河源市城市建设工程有限公司
摘要：以某坝基渗漏进行高喷灌浆处理，介绍高喷灌浆防渗止水施工技术及其应用，以供同行参考
供同行参考。
关键词：高喷灌浆；防渗止水；施工应用
前言
高压喷射灌浆技术目前已应用于房层建筑、公路交通、水利水电工程等领域的基础防渗加固工程中。
该技术不需开挖地基，只要钻孔至地下设计深度，就可以按设计要求造就一定几何形状的混凝土凝结体，成为结构密实、强度大、有足够防渗性能的防渗墙，以满足工程需要。其工程质量比较可靠，施工速度快，造价较低。
一、某水库除险加固工程高喷灌浆介绍
广东省某水库，主坝为碾压式均质土坝，最大坝高为35m，坝长为640m。主要功能为灌溉、发电、防洪。因运行时间长，病险隐患增多，需要进行除险加固处理。其中主副坝坝身及坝基防渗处理均采用高喷灌浆。
一、地质勘探资料
根据勘探及试验资料，坝体由杂色粘土和砂质粘土填筑而成，碾压质量差，密度不均匀。坝基接触带为第三系粉砂、细砂夹粉土，密实，厚2～13m，左坝基较薄，右坝基较厚，取样颗分试验小于0.075mm颗粒含量占87.2%，可灌性极差；下部基岩为白云岩，表层弱风化，透水率为0.9～38Lu。
二、主坝防渗灌浆设计
高压摆喷技术在广东推广应用时间较早，已广泛应用于水利工程堤坝防渗加固中，成熟经验较多，2000年曾在某水库副坝中使用，孔距为2.2m，开挖检查搭接效果较理想，因此无需再进行摆喷试验。
高压旋喷是近几年才应用于水利工程大坝防渗加固中，可借用资料不多，故施工前应进行旋喷试验，复核设计参数的合理性。
该水库主坝特点是坝不高，坝较长，坝体坝基均需进行防渗处理。结合工程实际，防渗灌浆总体设计方案为上段(坝土+粉细砂层)采用高压喷射灌浆，下段基岩采用常规帷幕灌浆(防渗标准q≤5Lu)。其中左坝段粉砂层较薄，采用高压摆喷灌浆，里程为0-014～0+202，长216m；右坝段位于老河床上，粉砂层较厚，是防渗处理的重点坝段，采用高压旋喷灌浆，里程为0+202～0+658.456m。
高喷灌浆采用三重管。为便于高喷灌浆施工，高喷轴线布置于坝轴线上游2m，平行于坝轴线。其中高压摆喷孔距为2m，采用折线形式连接，板墙轴线与高喷轴线交角为25°，分两序施工；高压旋喷孔距为1m，套接，成桩直径要求不小于1.2m，亦分两序施工。
三、旋喷灌浆试验
1.旋喷试验区布置
试验区布置于右坝肩上游，里程为0+535～0+539。此段坝土厚5～6m，以下为粉细砂层，坑挖可检查坝土段及粉细砂层段成桩情况。试验区布置见图1，孔距均为1m。其中旋喷轴线上试验孔钻孔深度按设计要求施工，浆液为纯水泥浆，水灰比为1：1，两翼试验孔钻孔深度为15m，分别掺10%膨润土和掺30%膨润土。
试验用膨润土从20km外的土料场附近运输。
2.主要技术参数
提升速度：旋喷轴线孔为10cm/min，掺10%膨润土孔为11cm/min，掺30%膨润土孔为12cm/min；
旋转速度： 9转/min，喷嘴直径1.8～2.5mm；
水压：Ⅰ序孔、Ⅱ序孔35～38MPa，水量50～70L/min；
气压： 0.7MPa，气量2～3L/min；
浆压： 0.7～1.0MPa，浆量50～60L/min；
浆液密度：纯水泥浆1.5～1.6g/cm3，混合浆液1.3～1.4g/cm3。
3.试验检查
3.1、开挖检查：观察描绘孔斜、桩径、搭接厚度、凝结体强度情况；
3.2、室内试验：通过钻孔取样两组送室内进行抗压及弹模试验；
3.3、注水检查：检查孔内注水检查凝结体的渗透性。试验成果见表1
从开挖出露的桩体看，搭接厚度为0.4～0.56m，且纯水泥浆桩径明显大于混合浆液桩径。
旋喷试验结果表明，采用三重管施工工艺是可行的，设计参数基本合理。浆液宜采用纯水泥浆，提升速度不应大于10cm/min。
4.现场施工
4.1、施工方法
由于帷幕灌浆时浆液易串入坝体影响高喷质量，施工顺序要求先高喷后帷幕灌浆。为加快施工进度，按每40m坝 段划分一个单元，高喷和基础帷幕灌浆交替进行。高喷钻孔要求钻至基岩层，深入基岩0.5m，然后下高喷管开始喷射、提升。
主要施工设备：高喷台车2台，高压泵2台，150型钻机17台，灌浆设备8台套。
高压喷射施工工艺流程：
定孔→钻机就位→钻孔→高喷台车就位→下喷管至孔底→制浆→自下而上旋转(摆动)提升至设计顶高程→冲洗喷管→高喷台车移位→回灌→成桩。
4.2、特殊情况处理
4.2.1、因故停喷后重新恢复施工前，应将喷管下放0.3m，采取搭接处理后，方可继续向上提升和灌浆，并记录中断深度和时间。
4.2.2、当冒浆量超过注浆量20%或完全不冒浆时，应及时进行处理。若冒浆量过大，可采取提高喷射灌浆压力、缩小喷嘴孔径、加快提升速度等方法解决；若系地层中有较大空隙引起的不冒浆，可采取降低提升速度、加大浆液浓度等方法解决。
4.2.3、旋喷与摆喷搭接处增加两个旋喷孔，先旋喷后摆喷。
四、效果评价
高压旋喷灌浆总孔数为473个，总进尺为9，957.8m，其中旋喷段长9，060.4m，耗用水泥4，546，500kg，单位耗量501.8kg/m；高压摆喷灌浆总孔数为108个，总进尺为1，108.3m，其中摆喷段长950.4m，耗用水泥434，900kg，单位耗量457.6kg/m。
1.钻孔检查
1.1、旋喷凝结体上钻孔检查共13个，其中4个为原孔检查，9个沿轴线偏离原孔0.25m。共进行注水试验42段，渗透系数1.54～7.33×10-6cm/s，平均值为4.5×10-6cm/s，满足设计要求；
1.2、取芯观察，旋喷凝结体胶结强度较高，且第三系粉砂层段明显高于坝土段。
2.开挖检查
2.1、旋喷成桩径为1.25～1.4m；
2.2、旋喷各桩之间套接良好，厚度为40～55cm；
2.3、旋喷桩结构密实，水泥浆分散性好，与坝土胶结良好；
2.4、摆喷板墙厚为9～26cm，搭接处厚度为20～30cm，板墙连续完整。
3.巡视检查
3.1、坝下游田地内原来的出水点水量已明显减小或消失；
3.2、坝下游管理所水井内出水明显减小，水位下降；
3.3、安设于下游坝脚的量水堰测不到渗水，高喷板墙整体防渗效果较好。
五、经验总结
1.高喷灌浆较适合于粉砂层坝基防渗处理。粉砂层因其颗粒较细，常规帷幕灌浆时有如铺了一层厚厚的反滤，吃水不吃浆，难以形成防渗帷幕；
2.旋喷浆液应采用纯水泥浆，不宜采用混合浆液。由于旋喷冲切掺搅范围大，土层升扬置换率低，大部分被切割破坏土体将与水泥浆液混合凝固硬化，凝结体已具有良好塑性，无需再掺入粘土或膨润土；
3.坝土一般密实度较高，采用高压旋喷进行防渗处理，因旋喷切割土层作用弱，设计孔距不宜过大，以0.8～1.0m为宜；
4.旋喷与摆喷搭接宜采用先旋喷后摆喷，搭接效果较理想；
5.帷幕灌浆轴线布置于高喷轴线上游或下游均可，搭接效果影响甚微，具体应视场地条件而定。本工程设计两条轴线相距仅0.8m，为避免钻孔破坏防渗板墙，旋喷段帷幕灌浆孔应正对两旋喷孔之间，摆喷段因其采用折线搭接，帷幕灌浆孔则要求对齐摆喷孔。
6.某水库主坝左坝段采用高压摆喷灌浆，右坝段采用高压旋喷灌浆，下部基岩采用常规帷幕灌浆进行防渗处理，有效地截断了坝基粉细砂层渗漏。工程施工过程顺利，并收到了很好的防渗效果。
参考文献
[1]尤立峰，王宗礼，尤立委，高喷灌浆技术及其影响因素分析，甘肃科技，2010.
论文作者:罗雄彬
论文发表刊物:《防护工程》2017年第14期
论文发表时间:2017/11/6
标签：防渗论文; 轴线论文; 坝基论文; 浆液论文; 高压论文; 钻孔论文; 帷幕论文; 《防护工程》2017年第14期论文;