梁家慶

【摘要】我國大壩建設(shè)中離不開經(jīng)濟(jì)可行、科學(xué)合理的高壓擺噴灌漿施工控制工作。本文結(jié)合工程施工管理經(jīng)驗(yàn)，就某水庫工程中高壓擺噴灌漿設(shè)計(jì)和施工的關(guān)鍵技術(shù)質(zhì)量控制措施進(jìn)行了分析，以此來對(duì)我國今后大壩建設(shè)中的高壓擺噴灌漿施工控制提供指導(dǎo)和幫助。

【關(guān)鍵詞】大壩建設(shè)；高壓擺噴灌漿；施工控制

一、引言

伴隨著社會(huì)主義建設(shè)的大踏步前進(jìn)，面對(duì)新形勢下大壩建設(shè)中的高壓擺噴灌漿施工控制工作正在大刀闊斧的進(jìn)行，并且逐漸顯露出其優(yōu)勢和效用。尤其是國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r良好，為我國發(fā)展提供了有利的環(huán)境和基礎(chǔ)，因此，在這一階段亟待促進(jìn)大壩建設(shè)中高壓擺噴灌漿施工的有效控制，進(jìn)而大大增加大壩工程的價(jià)值效用，快速促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加快城市化建設(shè)的腳步。

二、工程概況

某水庫工程建設(shè)階段，設(shè)計(jì)的壩頂高程是49.15m、壩高26.15m、壩頂長152m、壩頂寬3.6～5.8m ，而上壩上游面與下游護(hù)坡選擇干砌石與草皮兩種護(hù)坡模式進(jìn)行處理，前一個(gè)上、下坡分別采取用的比例是1：2.78、1：4.25，后一個(gè)上、下坡分別采用的比例是 1：3.04、1：1.50，這一工程預(yù)計(jì)總庫容是 485 萬 m3，標(biāo)準(zhǔn)蓄水位是 45.79m。因主壩底中心處發(fā)生泄漏，導(dǎo)致壩底產(chǎn)生決口，通過確認(rèn)，了解到這一事件發(fā)生的起因是由主壩壩后引水結(jié)構(gòu)造成，引水結(jié)構(gòu)中粉細(xì)砂層出現(xiàn)變化，沿著上游發(fā)展進(jìn)一步惡化，最后導(dǎo)致壩體遭到嚴(yán)重的損壞，決口寬度與高度分別高達(dá) 1.4m、 0.9m 。站在地質(zhì)與壩體填筑兩個(gè)層面研究引起這一情況出現(xiàn)的因素，按照實(shí)地鉆孔注水處理給出的數(shù)據(jù)，填筑土滲透系數(shù)達(dá)到 10-4cm/s 量級(jí)，即中型透水；壩基原狀土層、壩基巖體兩者的結(jié)合相對(duì)穩(wěn)固，滲透系數(shù)在 10-5級(jí)范圍內(nèi)，即低型透水。

三、大壩建設(shè)中高壓擺噴灌漿設(shè)計(jì)

這一工程設(shè)計(jì)階段，需要確定有效的技術(shù)參數(shù)，主要按照三個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)間進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)區(qū)I 、 II、 III 孔距 分別是1.5m、 1.2m、 0.8m，如下圖3.1所示。

結(jié)合圖例不難發(fā)現(xiàn)，所有實(shí)驗(yàn)區(qū)孔數(shù)量均為5個(gè)，而且所有孔洞對(duì)應(yīng)深度均為 6m，實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)長度 20.5m。實(shí)驗(yàn)孔全部形成后，于前壩腳 2m 處，利用三管法得到高噴灌軸線，從而完成軸線后期對(duì)接處理，設(shè)計(jì)期間主要結(jié)合該區(qū)域底層狀態(tài)，建立高度 6m 墻體以及高度 12m 決口段，得到有效的高噴防滲墻。使其噴射擺角為 15°。結(jié)合此前實(shí)驗(yàn)孔位置相應(yīng)處理，工程建設(shè)階段，所有實(shí)驗(yàn)區(qū)中，地質(zhì)組成和地層特征必須全部達(dá)到一致，找到實(shí)驗(yàn)對(duì)象最佳地點(diǎn)完成高壓擺噴灌漿實(shí)驗(yàn)，了解技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值。最后通過完成大量防滲墻墻體厚度、成墻對(duì)接連續(xù)等狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)分析，重新調(diào)整高壓擺噴灌漿孔距、擺角等位置，建立如表3.1所示參數(shù)表。

四、大壩建設(shè)中高壓擺噴灌漿施工

結(jié)合上述操作工序，可以獲知該工程高壓擺噴灌漿有效的技術(shù)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上完成施工，主要流程是：

（1）鉆孔處理。該工程通過三重管法達(dá)到鉆孔目的，包含三個(gè)步驟，實(shí)地操作階段需要預(yù)先完成布孔放線，結(jié)合設(shè)計(jì)中確定的標(biāo)準(zhǔn)，利用經(jīng)緯儀設(shè)置放軸線，從而了解樁位與鉆孔最佳地點(diǎn)。

布孔放線操作階段，通過木樁標(biāo)記施工處，接著以水泥樁作為軸線管理樁。按照預(yù)先設(shè)立的鉆孔點(diǎn)，同時(shí)利用泥漿護(hù)壁、合金鉆頭回轉(zhuǎn)兩類鉆孔模式成孔，操作階段出現(xiàn)大量孔位毀壞的現(xiàn)象，在權(quán)威專家的建議下，以紅粘土獲得固壁泥漿，同時(shí)通過調(diào)配泥漿實(shí)現(xiàn)共同固壁。

進(jìn)行鉆孔操作時(shí)，主要包含兩個(gè)過程，首先完成導(dǎo)孔處理，也就是按照前壩腳 2m 處噴灌漿軸線方向，每隔 30m確定一個(gè)先導(dǎo)孔，接著檢驗(yàn)所有先導(dǎo)孔內(nèi)部組成，從而獲知沙土分層區(qū)間，屬于鉆孔操作核心基礎(chǔ)；其次便是灌漿孔處理，按照防滲墻軸線方向，同時(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)所得孔距，完成回轉(zhuǎn)鉆孔與泥漿護(hù)壁處理，形成的鉆孔規(guī)格：孔距1.2m、孔徑超過 110mm ，數(shù)量 152 個(gè)，深度 769m。

（2）高壓擺噴灌漿。上一步操作徹底結(jié)束，確認(rèn)鉆孔是否全部符合標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)讓高噴臺(tái)車與鉆孔角度達(dá)成一致，按照工程軸線進(jìn)行地面試噴處理，這一做法意義在于確認(rèn)高噴臺(tái)車進(jìn)行高壓擺噴灌漿時(shí)有效程度，而且能夠了解擺角合理性，如果不合理，則必須經(jīng)過調(diào)節(jié)獲得最佳角度。地面試噴結(jié)束，改變其中不合理的擺角位置，剩下的擺角全部根據(jù)相應(yīng)規(guī)律安放于軸線兩旁。接著，讓噴射管置于孔底，并且結(jié)合有效的壓力、流量指標(biāo)，完成漿、水、風(fēng)的補(bǔ)充，最終讓水泥漿液在孔口處流出，同時(shí)這部分漿液密度必須大于 1.2g/m3，以 12cm/min 這一標(biāo)準(zhǔn)上升速率，由孔底向上持續(xù)擺噴，完成該步驟大約需要2min。而擺噴上升操作，必須讓全部鉆孔同時(shí)得到處理，擺噴階段，需要及時(shí)了解灌漿裝置工作速率與漿液調(diào)制比例，如漿液比例等，確保擺噴處理符合標(biāo)準(zhǔn)要求。若是以上操作階段發(fā)生壓力急劇減少、瞬間上升等情況，那么需要觀察孔口回漿濃度與份量，從而了解導(dǎo)致上述不合理狀態(tài)出現(xiàn)的因素，經(jīng)改善，才能開始后續(xù)的工程。灌漿操作結(jié)束，確認(rèn)孔內(nèi)漿液是否出現(xiàn)析水、沉淀等狀態(tài)，這一過程中了解到高噴墻體上方存在凹穴，施工隊(duì)需要通過預(yù)先準(zhǔn)備的漿液靜壓回灌填充，因?yàn)楸仨氉尠佳ㄖ械臐{液準(zhǔn)確回灌，故而應(yīng)該采取反復(fù)間斷回灌方式處理，最終使孔口漿液始終穩(wěn)定在一個(gè)水平。高壓擺噴灌漿階段，必須有效解決如下不合理的工程現(xiàn)象：

①漏漿。灌漿階段了解到一部分鉆孔中地層組織密實(shí)度存在問題，灌進(jìn)漿液后由于裂縫存在，造成大量漿液漏出。處理這一現(xiàn)象時(shí)，鉆孔階段需要有效提升泥漿濃度，并且把一定火堿放進(jìn)泥漿內(nèi)，使松散土層內(nèi)部相應(yīng)滲透裂縫得到有效密封。而灌漿期間，必須準(zhǔn)確掌握上升速度，同時(shí)漿液內(nèi)部需要補(bǔ)充一定的速凝劑、水泥黏土漿等。

②串孔。灌漿階段 0+048 壓力洞處，附近相鄰鉆孔串漿問題頻頻發(fā)生，經(jīng)過檢驗(yàn)串孔孔口回漿狀態(tài)，獲知由于回漿比重超過標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致灌漿孔無法進(jìn)行有效返漿，必須依據(jù)合理深度開挖孔口以及封壓重，等到剩下的灌漿孔灌漿結(jié)束，再次處理串漿鉆孔，實(shí)現(xiàn)灌漿工程。

③凹穴。漿液凝固階段，灌漿析水沉淀，造成漿液凹陷，出現(xiàn)凹穴，解決這一情況時(shí)，可以在凹穴處補(bǔ)充漿液，反復(fù)3次，待其凝固，接著通過壤土完成填補(bǔ)夯實(shí)。

（3）高壓擺噴灌漿試驗(yàn)圍井檢驗(yàn)

該工程中高壓擺噴灌漿能否達(dá)到正常標(biāo)準(zhǔn)，可以在操作完成時(shí)結(jié)合防滲指標(biāo)實(shí)施圍井檢驗(yàn)。本工程通過有限單元法以及巖土軟件模塊兩種方式研究大壩處理后的滲流情況，過程中結(jié)合《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》涉及的指標(biāo)，全面了解水庫大壩工作階段發(fā)生的所有潛在的問題，求得標(biāo)準(zhǔn)蓄水位、預(yù)測洪水位、校對(duì)洪水位、上游水位四種數(shù)據(jù)。最后表明加固處理結(jié)束壩體狀態(tài)如下圖4.1所示。

上述 1-6 對(duì)應(yīng)分區(qū)，處理結(jié)束其滲透參數(shù)如表4.1所示。

結(jié)合上述滲透參數(shù)完成工況運(yùn)算，最后得到所有工況逸出點(diǎn)滲透坡降值。經(jīng)過分析比對(duì)，該工程利用高壓擺噴灌漿進(jìn)行處理，可以確保質(zhì)量達(dá)到國內(nèi)制定的工程建設(shè)要求。

五、結(jié)束語

在目前快速發(fā)展的條件下，我國大壩建設(shè)中離不開科學(xué)的高壓擺噴灌漿施工控制工作，旨在保證經(jīng)濟(jì)可行、科學(xué)合理的大壩建設(shè)與施工。因此，我國需要采取相應(yīng)的措施，從多方面入手，促進(jìn)形成合理完善的施工控制措施和體系，進(jìn)而為大壩建設(shè)中高壓擺噴灌漿施工工作提供堅(jiān)強(qiáng)的后盾，積極推進(jìn)新時(shí)期大壩建設(shè)中施工技術(shù)和質(zhì)量的有效管理。尤其是要加強(qiáng)對(duì)大壩工程施工管理人員的職責(zé)要求，提高他們的技術(shù)水平，為進(jìn)一步促進(jìn)新時(shí)期大壩建設(shè)中高壓擺噴灌漿施工控制的應(yīng)用及發(fā)展做出應(yīng)有的努力和貢獻(xiàn)。

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