高压摆喷灌浆技术在水利工程施工中的应用

曾兴旺

(新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局，新疆 乌鲁木齐 830000)

1 工程概况

某工程为修建于20世纪60年代的水库，水库坝体全长320m左右，坝顶宽度为4．2m，坝体最大高度为13．6m。整个坝体的修建采用的是土壤填筑的方式，本工程所采用的土壤中含有少量的粗砂和细卵石。该坝体在经过长时间的水的浸泡之后，粘土墙的防渗性能越来越差，并且在坝体上出现了很多范围的漏渗区域，因此需要采取措施进行防渗处理。本工程考虑采用灌浆技术进行防渗处理。

2 高压摆喷灌浆施工方案分析

结合本工程的具体情况和特点，经过对本水库坝体分析，决定采用的防渗处理措施为三管法摆喷灌浆技术，板墙之间用于连接的方式为单排折线法，施工工序总共有两道，应间隔进行施工。一序孔和二序孔之间的施工间隔时间不得少于4d。如图1所示为三管法摆喷灌浆施工孔位布置图。

图1 三管法摆喷灌浆施工孔位布置图

本工程采用的灌浆技术为三管法摆喷灌浆施工，采用这种灌浆技术应做好配套机械的准备工作，三管法摆喷灌浆施工技术采取一套三管高压喷晒装置，施工前首先检查其内装置应当包括导浆液搅拌机、高喷台车、孔钻机、泥浆泵以及孔压机等;同时为了确保所采取的装置能施工顺利，应当要求装置具有较高的整合程度。三管法摆喷灌浆施工技术的主要施工工序为定孔位→钻孔→制浆→下喷射管→喷射→定向、摆动、提升→成墙→回灌→拔管冲洗→返浆回灌→结束清理现场。

针对本工程情况，在进行高压摆喷灌浆施工中应当合理地选取施工参数。在本工程中，采用高压摆喷灌浆施工技术用于墙体的防渗处理，其中主要的几个应注意的参数为孔距、钻进深度、水泥浆液比重、摆喷的角度、提升速度、摆动速度、水泥浆泵压以及气压等，具体各个技术参数的标准如表1所示。本工程用于灌浆施工所采用的水泥级别为P．032．5 普硅水泥。

表1 高压摆喷灌浆施工技术参数

3 高压摆喷灌浆施工技术

3.1 孔位的确定

(1)在进行高压摆喷灌浆施工之前，应做好钻孔的定位工作，钻孔定位布置应当跟随的防渗墙轴线进行;同时应当做好孔位的编号工作。结合以往工程实施效果来看，编号顺序适宜采取连续方式，而且应当结合防渗墙的定位来布置。

(2)按30m的间距沿防渗墙轴线方向设置轴线校核孔，在进行校核孔的布置时宜采用的测量工具为30m的钢尺，在距离的测量中，应尽量减少测量的累计误差，根据规定，孔位的偏差不得超过30mm。

3.2 钻孔施工

(1)在进行钻孔施工前，首先应确保校核钻杆能够满足竖直度的要求，这是一个应注意的地方，特别是主钻杆的竖直度，应加强重视。

(2)在钻孔就位之后，应调平钻机同时应当确保钻杆垂直度。

(3)在进行钻孔施工时，刚开始应保持缓慢的钻进速度，同时施工压力应保持在较小的水平，如果在钻孔的过程中出现泥浆严重漏失或者孔口不返浆的问题时，应立即对泥浆的比重进行重新的调配以满足施工要求，或者也可以采取其他有效的措施进行控制。

(4)在进行钻孔时，可以考虑采用的护壁方式有孔内成浆和泥浆护壁两种方式，护壁方式的确定应根据坝体的地质情况进行考虑。根据要求，钻孔的钻入深度应至少达到基岩以下1．2m的位置，同时预留0．2m的孔底沉积量;在钻孔施工过程中，应对具体的施工信息进行详细的记录，包括孔位、孔深以及地址地层变化等资料;如果在钻孔施工中，需要进行较长时间的施工暂停，或者终孔待喷时间较长时，应采取遮盖措施对孔口进行保护。

(5)钻孔施工完成之后，应对钻孔进行清理，通常采用新鲜泥浆将孔壁上的杂物进行彻底的清除，这样在进行喷射导管的下放施工时，其能顺利的到达孔底。

3.3 水泥浆拌制

(1)水泥浆的拌制应在泥浆制备池中进行，本工程的水泥浆拌制采用2级拌制的方式，每级拌制间隔时间不得小于2min，在泥浆制备池中安装有用于搅拌的搅拌叶，应确保搅拌叶的强度符合要求，搅拌叶的直径应比制备池的直径短3cm左右，叶片下端应比池底高1cm左右。在水泥浆的制备时，应严格按照预定的配合比进行材料的添加，在水泥浆的拌制过程中，应时常对水泥浆的比重进行复核，通常复核时间为每20min一次;对于返浆应对其进行过滤，之后才可进行再次的使用。

(2)当水泥浆进行一级搅拌之后，在筛网的过滤之后才可流入二级制备池中进行二级拌制，过滤出来的杂物应集中进行处理，严禁将杂物混入水泥浆中进行再次的使用。

(3)当水泥浆在制备池中留置的实际时间超过15min，容易在制备池中出现水泥浆的初凝以及沉淀反应现象，这样会造成水泥浆比重的严重偏差，因此应对其进行再次的搅拌，避免出现不良反应;当水泥浆液在制备池中的放置时间超过4h之后，就不得进行使用。

3.4 高压摆喷灌浆

(1)在进行高压摆喷灌浆施工时，应严格按照从下而上的施工顺序进行。将喷射导管下放到预定的深度，接着根据设计要求进行原位喷射，当孔口出现返浆的现象，并且灌浆施工正常时，才可进行提升喷射。

(2)应根据孔口的编号顺序依次进行灌浆施工，一序孔和二序孔之间的施工间隔时间不得少于4d;高压摆喷灌浆施工应采用连续施工的方式，如在施工过程中出现中途暂停的问题时，应进行相应的复喷。灌浆停工时间如果超过20min的话，进行复喷时应将导管至少下伸0．3m才可继续施工，如果超过1h的话，进行复喷时应将导管至少下伸0．6m才可继续施工。

(3)在灌浆施工过程中，施工人员应密切关注水泥浆比重的变化情况，应根据表1中的高压摆喷灌浆施工技术参数标准对施工中的各个参数进行控制;在进行灌浆施工时，喷射导管的提升速度应根据土层地质情况进行确定，通常情况下，在回填土中，提升速度应为20cm/min，而在粉质粘土层中，则为15cm/min。

(4)在灌浆施工过程中，应对好机械设备的监控工作，特别是泥浆压泵力、水斥以及孔压机等。保证导管的通畅，避免出现堵塞的问题，如有出现堵塞，应及时采取措施进行通管。

(5)当高压摆喷灌浆施工完成之后，应立即进行回灌，本工程进行回灌采用的方式为返浆回灌，回灌结束以孔口浆液面不出现下沉为标准。

3.5 质量控制措施

(1)钻机应及时进行调平，并保证其与地面保持垂直，竖直度的误差控制应满足要求。

(2)在钻机施工中，如果出现钻杆位置明显变化的现象时，应立即减慢速度，并对问题进行确认。

(3)如果在钻孔过程中出现严重渗漏的问题时，应采取提高泥浆比重的措施进行解决。

(4)施工中应保持泥浆浓度和泥浆面高度，这样才能避免出现塌孔的问题。

(5)如果钻孔施工中遇到孤石问题时，应减慢钻进的速度，加大钻杆的转速。

4 结语

笔者系统地总结了本工程中所采取的三管法摆喷灌浆技术，同时针对高压摆喷灌浆技术的施工技术参数以及施工工艺等进行详细探讨，提出切实可行的施工技术措施。从工程实施效果表明，高压摆喷灌浆技术具有造价低，工期短等优点，可有效地应用到水库防渗处理中。

［1］郝治安．高压摆喷灌浆在大青沟水库除险加固工程中的应用［J］．河北水利，2013(04)．

［2］杨宏建;许春雷;王贵君．高压摆喷灌浆技术在围堰防渗中的应用［J］．黑龙江水专学报，2010(07)．

［3］朱婕;周超峰;金嵩涛．高压摆喷灌浆在水库除险加固中的应用［J］．北京农业，2011(03)．