年防渗围堰设计，高喷防渗墙顶需浇注盖帽混凝图，全围堰防渗墙顶都将开挖露出，并同时检查高喷防渗墙的成墙以及衔接效果。开挖观察成墙效果非常好，水泥浆液与砂卵石胶结良好，形成的复合墙体强度高，墙体连续性好。最小墙厚22cm，成墙半径1.6m。
4.2 注水检查
检查孔孔径为φ91mm。检查孔一次性钻至孔底后，自下而上通过钻机将护壁套管按每5m为一段提升，分段进行注水试验。注水试验在孔口进行，通过孔口往孔内注入一定流量的水，将孔内水位稳定在一个固定部位。
注水试验检查合格标准为：k＜i×10-4cm/s（1≤i＜10），且合格孔段超过80%；或者能将基坑内水抽干或将水位控制到所需高程，可评定为合格。
围堰防渗达到了预期的效果，从基坑抽水的实际情况来看，在近3万m2的基坑内，渗漏量不足500m3/h，完全满足基坑开挖要求，围堰防渗达到了良好闭气的效果。
5、施工成果分析及结语
昭化水电站围堰防渗高喷灌浆使用三台履带式冲击钻机配置四台高喷台车进行围堰防渗施工（一台钻机备用），钻孔功效每机110米每天，高喷灌浆功效每机62米每天。
全围堰高喷灌浆平均单耗654.10kg/m，其中一序孔平均单耗695.98kg/m，二序孔平均610.40kg/m。从区间分布来看，单孔单耗主要分布在500~700范围内。由于纵向围堰受河水冲刷严重及动水影响，以致于两序孔单耗差距较大。
近年来高喷技术的迅速发展及不断改进，其在围堰防渗中发挥显著地效果，在围堰防渗施工中，影响高喷灌浆的主要因素有：覆盖层地层结构和颗粒组成、防渗体水头、动水环境及围堰的填筑质量等。通过各工程的具体情况，高喷灌浆应充分做好灌前试验，有利于正确选择合理的设计参数，已达到满足质量需要，进度需要，成本需要效果。