高压定喷灌浆在水库除险加固工程中的应用

王宏亮

摘 要：文章根据惠来县东部仙庵镇的顶溪水库采取的高压定喷灌浆技术为例，检验该技术对水库除险加固的实际应用有着明显的效果。

关键词：高压定喷灌浆 水库除险加固 防渗漏

1.工程概况

顶溪水库位于惠来县东部仙庵镇的东埔溪上游，主要以灌溉、防洪、乡村供水为主，极大的便利和促进当地的发展。坝址上游集水面积18.40km2，河流长度6.61km，河流比降0.028，水库正常蓄水位20.85m（筑基，下同），相应库容1839万m3，水库总库容为2630万m3。本工程针对主坝坝体进行灌浆加固，采用定喷灌浆和劈裂灌浆。劈裂灌浆于高喷灌浆之后施工，施灌先河槽段后岸坡。采用“少灌多复”方法，待第一孔序灌浆结束后，再进行第二孔序。

主坝坝基高压定喷灌浆在现状大坝中轴线上0+085～0+359.5段进行，范围为主河床沙层段，全长274.5m，终孔距1.5m，一序孔孔距3.0m，二序孔于一序孔中间布设。主河床段钻孔深入全风化土3m，高喷上限进入粘土层1m。单板间板墙链接为交叉连接，两板夹角120。灌浆浆液采用425#普通硅酸盐水泥，浆液比重1.6～1.75。高喷灌浆工程量约为2333m，并且本次工程采用三管高压定喷桩的灌浆方式。

2.高压定喷灌浆施工工艺

灌浆其孔位与施工顺位按照：定孔→钻孔→下喷射装→制浆→喷射→旋转提升定向。孔序按照先一序孔后二序孔进行高压定喷灌浆，施工中严格按照设计夹角进行定向喷射灌浆施工。高喷定喷灌浆板墙连接示意见图1。

施工指示和施工流程是水库实施高压定喷灌浆施工工艺的根本基础和重要方向，因此顶溪水库在施工前一定要结合施工图的要求和指示进行操作，对水库大坝及周边的地质环境进行考察，选择有代表性的区域进行高压定喷灌浆试验，并且严格按照施工流程操作：测量放线定位→引孔钻机就位开孔检查→钻进成孔→清孔移钻→插入高喷管→启动空压机送风→启动高压泵送水→浆液配制泵送→高喷作业→观察高喷参数→回灌→孔内保持满浆→转入下一孔位。这样有利于泥浆搅拌时水灰比的把握，最后在实施高压喷射灌浆的过程中一定要遵守参数指示确保灌浆质量的完成，在拔出套管喷射完后，对出现孔口下沉的情况要不断的采取静压灌浆，直到浆面不下沉。

2.1钻孔

在施工前首先将施工的场地整理平坦，通过挖好排浆沟进行钻机定位以及设计好钻孔的位置。采用SH30-2型工程钻机沿着轴线进行分布钻孔，并且保证注浆管与最终的实际孔位的距离差保证在50mm以内，在进行钻孔的过程中，手中的钻机座一定要平稳，立轴与孔位要对齐，保证其倾斜的角度差在0.5°以内，用比重为1：1的黄泥浆作为钻孔时的护壁材料，并且记录钻孔时的整个过程，以便在某项环节出现问题可以及时的发现及纠正。

2.2下喷射管

在进行下喷射管的过程中，实行先钻孔再下管或者采取直接下管的方法都是可行的，不过要注意的是在插管之前最好用塑料膜将喷嘴包好，这样能有效的阻止管外的泥沙或者管内的一些泥浆堵住喷嘴而造成塌空的现象。当喷射管插入所规定的土层深度后，最好是用清水进行试压，并且在注浆设备处于正常运行的情况下，不断的搅拌水泥浆使水泥浆达到一定的要求，接着开始进行高压注浆工作。

2.3注浆作业

进行注浆作业时要按照自下而上的顺序进行，并将高喷部位保持上升的定喷模式。调节高喷作业的各项技术参数，如注浆流量、时间、压力等参数，使其达到设计标准。现场施工的过程中根据注浆情况做好实时记录，密切进行各项技术参数的观察，以免出现冒浆等情况。

2.4灌浆结束条件及回填封孔

灌浆结束是要在一定的条件下完成的，必须符合设计规定的灌浆压力。高喷灌浆孔段单位的吸浆量在0.4L/min时，那么在之前灌浆量的基础上再加上60min，保证灌浆的压力符合规定的范围内即可完成，并且在灌浆结束后，工作人员要及时的将灌浆孔进行清理和洗涤，并且此时必须有相关的监理人员对其检查和验收，在检验合格后才能用回填料将灌浆孔口进行密封收好。

3.高压定喷灌浆的质量控制措施

（1）高喷防渗墙需要结合设计图纸，然后根据图纸上的检位要求进行放样定位，确保其质量的误差控制在5cm以内。

（2）水泥浆液的高压喷射作业一般来说是不可中断的，但是如果在喷射过程中出现喷射停止，就要检查和记录好中断时间的长短与具体位置，在进行重新喷射时将中断位置以下的30cm左右的浆喷杆处进行重叠搭接复喷，如果停机超过了3h，就要考虑先清洗水泵体输浆管路，将里面的杂质弄干净后再进行施工。

（3）发现喷嘴被堵，应及时采取喷射工具将其处理顺畅并且进行再次喷射，尽量保持风、水、浆的连续输送。

（4）在耗浆量大的情况下，孔口依然没有浆液返回或者只是一些少量浆液和浓度低的浆液返回，那么可采取静喷或上下反复喷射的方式致使返浆正常；如果出现冒浆过大的情况，采取降低喷射压力，加快旋转速度、提升速度以及掺加速凝剂的方法来缩短浆液凝固的实践，并且为确保预防缺陷桩与相邻的定喷桩之间能够有效的衔接，可以在桩体之间再添加几个定喷点。

（5）高压定喷灌浆在技术操作上也有一些硬性规定和指标。不管是沿桩号、参数、墙体性能还是选择灌浆的方式都要根据实际指示来施工，而万万不可自作主张的进行设计，例如墙体性能抗压强度必须是在国家要求的指标范围内。

（6）监察人员在进行高压定喷灌浆喷射前需要对桩位情况、材料选择以及钻孔位置等等施工操作进行检查和监督，这样才能确保后面施工的顺利进行；在进行高压定喷灌浆时监察人员则要进行现场巡回、严格把关检查喷射插管插入的位置和深度，避免在喷射过程中发现中断现象，并且对高压喷射的工艺流程和工艺效果进行检验，确保是按照严格的流程进行，从而减少错误发生，例如定喷墙厚度设计应该在7cm左右，使两个相邻的桩之间搭接严谨；在高压定喷灌注浆施工完成后，监察人员应该严格按照施工图和指示对开挖、搭接、压水试验等情况进行检查，确保注浆和耐久性符合国家和工程规定的标准，从而保证该水库土坝不再出现渗漏的现象。

4.完工后成果数据和检测分析

高喷灌浆试验、质量控制工作完毕后，工作人员分别针对水库除险加固工程进行了开挖检查、钻取岩芯和围井注水试验。并将其中的两组岩芯样送某水利科学研究所试验室进行研究与检验，检验过程中完全遵照国家各项指标进行操作，检测完毕后发现各项指标均符合工程安全需要。逐渐完善工程项目，当主体工程完工后，严禁进行损坏工程的取样试验，工作人员在工程的灌浆轴线位置设置6个正方形围井，按照规范的操作顺序进行压水试验，发现渗透系数均小于1Lu，与工程安全设计的要求相符合。具体检验报告如表1所示。

5.结论

在顶溪水库引用高压定喷灌浆喷射技术后，有效消除该坝体的渗漏现象，说明了高压定喷灌浆喷射技术对预防渗漏有明显的效果，不仅经济实惠、操作方法简单、无噪音且无公害，是目前我国进行水库除险加固中的有效方法，不过除了该技术本身的优点，施工人员必须根据土层的特征，对高喷施工的参数和工艺进行合理测算，使墙体平整均匀、桩孔在准确的位置、墙桩衔接到位，以保证高喷施工高质量的完成和有效的推广。

参考文献：

[1]任志春.双峰水库除险加固工程摆喷灌浆技术的实践[J].黑龙江水利科技，2007，35（1）：62-63.

[2]刘健.高压喷射灌浆技术及其在水利工程中的应用[J].山西水利，2010，26（6）：41-42.[3]陈新丽，陈涛.高压定喷灌浆技术在吴洼水库除险加固工程中的应用[J].河南水利与南水北调，2013（8）：5-6.endprint