賀寧波，魏紅平，向尚君

(中國(guó)安能集團(tuán)第三工程局有限公司，成都，611135)

1 概述

1.1 工程簡(jiǎn)介

西藏旁多水利樞紐地處拉薩河的中游，位于林周縣旁多鄉(xiāng)下游1.5km，距下游拉薩市直線距離約63km，以灌溉、發(fā)電為主，兼顧防洪和供水，庫(kù)容12.3億m3。上游圍堰布置于右岸河床，采用土石圍堰型式，圍堰堰體與壩體結(jié)合，頂高程為4061.27m，堰頂寬度18m，上游坡比為1∶2.5，下游坡比為1∶2.0。上游側(cè)4039.69m高程設(shè)基礎(chǔ)防滲灌漿平臺(tái)，下游側(cè)4046.27高程設(shè)馬道。高程4039.69m以下基礎(chǔ)防滲采用懸掛式高壓旋噴灌漿板墻。

1.2 圍堰基礎(chǔ)地質(zhì)情況

壩址區(qū)屬高山地形，不對(duì)稱“U”字型河谷，底寬約700m，河水面寬100m～110m，谷底高程4027m～4034m。右岸高程4060m以下坡角較陡，約為50°，高程4060m以上坡角變緩，大多在30°左右。右岸山坡大部分基巖出露，局部為混合土碎(塊)石覆蓋。河床靠近右岸，右岸漫灘、階地發(fā)育不完整。堰基處覆蓋層深厚，主要由混合土碎(塊)石、漂石、卵石混合土、冰水積卵石混合土組成。堰肩處覆蓋層較薄，主要為混合土碎(塊)石、碎(塊)石混合土，基巖為閃長(zhǎng)玢巖、熔結(jié)凝灰?guī)r。堰肩處地質(zhì)情況不利于高噴灌漿施工。

2 施工參數(shù)確定

2.1 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

上游圍堰高噴灌漿控制底高程為4015.69m，懸掛深度24m，岸坡部位基巖埋深高于4015.69m段高噴灌漿至基巖面0.5m以上。設(shè)計(jì)采用單排高壓旋噴灌漿，有效墻厚b≥1m，滲透系數(shù)K≤1×10-6cm/s，抗壓強(qiáng)度1.5MPa～5MPa。圍堰典型斷面如圖1所示。

圖1 大壩上游圍堰斷面

2.2 灌漿試驗(yàn)

灌漿試驗(yàn)主要根據(jù)防滲墻軸線地質(zhì)情況，通過(guò)試驗(yàn)確定選擇的機(jī)具、配合比、孔間距、灌漿壓力、提管速度等施工參數(shù)及高噴灌漿施工工藝，保證技術(shù)的可行性和工期上的可靠性，成墻效果采用挖除法檢查和圍井壓水試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定的施工參數(shù)如表1所示。

表1 圍堰高壓旋噴防滲墻施工參數(shù)

3 高噴灌漿施工

3.1 灌漿施工設(shè)備

高噴灌漿的主要設(shè)備包括鉆孔設(shè)備和灌漿設(shè)備，采用A66-CBT型阿特拉斯全液壓多功能鉆機(jī)配合氣動(dòng)沖擊器偏心跟管鉆進(jìn)成孔工藝。鉆頭采用φ130～φ152合金球齒偏心鉆頭，無(wú)縫鋼管(D140mm)跟管。高噴灌漿采用兩管并列法自下而上旋噴成墻工藝，高噴臺(tái)車采用XL-50型自行履帶式高噴臺(tái)車，高壓泵采用XPB-90E型。自行履帶式高噴臺(tái)車就位快，現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)控制參數(shù)采用電子控制方式。選用的高壓泵額定工作壓力為62MPa，實(shí)際工作壓力能夠達(dá)到42MPa，且能夠長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作[1]。

3.2 灌漿施工工藝

上游圍堰高噴灌漿施工采用分段分序施工，沿防滲墻軸線，每200m為一施工段。施工過(guò)程主要分為Ⅱ序施工，Ⅰ序孔先行施工，Ⅱ序孔緊接跟上，具體施工順序分為鉆孔和噴漿兩道工序。工藝流程如圖2所示。

圖2 高噴灌漿工藝流程

3.3 施工方法

3.3.1 鉆孔施工

現(xiàn)場(chǎng)鉆孔和高噴分為兩序施工，鉆孔時(shí)I序孔先行鉆孔，再行II序孔施工，相鄰兩孔施工時(shí)間間隔大于48h。鉆孔施工過(guò)程中，主要從質(zhì)量、過(guò)程記錄、護(hù)臂以及驗(yàn)收等環(huán)節(jié)加強(qiáng)過(guò)程控制，具體要求包括：①在設(shè)計(jì)的孔位上安放就位鉆機(jī)，管架固定平穩(wěn)、就位準(zhǔn)確，孔位偏差≤5cm，孔底沉淀≤20cm，孔斜率<1%；②過(guò)程記錄要完善，鉆孔過(guò)程中發(fā)生的各種現(xiàn)象要詳細(xì)記錄，從鉆孔返碴情況、鉆孔速度、鉆機(jī)及沖擊器運(yùn)轉(zhuǎn)情況判斷地下大塊石(孤石)分布、地層分布深度、埋深、粒徑及架空、漏失、串通等情況，并停鉆測(cè)量余尺；③護(hù)壁采用φ100×1.5mmPVC管，鉆孔完成后，按照取出鉆桿→下入PVC管護(hù)壁→起拔套管順序進(jìn)行護(hù)壁，需要注意的是用無(wú)紡布包扎PVC管底部，套接接頭須用塑料帶密封，達(dá)到不脫接及接頭處不漏漿效果；④完成鉆孔后，要對(duì)鉆孔孔深、孔斜進(jìn)行驗(yàn)收，不合格的孔要重鉆。

3.3.2 灌漿施工

灌漿施工主要包括制漿、試噴、高噴灌漿等工序，遇到壓力突降或驟增、孔口回漿濃度或回漿量異常等情況時(shí)，應(yīng)查明原因，及時(shí)處理。具體施工注意事項(xiàng)包括：

(1)制漿：采用經(jīng)檢驗(yàn)合格的P·O42.5普通硅酸鹽水泥作為制漿原材料，控制漿液密度1.4g/cm3～1.45g/cm3。高速攪拌機(jī)攪拌漿液時(shí)，應(yīng)不少于30s；普通攪拌機(jī)攪拌漿液時(shí)，應(yīng)不少于90s。漿液在使用前須過(guò)篩，漿液密度要定時(shí)采用密度計(jì)抽檢。

(2)試噴：正式施工前，應(yīng)進(jìn)行地面試噴，再將噴射管放入待噴灌漿孔，噴頭下放至設(shè)計(jì)深度后，送入水、氣、漿，待有漿液從孔口冒出后，再按設(shè)計(jì)要求自下而上擺動(dòng)提升，直至設(shè)計(jì)高度，過(guò)程中要有詳細(xì)記錄，嚴(yán)格按技術(shù)要求控制施工質(zhì)量。

(3)高噴灌漿：具體施工分為兩序施工，I序孔先行施工，再行II序孔施工，相鄰兩孔間隔施工時(shí)間應(yīng)大于48h。噴頭按照設(shè)計(jì)深度下放到位后，開(kāi)啟旋擺機(jī)，調(diào)節(jié)供風(fēng)和漿液的流量、壓力以及旋擺機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，達(dá)到設(shè)計(jì)值，孔口返漿比重達(dá)到試驗(yàn)確定的參數(shù)后開(kāi)始提升，邊旋轉(zhuǎn)邊自下而上提升，直至孔口停噴。在噴漿施工過(guò)程中，注意時(shí)刻檢查機(jī)具運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常；漿、風(fēng)的流量和壓力；以及進(jìn)漿與回漿比重及旋轉(zhuǎn)和提升速度等參數(shù)是否符合試驗(yàn)確定的參數(shù)要求；且接、卸、換管要快，并保護(hù)好噴具接頭，防止其堵塞和鑄管；續(xù)噴時(shí)要比原停噴高度下落0.5m，以確保墻體的上下連接。結(jié)束后，用棄漿進(jìn)行孔口注漿，直到回填密實(shí)、漿面不再析水下沉為止。

3.3.3 異常情況處理

同一孔的高噴灌漿施工應(yīng)全孔連續(xù)作業(yè)。在施工過(guò)程中，當(dāng)壓力發(fā)生突降或驟增，以及出現(xiàn)孔口回漿量和或回漿濃度異常時(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查，找到問(wèn)題發(fā)生的原因，及時(shí)采取措施處理?？刹扇〉拇胧┯?①因地層中較大的空隙或夾層引起的不冒漿，采用粘土漿加細(xì)砂、中砂灌注填滿空隙后再繼續(xù)正常提升噴射；②若地下水流速過(guò)大時(shí)，增大注漿量或濃度，或在漿液中摻入適量速凝劑等措施進(jìn)行處理；③孔口回漿不正常不得提升，正常情況下，回漿量應(yīng)小于注漿量的20%，漿密度應(yīng)大于1.2g/cm3，回漿過(guò)大或過(guò)小時(shí)，均不得提升噴射；④回漿量過(guò)大可提高噴射壓力、適當(dāng)縮小噴嘴直徑和提升速度適當(dāng)加快；⑤因故中斷時(shí)，應(yīng)立即停止提升，記錄中斷位置并盡快恢復(fù)，對(duì)于機(jī)械故障，要盡力縮短機(jī)械修復(fù)時(shí)間，若短時(shí)間不能恢復(fù)，應(yīng)立即提出噴具，用水沖洗干凈，處理故障后，將噴具下入原中斷位置以下0.5m進(jìn)行復(fù)噴后，再繼續(xù)進(jìn)行噴射灌漿；⑥若噴具出現(xiàn)堵塞時(shí)，可提出噴具進(jìn)行處理，但要記錄中斷深度，處理完畢后，若孔深能滿足要求，則下入噴具到中斷深度以下0.5m進(jìn)行復(fù)噴，再繼續(xù)進(jìn)行噴灌作業(yè)，對(duì)于不能滿足要求的，應(yīng)重新造孔。

3.4 右岸岸坡部位施工

右岸山坡大部分基巖裸露，高噴防滲軸線為混合土碎(塊)石覆蓋，要求高噴防滲墻入巖1m。在鉆孔時(shí)，要做好鉆孔記錄，密切關(guān)注鉆孔返渣的變化，根據(jù)返渣情況，準(zhǔn)確判斷入巖情況。噴漿施工時(shí)，易出現(xiàn)漏漿等異常情況，要按照異常情況處理措施及時(shí)進(jìn)行處置。同時(shí)，要根據(jù)覆蓋層情況，加密鉆孔間距，確保成墻效果。

3.5 施工質(zhì)量檢測(cè)

高噴防滲墻的質(zhì)量檢查主要采用挖除、圍井注水試驗(yàn)和取樣檢查等方法。經(jīng)過(guò)對(duì)高噴防滲墻進(jìn)行兩側(cè)挖除檢查，樁與樁之間連接較好，成墻效果良好。圍井注水試驗(yàn)，滲透系數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行取樣的抗壓強(qiáng)度、室內(nèi)滲透系數(shù)均滿足設(shè)計(jì)要求。

4 施工難點(diǎn)

大壩上游圍堰采用懸掛式高壓旋噴灌漿板墻進(jìn)行防滲，在與右岸岸坡相接部位主要為混合土碎(塊)石覆蓋，這給防滲墻的施工帶來(lái)較大難度，對(duì)質(zhì)量也有較高要求。

(1)上游圍堰所在右岸河床位置主要由混合土碎(塊)石、漂石、卵石混合土、冰水積卵石混合土組成，而岸坡段由混合土碎(塊)石、碎(塊)石混合土組成。特殊的地層導(dǎo)致造孔時(shí)易發(fā)生塌孔、卡鉆、埋鉆事故，噴漿時(shí)易出現(xiàn)漏漿、擠管等現(xiàn)象，且在漂石層噴漿時(shí)，無(wú)法穿透，易形成噴射天窗。故在鉆進(jìn)和噴漿過(guò)程中，隨時(shí)注意觀察，出現(xiàn)異常及時(shí)處理，必要時(shí)采取補(bǔ)噴、加密等特殊處理措施[2-3]。

(2)圍堰堰體采用砂礫石碾壓回填而成，特別是截流戧堤采用水下填筑，且布置于防滲軸線的上游側(cè)，在截流時(shí)水下拋填了大量的塊石，而后期因截流后水位上漲又無(wú)法清除，故堰體內(nèi)存在一段松散塊石層，滲水流速較大。右岸岸坡為混合土碎(塊)石，存在較大空隙。在高噴施工中，一方面采用挖掘機(jī)對(duì)因截流滾動(dòng)到防滲軸線的塊石進(jìn)行清理，減少施工高噴灌漿施工難度；另一方面應(yīng)注意堵漏，孔口不返漿時(shí)嚴(yán)禁提升，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，采取措施先堵后提?，F(xiàn)場(chǎng)記錄必須完整、真實(shí)，準(zhǔn)確反映施工過(guò)程。

(3)高噴灌漿施工正值冬季，壩區(qū)最低氣溫可達(dá)-20.0℃，必須做好防凍保溫工作，避免漿管、水管、氣管凍結(jié)，并保證施工設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。采取的防凍保溫措施主要有:搭設(shè)封閉式制漿站，外蓋塑料布，內(nèi)掛棉簾，室內(nèi)生煤爐，使室內(nèi)溫度保持在5℃以上；輸漿、輸水、輸氣管路在地面的部分采用稻草簾覆蓋，懸掛部分采用棉布包裹，并在地面設(shè)置自制的加熱器給各種管路加熱；配制雙導(dǎo)流器，縮短噴灌過(guò)程中拆卸噴桿的時(shí)間，采用長(zhǎng)噴桿，減少拆卸噴桿次數(shù)，既有利于防凍又能提高灌漿質(zhì)量，拆卸下來(lái)的漿管迅速?zèng)_洗干凈，并用壓縮空氣吹干[4-6]。

5 結(jié)語(yǔ)

旁多水利樞紐大壩上游圍堰采用懸掛式高壓旋噴灌漿板墻防滲。上游圍堰所在右岸河床位置主要由混合土碎(塊)石、漂石、卵石混合土、冰水積卵石混合土組成，而岸坡段由混合土碎(塊)石、碎(塊)石混合土組成。圍堰堰體采用砂礫石碾壓回填而成，特別是截流戧堤采用水下填筑，且布置于防滲軸線的上游側(cè)，在截流時(shí)水下拋填了大量的塊石，而后期因截流后水位上漲又無(wú)法清除，這些不利因素都對(duì)高噴墻的施工帶來(lái)影響。通過(guò)采取有效措施，施工過(guò)程加強(qiáng)對(duì)高噴樁深度控制、過(guò)程施工參數(shù)控制，對(duì)施工過(guò)程中出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象采取措施進(jìn)行處理。經(jīng)開(kāi)挖、圍井注水試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)取樣檢測(cè)，高噴防滲墻的各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求，汛期最高水位差20m，高噴防滲墻經(jīng)過(guò)一個(gè)汛期的運(yùn)行，基坑滲水量較小，為大壩右岸順利施工打下良好基礎(chǔ)。