浅析高压摆喷灌浆技术在歙县连川水库除险加固工程中的应用

2010-08-15付邦水

科技传播 2010年19期

关键词：孔口浆液灌浆

付邦水

安徽省驷马山引江工程管理处，安徽巢湖 238251

浅析高压摆喷灌浆技术在歙县连川水库除险加固工程中的应用

付邦水

安徽省驷马山引江工程管理处，安徽巢湖 238251

本文介绍了歙县连川水库除险加固工程中防渗墙高压摆喷灌浆施工过程中技术参数的确定、灌浆的工序流程以及该灌浆质量的检验和控制。

高压摆喷灌浆；连川水库；防渗墙

1 工程概况

1.1 概述

连川水库位于歙县桂林镇，坐落在新安江流域练江水系扬之河支流上，是一座以防洪、灌溉为主结合水产养殖等综合利用的小（一）型水利水电枢纽工程。工程等别IV等，其永久性主要建筑物为4级。连川水库工程始建于1975年11月，1976年5月水库建成。水库主要由大坝（土坝）、溢洪道、放水涵等组成。坝顶高程138.70m，最大坝高10.7m，最大坝长183m，坝顶宽2m，迎水坡1:2.25～3.5，背水坡1:2。溢洪道堰顶高程135.5m，溢流堰长度26m，总库容167.2万m3。

本次加固对大坝防渗采用高压摆喷灌浆防渗墙进行处理。

1.2 工程水文地质

坝址区土层自上而下可分以下4层：

1）砂壤土：本层紫红色砂壤土为泥质粉砂岩的风化物，土质较均匀，湿密度2.07g/m3～2.08g/m3，含水量17.4%～21%，孔隙比0.254～0.578。渗透系数 1.40cm/s～1.48×10-3cm/s。

2）重壤土：为库区内的耕作土，含腐殖质和植物根系，夹碎砾石，碎砾石含量不均匀，湿密度2.08g/m3～2.10g/m3，含水量17%～21%，孔隙比 0.533～0.584。渗透系数 1.6cm/s～2.0×10-4cm/s。

3）砂壤土混砾石：冲积堆积砂壤土混砾石，呈可塑状态。

4）强风化泥质粉砂岩：岩石风化破碎严重，根据钻孔压水试验q=100Lu。

2 施工技术参数

由于被喷射地层的地质条件不同，对喷射凝结体的要求也不尽相同，目前对设计也不能如实遵循，因此，在满足设计图纸和技术规范条款的要求下, 进行了摆喷灌浆工艺试验，求出满足设计要求的各项摆喷施工参数：包括高压水的水压、气压、提升速度、转盘摆速、浆液比重等。

2.1 试验参数的确定

2.1 .1 试验布置形式

试验场地选择为尽可能使试验场地地质与实际施工时的地质相一致，根据现场条件，拟选择有代表性的地段作为试验场地，现场选定。

试验墙体布置形式由6孔组成一墙体， 5个孔距分别为1.2、1.3、1.4、1.5、1.6m组成一排试验墙体。

2.1 .2 试验参数

经设计、业主、监理、施工单位最后确定参数为：1）高压水 , 压力 32 MPa～36MPa，流量，70L/min；2）压缩气压力 0.6MPa～0.7MPa，排量 0.8m3/min ～1.5m3/min ；3）水泥浆压力 0.2MPa～0.5MPa，流量 80L/min～90 L/min；4）送浆比重 1.5g/cm3～1.7g/cm3；5）冒浆比重 1.2g/cm3～1.35g/cm3；6）提升速度10cm/min～12 cm/min；7）摆速，5 次 /min～10 次 /min；8）摆角60°；9）孔距1.2m。

3 高压摆喷灌浆施工

3.1 布孔与造孔

按试验方案孔位布置图，用经纬仪配合钢尺确定每高喷灌浆孔的孔位，孔位偏差不大于5cm。使用XU-150型钻机配备Φ50mm钻杆钻孔，钻机安装必须稳固，钻机主轴保持铅直状态。扒杆中心、立轴中心、孔位中心应在同垂直线上。钻孔，挖泥浆池、钻机就位校正，钻孔孔径110mm，使用泥浆固壁钻进工艺，分两序钻孔，钻孔进入基岩层不小于1.0m并取出岩心，具体孔深视现场基岩埋深确定。

3.2 制浆

搅拌机采用WJG80-1型立式搅拌机，灌浆泵采用HB80型，BW-150型泥浆泵用于回收浆液。水泥采用P.032.5普通硅酸盐水泥，制浆采用两级搅拌，一级搅拌12min后经过滤放入二级搅拌机，边搅拌边灌浆。制浆时严格控制水灰比（0.8～1）：1，浆液比重为1.5g/cm3～1.7g/cm3，经常用比重计法检测浆液浓度，保证浆液浓度、无颗粒、均匀稳定、流动性好。

3.3 高喷灌浆

高喷灌浆前，先在地面进行1min左右试喷试验，调整好喷射方向，检查水气嘴是否畅通，压力能否满足设计要求，否则须重新调试设备或更换水、气嘴，直到压力满足设计要求，然后，可将喷杆缓慢下到孔底。灌浆准备工作完成后，进行正常喷射。先按规定参数送浆、水、气进行静喷，静喷3min待浆液返出孔口、情况稳定后，进行高喷灌浆。喷射时采用间歇提升法，每提升30cm，停5min。在供浆正常情况下，孔口回浆浓度变小且不能满足设计要求时，应加大进浆浓度或进浆量。如在高喷灌浆过程中出现压力突降或骤增、孔口回浆浓度或回浆量异常等情况时，查明原因，进行处理。对于孔内严重漏浆，采用降低喷射管提升速度或停止提升、进行原地灌浆，加大浆液浓度。高喷灌浆因故中断后恢复施工时，应继续复喷，其长度不小于0.5m。灌浆施工中如实记录高喷灌浆的各项参数、浆液材料用量、异常现象及处理情况等。

3.4 回填封孔及清洗管路

高喷灌浆至设计顶部高程后，喷头提出孔口，继续向孔内注入水泥浆，保证孔内浆面高度，保持孔内浆注压力，随沉随补，直到孔口浆液不再下沉为止。采用沿灌浆孔孔口两侧修一条深度100cm～150cm的沟槽，利用灌浆时的回浆补填周围已喷孔孔口，保证灌浆孔回填及时。每孔喷灌完毕后或因停电等原因停工时，都要及时清洗管路，特别是对浆液系统的清洗，保证无残留的水泥浆堵塞管路。