紫金县水利水电勘测设计室 广东紫金 517400
摘要：国家在近些年来对水利工程加大的关注，大量存在病险的中小型水库都得到治理，对于坝体或坝基存在渗漏问题的一些土坝，国家除了给予其除险加固处理，还对其坝顶给予了防渗处理。一般而言，可以使用劈裂灌浆、充填式灌浆等方法进行防渗处理，但是这些技术都存在一定的局限性，因此防渗效果并不理想。对此，施工人员尝试使用高压旋喷灌浆技术对水库坝体进行防渗处理。而本文便对高压旋喷灌浆技术在水库坝体防渗施工中的应用进行分析与研究。
关键词：高压旋喷灌浆技术；水库；坝体；防渗施工；应用
高压旋喷灌浆技术多被应用于水库大坝的加固与除险，经过了无数次在大中型或中小型水库堤坝中的应用，其理想的应用效果已经得到了证实，尤其是在水库大坝的防渗施工中，这种技术不仅不会占用过多的施工占地面积，还不会产生较大的振动、较多的噪音，另外，这种技术还能适用于一些淤泥质土地基或软地基，对于保障工程施工质量有着非常重要的作用。当然，高压旋喷灌浆技术在应用前也应做好相应的准备工作，如对水库地质条件的勘察、对施工人员施工技术的培训，等等。只有做好了各项工作，才能确保高压旋喷灌浆技术在水库坝体防渗施工中发挥其应有的作用。
一、概述
借助水力的高速射流束对地层进行切割、冲击与破坏地层，在喷射范围内扩散水泥基质浆液并将其填充或置换到地层中，使其与原地层充分搅合、掺混，最终形成凝结体，使原地层在结构与组成上发生改变，进而使地基与填筑体在防渗性能、承载力上得以显著提高，这样的施工技术即为高压喷射灌浆技术。使用这种技术填筑的墙板即为高喷防渗板墙，其结构是连续的，目的是防渗。
目前，常用的高压喷射灌浆方法有以下几种：①单管法：以单一的水泥基质浆液进行高压喷射；②两管法：将水泥基质浆液作为高速射流束，在其外侧环绕有压缩空气，这种高压喷射方法即为两管法；③三管法：其区别于两管法，将清水作为高速射流束，同时外侧环绕有压缩空气，将水泥基质浆液进行低压灌注，这种高压喷射方法即为三管法。事实上，高压喷射灌浆技术共有三种施工方式，其一是定喷，其二为摆喷，其三为旋喷。其中旋喷是指喷射管在提升的同时也在旋转，单孔形成了接近于圆柱的凝结体；与其不同的是，喷射管在提升的同时按照一定的角度进行摆动，单孔的一侧或双侧形成了犹如扇形断面的柱状凝结体，即为摆喷。若是喷射管仅进行轴向提升，在单孔一侧或双侧形成的凝结体犹如板状，即为定喷。
二、高压旋喷灌浆技术的应用
（一）施工测量放样
首先，在施工前应该安排专业人员对水库大坝所在地进行地质水文条件的勘察，随后根据勘察结果与水库大坝施工要求进行设计，绘制设计图纸。最后，需要按照设计图纸要求进行施工测量放样，以明确需要进行高压旋喷灌浆施工的孔位。测量放样之后，由测量人员标记处高喷防渗轴线与孔位，以确保后续喷灌的准确性。
（二）钻孔、护壁施工
在测量布孔之后，需要将定位钻机安装好，并控制钻孔孔位和设计孔位之间具有不到50mm的偏差；此外，应该对钻机钻杆立轴进行校对，并使用金属水平尺对钻机水平进行垂直方向的正反测量，务必使其与钻孔中心位置对准，确保钻孔斜率在1.50%之下。钻孔时需要从坝顶开始施工，每个旋喷孔都需要有套管跟进，直至达到高压旋喷桩顶的高程，随后才能以泥浆护壁的方式钻孔至隔水层。在造孔钻进时，若是发生了泥浆严重漏失、孔口不返浆的问题，则要增加泥浆浓度，向泥浆获孔中填入砂石或其他堵漏材料，待孔口正常返浆后再继续进行钻进。需要注意的是，钻孔时必须严格按照相关规范与设计要求进行施工，对于孔深和孔斜率等重要技术参数，要进行严格的测量，务必使其达标。此外，在注入护壁泥浆环节，应泵入足量泥浆到孔位中，待充满全孔并且没有发生泥浆下沉渗漏后将护壁套管拔出。
（三）高压旋喷灌浆
在进行高压旋喷灌浆施工之前，应明确施工中应遵守的相关规范或标准，即：《水工建筑物高压喷射灌浆技术规范》与《水工建筑物高压喷射灌浆施工技术规范》。基于上述规范标准，施工人员应进行严格操作。首先，在喷射灌浆环节，应该下方喷射管，使其达到相应的深度，随后在喷射管中注入适量的压缩空气、清水以及泥浆，选择单管法、两管法、三管法中的一种进行喷射灌浆。一般而言，首次喷射时间应在1~3分钟左右，待灌入的泥浆从地面冒出后再能逐渐提升与旋转喷射管，最终在泥浆高度满足设计要求后才可将喷管拔出。当然，在上述操作之前还应该采取一系列的施工流程，例如：使高喷台车就位、通过试喷来检验机械是否能够正常工作、送水送气并下喷管、供浆供水供气，等等，最终才是在正常返浆后提升与旋转喷射管。具体流程可见下图：
图1 高压旋喷灌浆施工流程示意图
需要注意的是，在下喷管这一环节，可能发生水管、气管、浆管堵塞问题，一旦发现堵管显效发生，要第一时间进行处理。而在旋喷环节，必须要对施工参数进行随时检查，若是达不到设计要求将有很大的可能出现异常，此时需要明确异常原因，采取相应的解决措施。而在旋喷结束之后，应该及时回灌，以确保每个高喷孔都能达到工程质量要求。
（四）针对特殊情况的处理
旋喷施工过程中可能出现压力提升困难的问题，这时应该对安全阀、管路接头处的密封圈进行第一时间检查，查看其是否存在渗漏问题、泵阀损坏与否、油罐破裂漏油与否、安全阀安全压力是否足够、活塞与缸套损坏与否、栓塞油泵调压是否足够，等等。若是压力骤升，则应该第一时间验证喷嘴管路自己泵体堵塞与否、高压管路通畅与否。若是供浆正常、孔口会将密度降低、返浆量增加，应对浆液密度进行加大、将风压降低，也可以增加进浆量。若是串浆现象发生，则应将被串孔填堵上，待发生串浆的孔完成高喷灌浆操作后为被串孔进行扫孔操作，随后在继续钻进或进行高喷灌浆处理。若是因为停水或停电等原因而中断高压旋喷灌浆操作，则应在恢复施工后进行复喷，并保证搭接长度至少为50cm。若是在旋喷时发现返浆量超过灌浆量的20%甚至完全不返浆，应对其具体原因进行探查，若是因为地层中空隙过大而导致不返浆，则可以在浆液中加入一定量的速凝剂，这样可以将固结时间显著缩短，待正常返浆后便可继续进行提升。
结语
无论是中小型水库大坝还是大中型水库大坝，防渗问题都是需要重点关注的，尤其是一些需要除险加固的水利工程，防渗处理更是不可缺少的。本文选择高压旋喷灌浆技术作为研究对象，对其具体施工技术进行了介绍，以供从事相关工作的人员进行参考。
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论文作者:叶干浩
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/10
标签：高压论文; 水库论文; 防渗论文; 泥浆论文; 技术论文; 大坝论文; 浆液论文; 《基层建设》2017年第23期论文;