高压喷射灌浆在喜河水电站大坝围堰上的应用

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1、概况

　　1.1 工程概况

　　喜河水电站位于汉江之上，陕西省安康市境内。电站坝型为碾压式砼坝，主要以发电为主。

　　碾压式砼坝的上、下游围堰基础高压喷射灌浆施工，包括围堰基础灌浆防渗处理和防渗填筑土体2m范围的防渗处理两部分。采用三管法高压旋喷灌浆的方式进行。先设计单排，孔距lm，冲积砂卵砾石层最大厚度约21m，堰体填筑厚度5----6m，各孑L均深入基岩0.5m。围堰由水下抛填堰体和水上填筑碾压体两部分组成。水下抛填堰体由上、下游石渣戗堤、水下抛填粘土心墙组成，水上为碾压粘土心墙防渗石渣组成。

　　1.2 完成工程量

　　钻孔2242.30m，高喷灌浆1650.80m，耗用主材（水泥）604.37t。分两排施工，排距0.9m。第一排沿围堰轴线孔距lm布孔，第二排主要于河体中心部位布孔，孔位于第一排上游呈梅花型，用于解决基坑开挖时局部漏水偏大的问题。

　　2、施工参数及工艺

　　2.1施工参数

　　水：压力36～40Mpa，流量60一80L／min；

　　气：压力0.7一0.8Mpa，气量>0.8m3／min；

　　浆：压力0.5-1.5Mpa，浆量60-100L／min；

　　提升速度：8一10cm／min；

　　旋转速度：3～5r／min；

　　进浆密度：1.5-1.7g／cm³；

　　回浆密度：1.2～1.3g／cm³；

　　2.2 施工工艺

　　①施工程序

　　高压喷射灌浆施工，各个环节要求密切合作，才能达到质量要求。施工分两序进行，其中奇数孔为一序，偶数孔为二序。高喷灌浆施工作业流程如下：

　　高压旋喷灌浆施工作业流程图

　　②造孔

　　采用全站仪施放围堰中心线量定孑L位，于轴线10m范围内布设控制桩，以确保开孔正确。钻孔开孔误差控制在5cm范围内。钻机移至孔位，用水平尺或吊线坠掌握、调整钻架水平、垂直度，经技术人员验测后，确认正确方可开钻。

　　采用英格索兰MZ200型液压跟管钻机钻孔，钻头直径由150mm，跟巾146mm套管，21m³／min高风压（2.1Mpa）空压机配合。钻孔过程中详细记录地层变化，确认基岩位置。

　　造孔结束，由技术人员进行质量检查（包括测孔斜），确认符合要求后，配下特制的PVC管护壁，起拔钢套管。

　　③下喷射管

　　将高喷液压台车（无级调速）移至成孔处，按需要配好喷射管，先进行地面试验（水、气、浆），检查各项技术参数符合设计要求之后，将喷头用塑料胶带包好（防止在下管过程中喷嘴被堵），再下人设计位置，现场技术人员检查认可后，方可开始高喷施工。

　　④制浆

　　使用经检验合格的水泥，按设计配比搅拌浆液，制浆采用高速搅拌机。使用前测量其密度，保证满足设计要求。

　　⑤喷射提升

　　将喷射管下至设计深度后，开始送人符合要求的水、气、浆三种介质，待注入浆液冒出孔口，再按设计的旋转、提升速度，白下而上边旋转边提升，直至喷到设计位置停止。

　　喷射过程中，接、卸换管要快，防止塌孔和堵嘴，且搭接段要复喷，复喷的长度不能小于20em；若因故中断(时间长达30rain)恢复施工时的搭接长度不能小于50era，以保证墙体连续性。

　　⑥回灌

　　高喷灌浆结束，由于孔内浆液发生析水、沉淀和凝固收缩，凝结体顶部将产生凹穴，为此必须用浆液及时回灌填补，直到浆面不再下沉，此浆液一般利用邻孔高喷返浆充填或新拌浆液回灌。

　　3、特殊情况处理

　　3.1 原位灌注

　　当遇到开喷后孔口不返浆时，要进行原位灌注，即不提升只旋转，待地层内裂隙充浆饱满、浆液返出孔口再提升。此时注意要根据具体情况，向孔内投入一定量的级配料，如砂、土或细石等，有效控制浆液的大量流失，为在地下形成板墙创造条件。

　　3.2 使用掺合料、外加剂

　　针对有些孔的地层情况、漏水情况，在水泥浆液中加入一定量的膨润土、水玻璃，以提高灌浆质量和防渗质量。此方法在补救排各孔中使用较多，效果良好。

　　3.3 回填灌浆与高喷灌浆相结合

　　通过终孔资料和相邻部位灌浆资料分析，对XX2-76孔采用先下栓塞进行回填灌浆，压力控制在0.3-0.5Mpa，水灰比取1：1～0.5：1，结束标准为≤1L／min。然后泥浆循环扫孔，接着下喷射管正常高压旋喷灌浆，取得了明显的效果。

　　3.4 增加防渗排

　　轴线排上高喷孔结束后，基坑抽水与开挖立即进行，发现坑内漏水量偏大，决定再加一排予以补强，此排有针对性，以堵漏为主，但要相对保持连续，最终达到了预定目的。

　　4、效果分析

　　高喷效果采用以满足基坑开挖为标准，以将漏水量降到最低程序为标准，以满足大坝施工需要为标准。

　　轴线排高喷孔施工结束，有关权威人士认为：在大江大河上拦截防渗，不可能不漏水，能做到这种程度应该不错了。当第二排增加以后，直到基坑开挖结束，大坝浇筑到一定高程，只用一台10"泵和一台6"泵（时抽时停）排水即可满足施工需要，效果良好。同时还为大坝施工提前了15天工期。

　　5、提示

　　在高喷墙体形成但强度不高时，不宜进行基坑抽水或开挖工作，以免由于内外水位差伤害墙体质量。