高喷灌浆在水库除险加固中的应用

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一、 概 述

    根据设计防渗板墙施工轴线和孔距确定孔位，并作好地面桩标记。钻头φ１５０ｍｍ，泥浆护壁，泥浆材料为钙质膨润土、黏土、黄土、细砂等。搅拌浆液采用联合搅浆机制浆，泥浆泵供浆，要求浆液拌合均匀，比重稳定。浆液材料为纯水泥浆，水泥为普通硅酸盐水泥。
    喷射灌浆，将高喷管下入到孔内，按造孔记录及设计板墙底线控制下入深度，然后启动高压水泵、空气压缩机，搅浆机供浆，同时全面检查各管路是否封闭，水、浆、气压力及流量是否符合设计参数要求，喷射管的喷射方向是否对正。启动设备３ｍｉｎ后，待水泥浆从孔口返浆，再按设计提升速度开始提升。喷射灌浆结束后，进行静压回填灌浆，至液面不析水、不下沉为止。
    三、用围井试验确定施工参数
    １９９６年在坝后的地质条件与坝址相近的地段做了一个五边形试验围井，围井边长１．２ｍ，孔深１１．１～１５．０６ｍ，其中土层厚３．７ｍ，砂砾石层厚６．８ｍ，基岩平均埋深１０．５ｍ。
    试验中对不同地层的提升速度、摆动角度及水、气、浆等各项技术参数进行测试，凝固１４ｄ后，进行注水试验，然后全部挖开检查，发现板墙喷射均匀，连接牢固。其中土层高喷墙体厚度５～７ｃｍ，喷嘴双面有效长度６．５５～７．４ｍ；砂砾石层摆角形成墙体厚度３０ｃｍ以上，双面有效喷嘴喷射长度为２．７～３．０ｍ，全部满足设计要求。
    经研究论证后确定：高喷板墙孔距为１．１ｍ，灌浆轴线与喷射轴线夹角为３０°，墙体采用折线连接，砂砾石层和土层全部采用摆喷，摆角为２５°。钻孔孔斜率必须小于１％，墙体厚度大于２０ｃｍ，墙体强度大于７０ＭＰａ，墙体渗透系数小于Ａ×１０－６ｃｍ／ｓ。
    四、高喷防渗板墙的施工
    二道河子水库除险加固的主体工程为高压喷射灌浆防渗板墙。１９９６年完成了３７ｍ试验段的施工，１９９７年又完成了另外３７ｍ及５０ｍ试验段。１９９８～２０００年，防渗板墙的施工全面展开，３年间进行了５６４ｍ设计轴线高喷防渗板墙的施工，共计完成钻孔６２６孔，钻孔总进尺为２４７７７．１４ｍ，灌浆总延米为１９５３２．５８ｍ，共使用水泥１３４４１．５ｔ。
    该防渗板墙设计采用折线连接，分两序孔进行施工，第一序孔造孔及喷射灌浆完毕，等待１４ｄ后，再进行第二序孔的造孔及高喷灌浆的施工。具体墙体连接见图２、图３。

    五、特殊情况处理
    １．漏浆处理
    在二道河子水库大坝高喷灌浆防渗板墙的施工中，有很多孔发生了漏浆现象，说明大坝基础存在严重的集中渗流区及流沙区，对水库大坝的稳定十分不利。因此发生漏浆时，视严重程度采取了停止提升或放慢提升速度的办法，让漏浆地层充分灌满水泥浆，从而达到灌浆的目的。在二序孔的钻孔中，取出了固结良好的类似混凝土的水泥芯，因而用此方法处理漏浆切实可行。
    ２．孤石处理
    二道河子水库大坝基础以砂砾石为主，存在有个别大的孤石。高喷过程中，根据钻孔记录，在喷至孤石深度时，采取上、下５０ｃｍ加大摆角、放慢提升速度的办法，充分将孤石用水泥浆包住，从而达到板墙充分连接的目的。
    ３．事故停喷
    如在高喷过程中发生停电等停喷事故，再次开喷时则采取复喷的办法，解决因停喷造成的板墙连续性问题。