水库坝体加固施工及关键技术质量控制浅析

王江琳

【摘要】在水库坝体加固施工中，每项施工技术的应用，都应该把握好技术要点，严格控制质量，这样才能保证水库大坝加固工程的整体质量。文章主要针对水库坝体加固施工及关键技术质量控制做了简要的分析。以供同类水利工程参考借鉴。

【关键词】水库坝体、加固施工、质量控制要点

一、工程简介

该水库总库容2460万m3。水库工程主要由大坝溢洪道、输水隧洞、坝后电站等组成。大坝坝型为黏土斜墙土石混合坝，坝顶高程216.20m，最大坝高47.20m，坝顶长度148m，坝顶宽度7.0m。设计洪水为213.60m，校核洪水位215.80m，死水位183.56m。水库大坝加固工程，主要项目为水库坝身防渗加固、大坝基础渗漏处理、大坝上游坡加固改造，以及测压管观测更新改造等。

二、高压旋喷桩施工技术

（一）施工方案

旋喷桩是采取钻机等设备，把安装在灌浆管底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，运用高压发生装置，以20～22MPa左右的压力，把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，同时，借助灌浆管的旋转和提升运动，使浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合，在土中形成固结体。水库坝体加固工程高压旋喷桩为单管旋喷桩，旋喷桩径为 500mm，桩距为400mm，旋喷桩材料采用32.5R普通硅酸盐水泥，水灰比为1：1；桩身偏斜率不大于0.5%。高压旋喷桩灌浆压力20～30MPa，旋喷灌浆时提速为12～15cm/min，喷浆浆液流量80～120L/min；喷浆管分段提升搭接长度不得小于100mm；钻孔位置与设计位置偏差不得大于50mm。渗透系数Κ≤1×10-5cm/S。

（二）机具和材料准备

根据施工强度要求和旋喷桩桩径、桩长以及地层特性，水库坝体加固工程旋喷承载桩施工主要机具采用：TXV一75型旋转钻机（钻灌两用）、高压泥浆泵（JZ一30）、高压输浆管、灰浆搅拌机等；材料方面：水泥选用32.5的普通硅酸盐水泥；为缓解水泥浆液沉淀速度，可在硅酸盐水泥中添加3%水泥重量的膨润土和3%膨润土重量的碳酸钠。

（三）施工技术方法

（1）放样

采用全站仪将施工图中坐标点测到现场中，放出高压旋喷桩里程、桩号、试验区域控制桩，然后使用钢卷尺和麻线根据桩距放出旋喷桩具体位置，同时，做好标记，使用定位卡，将桩位对中误差控制在50 mm范围内，以确保桩机中心位置准确性；采用人力将桩机缓慢移动到施工位置，然后使用水平尺和定位测锤对桩机进行校准，保持桩机水平，其中导向架和钻杆都应该与地面垂直，控制倾斜率在0.5%之内。如果钻杆的垂直度不符合要求，应及时进行调整。

（2）注浆

高压旋喷桩使用的是水泥浆液，浆液配制时按设计要求控制水灰比为1：1；水泥浆搅拌时，要先加水，然后加水泥，每次水泥浆搅拌时间都应该超过2min，水泥浆应在使用前1 h进行制备，拌和机在搅 拌过程中不应该中途停顿，应该连续搅拌，直到喷浆施工。喷浆时，水泥浆从拌和机倒入集料斗时，需要通过滤筛将水泥浆中硬块及杂物剔出。水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出；喷射时，需先达到预定喷射压力、喷浆旋转30s，水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆、边反向匀速旋转、边提升注浆管，提升速度控制在12～15cm/min。当提升至距桩顶1m时，应及时放慢搅拌速度和提升速度，以保证桩顶密实均匀。中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时，立即检查并排除故障。重新开始喷射时注浆的孔段与前段搭接不应小于1m；喷射施工完成后，应把注浆管等机具设备全部用清水冲洗干净，防止其凝固堵塞。

三、质量控制要点

（一）施工准备时质量控制

根据施工图纸，进行放样定位，其中心允许误差小于或者等于5cm，同时，标注桩位编号，认真阅读并领会设计说明和施工说明；喷射灌浆前，进行施工机械设备试运行；严格按照国家标准取样试验所用材料，试验合格后使用；水泥必须有质保书和出厂合格证；高压喷射灌浆作业前，选具有代表性区段，按室内试验选定的配合比高压喷射灌浆工艺试验，确定喷射流量、压力、转速和提升速度等工艺参数。

（二）施工过程中质量控制

机组就位应保证钻杆与孔位中心对正，成孔偏斜率小于或者等于1%。高压喷射灌浆按自下而上进行，高压灌浆设备额定压力与灌浆量应符合施工要求，同时，保证管路系统畅通和密封；水泥浆液高压喷射作业不能停喷或者中断；水泥浆液严格过滤，防喷嘴工具阻塞；按监理指示定期测试水泥浆液密度；如果因故停喷后，在重新恢复施工前，将喷头下放30cm，在采取重叠搭接喷射处理后，才能继续向上提升及喷射灌浆；施工中，要经常检查泥浆泵压力、浆液流量、提升速度和耗浆量；单管高压旋喷桩防渗墙属隐蔽工程，施工中应如实记录施工的各项参数和出现的异常情况。

（三）特殊情况的质量控制

（1）压力骤变

高压旋喷桩施工过程中，高压空压机的压力是否正常，是施工质量得到保证的关键。如果高压泵与空压机的压力突然降低，通常可能是由于喷杆连接处的密封垫损坏，或喷嘴断裂；压力突然增加可能是喷嘴堵塞，应马上停止喷浆，查找原因，对损坏部件进行及时更换。

（2）反浆异常

如果出现反浆异常情况，可能是遇到了较大孔隙或出現渗漏地层，此时应马上停止提升，同时，降低压力，调高注浆量和浆液比重。等到孔口反浆正常以后，再采用正常压力进行旋喷提升。

（3）不良地层

施工过程中如果遇到地下水丰富或者渗流速度较大的地层，应该进行重复喷射，同时，提升速度要放慢，将水泥浆浓度提高，减少水的供应量。

（四）质量检验措施

旋喷桩施工质量要求严格按照国家相关的规范及质量控制标准进行控制；每孔造孔施工中至少测1次浆液比重和输浆压力；孔位允许偏差小于50 mm；钻孔垂直偏差不大于1/100；墙体渗透系数不高于1×10-5cm/S；单管旋喷灌浆结束4周后可采用钻孔取芯的方法进行检验，检验点的数量为施工灌浆孔数的0.5%左右。

四、结语

水库坝体加固工程是保证水库稳定运行，保障地方社会农业经济效益及下游人民生命财产安全的重要工程。更关系到国家建设、社会进步和国民经济持续发展。因此，要把水库加固工程施工质量摆在更加突出的位置，加强鉴定、勘察、设计、施工、监理、质量监督，以保证水库的正常运行，充分发挥工农业供水、发电、环境保护、 鱼养殖等综合效益，保障人民群众生命财产安全。