袁增林，尹 芊

（曲靖市車馬碧水庫工程建設(shè)管理局，云南曲靖 655000）

1 概述

高壓噴射灌漿主要適應(yīng)水庫壩型是均質(zhì)土壩、風(fēng)化料填筑層，地層以淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、粉土、砂土、礫石、卵（碎）石等松散透水地層為主，特別是對含有較多漂石、塊石的地層，沖洪積層，坡積層，各種基巖的風(fēng)化層效果很好；根據(jù)設(shè)計要求，施工前要做四邊形圍井試驗(yàn)。目前，高壓噴射灌漿技術(shù)在國內(nèi)外大壩防滲加固工程中得到了廣泛應(yīng)用并取得了很好的防滲效果，高壓噴射灌漿法按噴嘴運(yùn)動方式可分為旋噴、定噴和擺噴3種形式；旋噴形成柱狀體，定噴形成板狀體，擺噴形成扇狀體；高壓噴射灌漿的3種形式都適用于均質(zhì)土壩、砂卵石地層和強(qiáng)風(fēng)化基巖的防滲處理[1]。

2 三管法四邊形圍井試驗(yàn)

2.1 高壓擺噴試驗(yàn)

根據(jù)設(shè)計要求，結(jié)合工程現(xiàn)場施工條件，選擇在大壩右肩作現(xiàn)場試驗(yàn)平臺場地，四邊形圍井試驗(yàn)平臺對大壩具有代表性。圍井試驗(yàn)孔平面布置圖見圖1。

圖1 四邊形圍井試驗(yàn)平面布置圖

在試驗(yàn)場地上布置5個噴射孔，5個孔圍成一個四邊形圍井，利用5個擺噴試驗(yàn)孔按孔距、噴射壓力、提升速度等進(jìn)行組合，分三序進(jìn)行擺噴試驗(yàn)，S1和S2為Ⅰ序孔，S3和S4為Ⅱ序孔，S5為Ⅲ序孔。噴射方向與軸線夾角為20°，試驗(yàn)技術(shù)參數(shù)見表1。擺噴試驗(yàn)結(jié)束14 d后，挖井檢查。

表1 高壓擺噴灌漿試驗(yàn)參數(shù)表[2]

2.2 高壓擺噴試驗(yàn)成果分析

從開挖情況看，形成連續(xù)的防滲墻，且搭接較好，充填密實(shí)，S1號孔噴射長度為75～90 cm，有效長度為80 cm，S2和S5號孔噴射長度為75～80 cm,有效長度為75 cm，S3和S4號孔，噴射長度為75～85 cm，有效長度為75 cm。綜合來看，S1號孔所選參數(shù)合理，搭接較好，充填密實(shí)，有效長度最長，還能節(jié)約投資。

2.3 高壓擺噴試驗(yàn)的結(jié)論和建議

通過四邊形圍井試驗(yàn)的成果可以看出，S1號孔的防滲效果更好，更能保證質(zhì)量，節(jié)約投資，達(dá)到設(shè)計意圖，滿足設(shè)計的防滲要求。建議S1號孔作為下步的生產(chǎn)施工參數(shù)。具體如下：

1）大壩高噴防滲孔距按1.5 m，分兩序孔施工；

2）水壓為35 MPa，水量為70 L/min；

3）氣壓為0.7 MPa，氣量為1 000 L/min；

4）漿壓為0.6 MPa，漿量為65 L/min，漿液濃度為1.55 g/cm3，回漿濃度為1.22 g/cm3；

5）提升速度，壩土為12 cm/min，砂礫石層為10 cm/min，擺噴角度為20°，擺動速度為8~10次/min。

3 高壓擺噴防滲施工

3.1 施工工藝流程

高壓擺噴灌漿分兩序施工，先Ⅰ序孔，后Ⅱ序孔，具體施工流程見圖2。

圖2 施工工藝流程圖

3.2 施工設(shè)備物資

高壓擺噴灌漿需要的設(shè)備物資，包括3臺液壓回轉(zhuǎn)鉆機(jī)（XY-150型），2臺高壓水泵（3D2-S），2臺空氣壓縮機(jī)（YV），3臺攪泵機(jī)（WJ-100），3臺灌漿機(jī)（3SNS），2臺高噴臺車，400 m高壓膠管，400 m輸漿管，400 m輸風(fēng)管，2臺污水泵，1臺測料儀，1套漿液試驗(yàn)設(shè)備，3個漿液比重計。

3.3 鉆孔

高壓擺噴灌漿帷幕線位于壩軸線，孔距按1.5 m鉆孔，孔徑110 mm，鉆孔需要穿越砂卵石層以下3 m，選擇XU-150型鉆機(jī)，孔位偏差小于2 cm，鉆孔孔斜率不大于1.0%。

3.4 防滲墻的有效連接

壩土與河床基巖之間連接，以及分段施工時先后施工墻體的有效連接也是工程質(zhì)量關(guān)鍵之一。高噴作業(yè)過程中，試驗(yàn)選定的水壓力、提升速度、漿液濃度等施工參數(shù)，也將影響防滲墻的有效連接，只有嚴(yán)格控制上述施工參數(shù)，方能確保墻體有效連接。對于因分段施工而造成的先后相鄰的一個后序高噴孔，可適當(dāng)提高噴射水壓力、降低擺噴提升速度、復(fù)噴等措施，使前后不同時期的高噴凝結(jié)體形成“焊接式”連接。對于防滲墻上與粘土心墻、下與基巖面的結(jié)合，可采用上述措施其中之一或聯(lián)合采用，要保證有效樁徑不小于150 cm。

3.5 滲墻的噴射方向

由于擺噴防滲墻是采用折線連接相鄰兩個孔的噴射方向，就決定了防滲墻的整體連續(xù)效果，因此，每個孔在高噴作業(yè)插管工序前，在地面上應(yīng)首先對準(zhǔn)好噴射方向，并控制在擺幅范圍內(nèi)，使開始對孔的噴射方向居中，這樣可保證高噴切割地層方向正確，墻體連接可靠[3]。

3.6 封孔

高噴結(jié)束后若不認(rèn)真封填好鉆孔，將給大壩留下隱患，為此，封孔質(zhì)量尤為重要，為解決有漿液析水而出現(xiàn)漿體收縮現(xiàn)象，以及拔出噴桿體孔內(nèi)漿液面下降的問題，當(dāng)噴射結(jié)束后，應(yīng)在噴射孔內(nèi)進(jìn)行靜壓充填灌漿，直至孔口液面不下降為止。

4 特殊情況的處理

在高噴防滲墻施工中，因停電、漿管破裂或機(jī)械故障引起作業(yè)中斷時，首先盡快排除故障，恢復(fù)作業(yè)，且恢復(fù)灌漿時，均按照規(guī)范要求復(fù)噴0.5 m以上，以保證高噴防滲墻的連續(xù)性；對處理時間過長（作業(yè)時間超過4 h）的，考慮到制漿站和孔內(nèi)漿液停置時間過長，可能造成漿液質(zhì)量發(fā)生變化，膠結(jié)凝固性能變差，影響高噴防滲墻成墻質(zhì)量，故對制漿站漿液作廢棄處理，高噴孔則作待凝后掃孔重噴處理[4]。

對施工過程中發(fā)生的壩體冒漿等現(xiàn)象，采用加濃漿液、降低提升速度、低壓濃漿減速噴灌等方法進(jìn)行處理。

5 灌漿質(zhì)量檢查

1）質(zhì)量檢查項(xiàng)目包括力學(xué)性能（包括密度、抗壓、抗折和抗剪強(qiáng)度、強(qiáng)性模量、溶蝕性等）；抗?jié)B性（滲透系數(shù)）；整體性（連續(xù)性和均勻性）；形狀和尺寸（主要檢查單孔成樁直徑及樁間連接厚度，成墻整體的連續(xù)性、封閉牢固性）。

2）質(zhì)量檢查方法室內(nèi)試驗(yàn)，一是施工前應(yīng)進(jìn)行室內(nèi)漿液配比試驗(yàn)，二是現(xiàn)場用各種方法取回試件送室內(nèi)進(jìn)行物理力學(xué)性能測定。漿體物理力學(xué)性能測定送水電十四局中心試驗(yàn)室測定。開挖檢查，灌漿結(jié)束14天后，漿體具有一定強(qiáng)度便挖坑檢查，直接觀察描繪和用儀器測試成樁情況。利用鉆機(jī)鉆孔檢查，取樣觀察分析和加工，送室內(nèi)進(jìn)行物理力學(xué)性能試驗(yàn)；在鉆孔內(nèi)進(jìn)行壓（注）水試驗(yàn)，測定滲透參數(shù)；對灌漿進(jìn)行標(biāo)貫試驗(yàn)，測其堅硬密實(shí)程度。

6 結(jié)論

高噴防滲墻成墻后，采用圍井開挖檢查、圍井注水試驗(yàn)檢查和土層搭接部位鉆孔取芯等方法進(jìn)行檢查。

6.1 通過檢查孔分析

從現(xiàn)場檢查孔看，防滲墻的綜合滲透系數(shù)K值為6.2×10-7cm/s，說明防滲墻整體防滲效果滿足防滲板墻滲透系數(shù)不大于1×10-6cm/s的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，高噴防滲墻搭接部位取芯抗壓強(qiáng)度R>5 MPa，開挖圍井看形成連續(xù)的防滲墻，且搭接較好，充填密實(shí)[5]。

6.2 通過各種成果數(shù)據(jù)分析

從防滲墻全面質(zhì)量檢查所取得的成果數(shù)據(jù)說明，防滲墻起到了明顯的防止?jié)B漏作用，從整體上足以達(dá)到相對不透水的程度，滿足設(shè)計要求。

通過圍井試驗(yàn)所選定的各種技術(shù)參數(shù)、施工方法和質(zhì)量檢驗(yàn)方法[6]，為下步指導(dǎo)高壓噴射灌漿施工提供可靠的依據(jù)；該工程成功地應(yīng)用了高壓擺噴灌漿技術(shù)，這種技術(shù)較傳統(tǒng)的防滲方法有較大的優(yōu)越性，表現(xiàn)出顯著的經(jīng)濟(jì)效益，并且通過鉆孔取樣、圍井注水試驗(yàn)、現(xiàn)場開挖到基面觀測等手段檢驗(yàn)，都是成功的，滿足設(shè)計和規(guī)范要求；對以后類似工程很有參考價值。