廖麗華

幸福水庫(kù)位于云南省鶴慶縣金墩鄉(xiāng)積德村塔沖村，總庫(kù)容51.3萬(wàn)m3，屬?。ǘ┬退畮?kù)。水庫(kù)樞紐建筑物包括水庫(kù)大壩、輸水涵洞、溢洪道、輸水涵管四大建筑物。大壩采用的是粘土心墻壩，最大壩高25.8 m，壩頂寬5.5 m，壩頂長(zhǎng)140 m。水庫(kù)總庫(kù)容51.3萬(wàn) m3，調(diào)洪庫(kù)容5.7萬(wàn) m3，水庫(kù)本區(qū)集水面積0.96 km2，干流長(zhǎng)2.02 km，灌溉面積1333畝，是鶴慶縣新建的重點(diǎn)水利建設(shè)工程之一。本文結(jié)合云南地區(qū)的鶴慶縣幸福水庫(kù)工程高壓噴射灌漿施工，對(duì)高壓噴射灌漿施工中技術(shù)的要點(diǎn)進(jìn)行探討。

1 工程地質(zhì)

壩址處于鶴慶盆地西側(cè)邊緣與山麓結(jié)合部位箐口地段，壩址箐溝地形相對(duì)狹窄，往上游河道變寬為庫(kù)區(qū)相對(duì)寬闊的地形段，往下游箐口地形變寬，壩址選擇的余地不大、壩軸線具有相對(duì)的唯一性。

壩址河谷呈淺寬“U”型，左岸低右岸高，壩址河谷左岸坡度為約45°，右岸坡度為33°，河底寬約27 m。左岸與洗馬池水庫(kù)箐谷間山脊寬約800 m，山脊呈狹長(zhǎng)型，較單薄，地形平坦，地表高程2267～2273 m，至河底高差20～25 m，也限制了水庫(kù)壩高；右岸山坡相對(duì)較陡，山體較厚實(shí)。考慮左岸地形高度不夠，壩軸線呈折線型。

（1）左壩肩

左岸坡度上緩下陡，地形坡度25°～35°，地表煤渣堆積層(Qs)及殘坡積礫石砂土層(Qed1)屬松散巖組，透水滲漏，作為壩基需清除處理。壩基為半膠結(jié)砂礫石層，密實(shí)，強(qiáng)度較高，承載力及抗滑穩(wěn)定滿足土壩要求。左岸坡至河底高差約19 m，地形坡度約45°，半膠結(jié)砂礫巖，密實(shí)，岸坡穩(wěn)定。

（2）右壩肩

右岸坡至河底高差約30 m，下段地形坡度約33°，往上坡度漸緩，斜交坡，巖層傾向坡外，下部半膠結(jié)粘土巖隔水潤(rùn)滑，對(duì)層間抗滑穩(wěn)定不利，但巖層傾角?。?5°），壩肩山體基本穩(wěn)定。地表為殘坡積礫石砂土層，厚1 m～2 m，較密實(shí)，下部為半膠結(jié)砂礫巖，密實(shí)，力學(xué)強(qiáng)度較高。兩壩肩主要為砂礫石層(Qp-sl)地層，注水試驗(yàn)為透水巖層；壩基河床段，寬約27 m，沖洪積腐蝕砂土、砂礫石層，厚5 m，注水試驗(yàn)滲透系數(shù)K=1.3×10-3cm/s，透水性大。壩址下伏粘土巖(Qp-nt)層透水性弱，其透水性垂直性遞減的規(guī)律明顯，為相對(duì)隔水層。按粘土心墻壩清基后，壩肩及兩壩肩估算日滲漏量Q=過(guò)水?dāng)嗝妗翝B透系數(shù)×水利坡降=1463 m2×0.81 m/d×0.18=213 m3/d。

2 基礎(chǔ)處理方案

左庫(kù)岸及壩基、壩肩存在沿更新統(tǒng)砂礫石層繞滲問(wèn)題，合計(jì)日滲漏量Q=413 m3，需進(jìn)行帷幕灌漿防滲處理。防滲底界為帷幕底界以進(jìn)入粘土巖層(Qp-nt)或弱透水層(K＜10-4cm/s)2 m，左岸平面端界以正常蓄水位與相對(duì)隔水層粘土巖交點(diǎn)確定，即帷幕從左壩肩ZK2鉆孔往上游延伸146 m，右壩肩為山體地下水位與正常蓄水位確定，即帷幕從左壩肩ZK4鉆孔往右延伸33 m。

本次大壩高壓旋噴灌漿合同工程量：高噴鉆孔為6558 m，高噴灌漿為4506 m；整個(gè)高壓旋噴灌漿工程共分為一個(gè)分部工程；壩基高壓旋噴灌漿工程（樁號(hào)0+-25～0+248）。共計(jì)343個(gè)孔。

設(shè)計(jì)采用水泥高壓旋噴灌漿進(jìn)行防滲處理，方案布置：自壩頂軸線方向布置高壓噴射灌漿防滲墻，設(shè)計(jì)采用單排旋噴墻體，孔距1.0 m。高壓旋噴采用三管法，分二序施工，噴射漿液采用純水泥漿。要求形成的墻體滲透系數(shù)K≤1×10-5cm/s(透水率q≤5Lu)。

3 高壓噴射灌漿施工

3.1 高壓噴射灌漿施工流程

高壓噴射灌漿的主要施工流程：鉆孔定位—鉆機(jī)就位—鉆孔—灌漿液配比合成—高壓噴射灌漿—沖洗—換鉆孔注漿作業(yè)，見(jiàn)圖1。

圖1 施工工藝流程圖

3.2 施工方法及步驟

（1）定位放線：由全站儀確定每個(gè)高噴孔的高程及孔位。

（2）鉆機(jī)造孔：選用150型鉆機(jī)，鉆孔孔徑Φ110 mm。壩身土層使用泥漿固壁造孔，魚尾鉆頭；壩基礫石層使用合金彈簧鉆頭；基巖采用金剛石鉆頭成孔。

（3）制漿：采用自制攪拌機(jī)制漿，在儲(chǔ)漿桶安裝低速攪拌軸攪拌，防止水泥漿沉淀。

（4）噴射灌漿：噴管為Φ91鋼管，高壓水泵為HS9032A-107?？諌簷C(jī)為BJBY-12/10，高噴臺(tái)車為CDM135D型，噴射灌漿的各種參數(shù)由試驗(yàn)確定。

（5）孔口回填補(bǔ)漿及封孔：噴灌結(jié)束后，可利用部分回漿或攪拌機(jī)制的漿液向噴射孔內(nèi)補(bǔ)充漿液以消除凹穴。

4 高壓噴射灌漿技術(shù)控制

4.1 高壓噴射注漿技術(shù)

高壓噴射注漿應(yīng)自下而上進(jìn)行，注漿過(guò)程中做到：

（1）高壓注漿設(shè)備的額定壓力和注漿量應(yīng)符合施工圖紙要求，并確保管路系統(tǒng)的暢通和密封，高壓水管、漿管均采用鋼絲編織膠管。

（2）風(fēng)、水、漿均連續(xù)輸送，水泥漿液的高壓噴射作業(yè)不得停噴或中斷。

（3）三重管機(jī)具試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的高壓水泵泵壓不低于38 MPa，空壓機(jī)風(fēng)壓保持0.75 MPa左右，泥漿泵泵壓保持0.8 MPa左右。

（4）水泥漿液應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的過(guò)濾，防止噴射作業(yè)時(shí)堵塞，并定期測(cè)試水泥漿液密度，漿液密度不應(yīng)小于1.5 g/cm3；當(dāng)施工中漿液密度小于1.5 g/cm3時(shí)，立即停止噴注，并調(diào)整至正常范圍后，方可繼續(xù)噴射。

（5）因故停噴后重新恢復(fù)施工前，將噴頭下放不小于50 cm，采取重疊搭接噴射處理后，方可繼續(xù)向上提升及噴射注漿，并記錄中斷深度和時(shí)間。停機(jī)超過(guò)3 h時(shí)，則對(duì)泵體輸漿管路進(jìn)行清洗后方可繼續(xù)施工。

（6）施工過(guò)程中，經(jīng)常檢查泥漿（水）泵的壓力、漿液流量、空壓機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量、鉆機(jī)轉(zhuǎn)速、提升速度及耗漿量。當(dāng)冒漿量超過(guò)注漿量20%或完全不冒漿時(shí)，應(yīng)按下列方法處理：

當(dāng)孔內(nèi)嚴(yán)重漏漿時(shí)：①降低噴管提升速度或停止提升；②降低高壓泵水壓力、流量進(jìn)行原地噴漿；③加大漿液濃度，漿液中加速凝劑；④向孔內(nèi)填細(xì)砂。

在供漿正常情況下，當(dāng)孔口回漿密度變小，應(yīng)加大進(jìn)漿密度或進(jìn)漿量。如地下水較豐富，可適當(dāng)減小風(fēng)量或降低風(fēng)壓。

（7）噴射作業(yè)完成后，連續(xù)將冒漿回灌至孔內(nèi)，或在噴射孔內(nèi)進(jìn)行靜壓充填灌漿，直到漿液面穩(wěn)定為止。

4.2 高壓噴射灌漿漿液的配比技術(shù)

根據(jù)以往壩堤帷幕灌漿施工的經(jīng)驗(yàn)通常采用瀝青、混凝土作為灌漿液，稀灌漿液最開始的比例是5∶1，后面隨之濃度增加，每一個(gè)級(jí)別濃度灌漿的澆灌時(shí)間必須要大于10 min，一直到吸漿量逐漸穩(wěn)定或者變少開始停止。對(duì)壩堤右岸的灌漿漿液這樣來(lái)配比發(fā)現(xiàn)有以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）因?yàn)樵撍こ痰拇髩位鶐r比較破碎，在使用比較稀的漿液澆灌，漿液中有不少的水向地層擴(kuò)散，產(chǎn)生基巖整體受力的情況，基巖非常容易發(fā)生抬動(dòng)的情況。

（2）稀的純水泥漿灌漿完后，會(huì)嚴(yán)重縮水，造成大壩帷幕地基出現(xiàn)空洞、裂縫，需要再次灌漿填筑。

（3）使用稀漿澆注，稀漿擴(kuò)散的范圍很大，會(huì)造成很多材料的浪費(fèi)。

（4）使用稀漿對(duì)水利水電工程大壩基礎(chǔ)進(jìn)行灌漿，對(duì)灌漿技術(shù)的要求比較高。

為了解決稀漿擴(kuò)散的范圍，削弱灌漿的沁水率，需要把帷幕灌漿的材料由不穩(wěn)定的稀漿改成配比穩(wěn)定單一的漿水，并且是不會(huì)發(fā)生沉降的穩(wěn)定砂漿。即在漿水中添加適量的膨潤(rùn)土和高效的減水劑，得到比較稠的漿液。水泥、砂石等和水的配比在1∶0.7，在添加2%的高質(zhì)膨潤(rùn)土，減水劑的添加量占水泥量的1.2%。

高壓擺噴灌漿工藝參數(shù)值（三管法）

5 高壓噴射灌漿常問(wèn)題處理

5.1 高壓噴射壓力不足問(wèn)題

在幸福水庫(kù)工程施工過(guò)程中就遇到高壓噴射灌漿過(guò)程中壓力偏低的問(wèn)題，該問(wèn)題導(dǎo)致漿液的噴灌力變小，本來(lái)應(yīng)該噴射到的范圍沒(méi)有噴射到，噴射非常不均勻。在幸福水庫(kù)工程高壓噴射灌漿中出現(xiàn)該問(wèn)題的原因是灌漿的高壓泵出現(xiàn)故障，也可能是高壓泵放置的位置偏遠(yuǎn)，噴射的射程達(dá)不到要求。遇到這類問(wèn)題首先要停止灌漿，檢查高壓泵是否異常及高壓泵擺放的位置是否正確，如果高壓泵異常，及時(shí)更換，如果擺放位置不對(duì)及時(shí)調(diào)整，盡快恢復(fù)施工，避免影響施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。

5.2 高壓噴射灌漿過(guò)程中的冒漿問(wèn)題

在高壓噴射灌漿的過(guò)程中冒漿主要是因?yàn)榱淤|(zhì)土層中的微小顆粒無(wú)法及時(shí)的過(guò)濾掉，在高壓噴射灌漿時(shí)隨著管壁一起噴射出去產(chǎn)生冒漿現(xiàn)象，該現(xiàn)象在施工中是很常見(jiàn)的，但是對(duì)施工質(zhì)量及施工環(huán)境衛(wèi)生的影響也比較大。解決的方法：增強(qiáng)噴射壓力，縮小噴管噴嘴的口徑，口徑只能縮短一點(diǎn)點(diǎn)，如果縮小過(guò)多會(huì)影響施工進(jìn)度甚至堵塞噴灌。

5.3 灌漿形成的固體結(jié)構(gòu)問(wèn)題

第一，灌漿形成的固體結(jié)構(gòu)不完整，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是在高壓噴射灌漿一段工序完成后或者噴射過(guò)程中因?yàn)槟承┰蛲蝗恢袛啵斐尚枰庸袒蛘吒纳频牡鼗N合密度低，甚至自然脫離；

第二，灌漿形成的固體結(jié)構(gòu)雖然完整，但是垂直指數(shù)達(dá)不到要求，造成水電工程建筑物地基抗壓性能下降，防滲效果下降，主要原因是灌漿鉆孔時(shí)鉆孔是傾斜的。改善的方法：在高壓噴射灌漿施工前，需要對(duì)施工場(chǎng)地做好地質(zhì)勘察、數(shù)據(jù)采集工作，根據(jù)地質(zhì)勘察得出參數(shù)計(jì)算出水利水電工程鉆孔的最大偏差范圍，然后在灌漿鉆孔時(shí)根據(jù)計(jì)算出來(lái)的偏差范圍進(jìn)行施工，發(fā)現(xiàn)鉆孔施工不合格的要及時(shí)返工，保證鉆孔垂直，從而保證固體結(jié)構(gòu)垂直完整，避免一些人為因素影響施工質(zhì)量。

6 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合云南地區(qū)的鶴慶縣幸福水庫(kù)工程高壓噴射灌漿施工和對(duì)施工過(guò)程中出現(xiàn)的的噴射壓力不足、冒漿、形成固體結(jié)構(gòu)及漿液配比等問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了解決的方法。

（1）針對(duì)稀漿擴(kuò)散的范圍大問(wèn)題，把灌漿材料由不穩(wěn)定的稀漿改成配比不會(huì)發(fā)生沉降的穩(wěn)定單一砂漿，在漿水中添加適量的膨潤(rùn)土和高效的減水劑（Sika-R4），得到比較稠的漿液。水泥、砂石等和水的配比在1∶0.7，在添加2%的高質(zhì)膨潤(rùn)土，減水劑（Sika-R4）的添加量占水泥量的1.2%。

（2）針對(duì)高壓噴射壓力不足問(wèn)題，可檢查是否高壓泵出現(xiàn)故障，或者高壓泵擺放位置不對(duì)，及時(shí)調(diào)整。

（3）在高壓噴射灌漿的過(guò)程中冒漿問(wèn)題，可適當(dāng)增強(qiáng)噴射壓力，或略微縮小噴管噴嘴的口徑。

（4）對(duì)灌漿形成的固體結(jié)構(gòu)雖然完整，但是垂直指數(shù)達(dá)不到要求，造成水電工程建筑物地基抗壓性能下降，防滲效果下降，可加強(qiáng)鉆孔質(zhì)量，保證鉆孔垂直，從而保證固體結(jié)構(gòu)垂直完整，以確保施工質(zhì)量。

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