邱維金

（三明市水利水電工程有限公司，福建 三明 365000）

1 概述

寧化縣寨頭里水庫位居寧化縣城關(guān)南面寨頭里村，水庫工程于1976 年9 月動工興建，1984 年9 月竣工。該水庫是以城區(qū)供水為主，結(jié)合灌溉、發(fā)電、防洪的重要小（一）型水庫，水庫正常蓄水位432.00 m，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇。截止目前工程運(yùn)行二十幾年，為了保證水庫的安全持續(xù)運(yùn)行，采用多種方式進(jìn)行除險(xiǎn)加固。水庫大壩為大堆石棱體粘土心墻多種土質(zhì)壩，大壩壩體采用單管高壓旋噴進(jìn)行防滲加固，作為本工程主要的加固措施之一，單管高壓旋噴灌漿的效果好壞是大壩防滲加固的關(guān)鍵，也是整個(gè)除險(xiǎn)加固工程施工的關(guān)鍵。

2 高壓旋噴灌漿施工

2.1 現(xiàn)場試驗(yàn)確定旋噴樁施工參數(shù)

高壓旋噴灌漿施工前按照設(shè)計(jì)要求：單管高壓旋噴孔沿壩頂壩軸線（心墻中心線）布置，設(shè)單排孔，分兩序交替實(shí)施。孔徑為0.65 m，孔距為0.5 m；灌注純水泥漿，灌漿壓力≥20 MPa；漿液比重≥1.4，回漿比重≥1.4，鉆桿垂直度≤l%，孔距為500 mm(±50 mm)，旋噴管提升速度粘土層≤15 cm/min，滲透系數(shù)≤l×10-5cm/s，樁的強(qiáng)度≥3.0 MPa。設(shè)計(jì)鉆孔伸入建基面1m，鉆孔最大深度38.8 m，平均孔深28.5 m，總孔深10565 m，采用75 型巖心鉆機(jī)造孔，根據(jù)地質(zhì)情況和機(jī)械設(shè)備性能進(jìn)行現(xiàn)場噴灌試驗(yàn)，本工程在壩頂0+100～0+140 樁號段設(shè)三個(gè)試驗(yàn)樁根據(jù)設(shè)計(jì)參考參數(shù)分別按25 MPa、28 MPa、30 MPa 的灌漿壓力進(jìn)行旋噴灌漿施工，經(jīng)14 天養(yǎng)護(hù)后現(xiàn)場開挖1.5 米深進(jìn)行外觀檢查及鉆孔取芯，取芯送試驗(yàn)室檢測樁體強(qiáng)度、滲透系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場挖樁情況及檢測報(bào)告將試驗(yàn)成果報(bào)審，經(jīng)審核由設(shè)計(jì)提供監(jiān)理認(rèn)可確定適合本工程的施工參數(shù)如下：灌漿壓力≥28 MPa，漿液比重為1.45，提升速度≤15 cm/min，孔距：500 mm(±50 mm)，樁徑：650 mm，樁長按設(shè)計(jì)要求結(jié)合實(shí)際壩基地形深入建基面1 m。

圖1 旋噴試驗(yàn)樁

2.2 施工管理措施方法

施工前對地理環(huán)境、地質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測，安置調(diào)試施工機(jī)械設(shè)備，選擇優(yōu)質(zhì)的建筑原材料保存在施工適應(yīng)處備用，樁位放樣，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙用全站儀或經(jīng)緯儀測出灌漿軸線，再用鋼尺量出各設(shè)計(jì)孔位，用事先編好孔號和孔序的竹簽插入相應(yīng)的孔位上，確保施工孔號、孔位與設(shè)計(jì)一致。

圖2 測量放樣樁位圖

圖3 單管高壓旋噴灌漿孔序圖

2.3 鉆孔

施工時(shí)應(yīng)采取預(yù)防孔斜的措施，首先將鉆機(jī)安置在事先設(shè)計(jì)的孔位上，時(shí)刻要保持鉆機(jī)所安置的位置牢固平穩(wěn)。隨之調(diào)試鉆機(jī)中的鉆桿頭對準(zhǔn)施工的中心打孔位置，前提是要確保其鉆機(jī)、鉆孔、鉆桿頭均保持垂直一致，按照規(guī)范化要求設(shè)置鉆機(jī)的工作原理固定好鉆桿頭后隨時(shí)備用。始終保持鉆機(jī)與其它部件均為水平校正狀態(tài)，利用水平尺和經(jīng)緯儀調(diào)整機(jī)具水平及鉆桿的垂直度，使鉆桿軸線垂直對準(zhǔn)鉆孔中心位置，保證鉆桿和鉆具的垂直度誤差不超過5‰。

本工程鉆孔按兩序進(jìn)行，孔徑為φ650 mm，先用鉆機(jī)在定點(diǎn)樁位的鉆孔中心直入噴嘴導(dǎo)孔，施工設(shè)計(jì)其鉆孔偏差區(qū)間不得大于50 mm，偏斜率不大于1%。在此條件下，設(shè)計(jì)的孔深度才能達(dá)到預(yù)期的鉆孔深度效果。鉆探過程中需及時(shí)采取糾正鉆機(jī)調(diào)試好鉆孔的有效措施，確保鉆孔的精準(zhǔn)度。鉆孔完畢，未注漿前，孔口用砂袋封堵，防止雜物掉入孔內(nèi)。遇有孔位、孔深和鉆孔內(nèi)的地下障礙物、洞穴、涌水、掉鉆等特殊作業(yè)情況，及時(shí)進(jìn)行處理調(diào)整鉆孔措施使其恢復(fù)正常狀態(tài)。

2.4 高壓噴射注漿

（1）深度插管噴射注漿

連接插管與鉆桿孔進(jìn)行作業(yè)，高噴臺車的噴射管準(zhǔn)確對準(zhǔn)鉆孔位置，并保持調(diào)節(jié)鉆機(jī)、鉆頭、鉆孔一致平衡，將噴射管的插孔直接插入鉆孔深處進(jìn)行孔口試噴，注意觀察灌漿的噴射壓力確保暢通自由插入進(jìn)出孔內(nèi)為準(zhǔn)。

（2）配置過濾高壓泥漿泵注漿

選用普通硅酸鹽42.5 R 水泥與水進(jìn)行攪拌，水泥漿液中的水灰比為1.25～1.45 之間。在進(jìn)入高壓泥漿泵實(shí)施旋噴前嚴(yán)格過濾，避免水泥摻進(jìn)雜物伴有硬物結(jié)塊對鉆機(jī)的噴嘴管路堵塞。

（3）兩序鉆孔高壓噴射注漿

高壓旋噴注漿分兩序孔進(jìn)行。高壓噴射管水泥漿貫入土中自由噴射嘴，其壓力將土四周土體與水泥混合攪拌形成旋噴樁狀的圓固結(jié)體。注意在實(shí)施旋噴過程中應(yīng)防止旋噴壓力狀態(tài)下迅速拔管，這樣會使?jié){液凝固在噴射過程中，還會收縮影響樁頂冒漿回灌，如遇到應(yīng)急狀況停噴不超過20 min，長度不小于20 cm。

桃花翻高家的衣柜時(shí)，發(fā)現(xiàn)那件繡有竹子的的確良襯衫。桃花愣了半晌，又把白襯衫塞回去，給梨花換了灰色的長衫長褲；就開門出來叫高木。高木到房里抱起梨花，搬到靈床上。高木在靈床邊坐了下來，低著頭，雙手捂著臉，一聲不吭地坐在那兒。桃花坐到靈床的那邊，隔著靈床，注視著這個(gè)沉默不語的男人，和方竹完全兩樣的。

（4）反復(fù)多次送漿

規(guī)定達(dá)到高程后提升噴射管，靜噴3 min，反復(fù)多次送入純水泥漿液進(jìn)行單孔噴射注漿或補(bǔ)漿直至漿面不下沉。

（5）常規(guī)化沖洗

用后要嚴(yán)格沖洗噴射管內(nèi)機(jī)內(nèi)沒有殘存的漿液為止。

（6）轉(zhuǎn)移樁位鉆機(jī)

完成一個(gè)樁位后恢復(fù)原狀接著繼續(xù)重復(fù)上述步驟進(jìn)行下一根樁的施工。

2.5 施工高壓旋噴樁操作存在技術(shù)問題與改良對策

2.6 施工質(zhì)量控制

施工過程嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求，有關(guān)旋噴樁的規(guī)范操作，防滲墻隱蔽工程要進(jìn)行管理控制，這也是保證質(zhì)量施工控制重點(diǎn)的關(guān)鍵?？刂茖?shí)行施工單位自檢和監(jiān)理單位抽檢雙控制，采取措施如下：

（1）施工前應(yīng)平整場地，清除障礙物，保證鉆機(jī)等設(shè)備安放在平穩(wěn)、牢固的場地上。測量放樣要重點(diǎn)對控制性軸線、樁位進(jìn)行復(fù)查，并采用竹片進(jìn)行現(xiàn)場定位，確保樁位準(zhǔn)確且偏差在規(guī)范允許范圍內(nèi)，滿足要求后方可開鉆。

（2）加強(qiáng)孔深、垂直度的控制。在鉆機(jī)上準(zhǔn)確畫出每米深度標(biāo)示線，在設(shè)計(jì)孔深鉆桿位置做明顯標(biāo)記并寫上數(shù)字；垂直度是質(zhì)量控制的標(biāo)志，直接影響旋噴樁墻的防滲連續(xù)性，在鉆機(jī)正面和側(cè)面掛上吊錘觀測鉆桿的垂直度，用水平尺檢查機(jī)架是否水平，如發(fā)現(xiàn)偏差過大應(yīng)及時(shí)調(diào)整。

（3）漿液拌制及泵送的質(zhì)量控制。根據(jù)施工組織選擇合理的地點(diǎn)設(shè)置配制水泥漿的灰漿池，根據(jù)水灰比和制漿桶的容積計(jì)算每桶漿的水泥用量、用水量。漿液攪拌均勻過濾后再放入集漿池，并經(jīng)常攪動以防沉淀，用比重計(jì)檢測漿液比重判定水灰比是否滿足設(shè)計(jì)要求。

（4）鉆機(jī)、鉆頭、鉆孔出現(xiàn)高噴灌漿等臨時(shí)故障時(shí)，應(yīng)先中斷電源然后進(jìn)行調(diào)試至能夠恢復(fù)施工為止，尤其要檢查對應(yīng)鉆孔中斷的孔段認(rèn)真仔細(xì)進(jìn)行反復(fù)檢測、檢查噴嘴、噴頭，其準(zhǔn)確搭接的長度不能小于0.5 m。

2.7 高壓旋噴灌漿質(zhì)量檢驗(yàn)、檢測

按照《水利水電工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5200-2004）的規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量檢查，結(jié)合鉆孔實(shí)際情況進(jìn)行檢查，對已開始旋噴的鉆孔防滲墻中觀察取芯來判斷整體堅(jiān)固性（取芯在高壓噴射灌漿結(jié)束28 天后進(jìn)行），并將所取芯樣委托有資質(zhì)的檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測，以檢測其樁的強(qiáng)度和滲透系數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)要求。

重點(diǎn)進(jìn)行高壓旋噴防滲墻部位檢查復(fù)雜地層嚴(yán)重漏漿等部位會存在缺陷質(zhì)量。

根據(jù)監(jiān)理、業(yè)主現(xiàn)場指定位置取四個(gè)孔進(jìn)行鉆孔取芯試驗(yàn)，檢測結(jié)果如下：

①1# 檢查孔：抗壓強(qiáng)度4.5 MPa，滲透系數(shù)0.78×10-6cm/s；2#檢查孔：抗壓強(qiáng)度4.2 MPa，滲透系數(shù)0.86×10-6cm/s；3#檢查孔：抗壓強(qiáng)度4.8 MPa，滲透系數(shù)1.26×10-6cm/s；4#檢查孔：抗壓強(qiáng)度4.0 MPa，滲透系數(shù)0.98×10-6cm/s。

②根據(jù)設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度≥3.0 MPa，滲透系數(shù)K≤l×10-5cm/s的要求，本次高壓旋噴灌漿各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，施工質(zhì)量良好。

通過對壩后量水堰流量的觀測，施工后量水堰的流量明顯比施工前減少很多，通過觀察，大壩壩底原有滲水通道未發(fā)現(xiàn)有滲水現(xiàn)象，大壩蓄水至正常蓄水位亦未發(fā)現(xiàn)背水坡處有滲漏濕坡現(xiàn)象，加固前在基本同等條件下電站廠房375 m 高程實(shí)測的壩體壩基滲流量為0.6 m3/s，加固處理后建成的量水堰實(shí)測的滲流量為0.1 m3/s（壩體、壩基、兩岸山體綜合匯流值），由此可見大壩高壓旋噴灌漿取得了很好的防滲效果。

3 結(jié)語

高壓旋噴灌漿工藝還將不斷地在土壩防滲加固中應(yīng)用。通過精心組織，科學(xué)施工，合理選擇施工機(jī)械，嚴(yán)格過程控制，加強(qiáng)質(zhì)量管理，按規(guī)范及設(shè)計(jì)要求施工，高壓旋噴灌漿在寧化縣寨頭里水庫除險(xiǎn)加固方面取得了良好的效果。