[浅谈灌浆技术在某坝体施工中的应用]土坝坝体灌浆技术规范

　　摘 要结合高压摆喷灌浆施工技术在某水库坝体防渗墙施工工程的应用实践,总结了其前期准备及试验,孔位确定,钻孔施工,水泥浆液拌制,高压摆喷灌浆施工等工艺步骤,以及其施工质量的主要控制措施,对类似工程施工有一定的借鉴意义。
　　关键词水库坝体;防渗墙;高压摆喷灌浆
　　中图分类号TV543文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0050-001
　　
　　1工程概况
　　某水库始建于1968年,坝体全长约320m,最大坝高13.6m,坝顶面宽约4.2m。坝体由土壤填筑而成,填筑土壤中含少量粗砂和细卵石。受当时经济投资及施工技术条件影响,坝体均采用人工填筑方式施工。经水体长期浸泡,坝体粘土墙防渗效果逐渐变差,坝后存在大范围的渗漏区域。为了有效解决该水库的坝体渗漏问题,考虑高压灌浆防渗墙具有防渗效果好,施工速度快,投资费用相对节省等优点,此次水库防渗加固消险故采用此种技术。
　　2施工工艺
　　水库坝体防渗墙采用三管法摆喷灌浆技术进行施工,板墙结构为单排折线方式连接,分两序进行间隔施工,一序孔与二序孔间隔时间至少不低于96小时,孔位布置详见下图1所示。三管摆喷灌浆技术机械配套及整合程度要求相对较高,主要机械设备为一套三管高压喷射装置,主要包括导孔钻机,泥浆泵,浆液搅拌机,高喷台车,高压发生设备,空压机及相应管路等设备。施工工序主要包括定孔位,钻孔,配制水泥浆液,摆喷注浆施工,其主要工艺流程详见下图2所示。
　　2.1地质情况及试验
　　由于高压摆喷灌浆施工技术参数受场地地质条件影响较大,在防渗墙灌浆施工正式进行前,需进行相应的先导孔钻探及生产性试验,以确定高压摆喷灌浆相关技术参数。
　　先导孔沿防渗墙设计轴线逐一布置,在后续灌浆施工过程中亦作为灌浆孔,共钻取9个孔芯,自上而下坝体地层地质具体情况如下:
　　1)0-4.5m,回填杂土层,结构较松散;
　　2)4.5-9.0m,粉质粘土层,含少量砾质黏土,中低压缩性;
　　3)9.0-16.0m,粘质中粗砂层,局部混杂砾石层,呈黄褐色,轻度及中度渗漏;
　　4)坝基坐落于弱风化云母片岩上,局部被强风化。
　　参照类似工程施工经验,结合本坝体地层地质具体情况,可初步拟定1.2m及1.5m两种孔距进行防渗墙高压摆喷灌浆施工试验,防渗墙试验段施工7d后进行开挖检验,发现两种不同孔距成墙外观及防渗性能均良好,考虑投资经济性故采用1.5m孔距进行孔位布置。
　　2.2施工技术参数
　　高压摆喷灌浆防渗墙施工采用固定角度摆喷,墙体为单排折线连接混凝土结构,灌浆材料由P.032.5普硅水泥制备而成,具体施工技术参数见表1。
　　2.3施工工艺流程
　　1)确定孔位。①钻孔施工开始前应定位防渗墙轴线控制点,按孔距要求沿防渗墙轴线方向依次布孔;孔号顺序应标识清晰,保证能准确定位防渗墙轴线。②按30m的间距沿防渗墙轴线方向设置轴线校核孔,在核孔定位时采用30m的钢尺排大尺以尽可能减小测量的累计误差,孔位偏差不应超过30mm。
　　2)钻孔。①在正式开始钻孔施工前,应校核钻杆的竖直度,对主钻杆竖直度要尤其严格控制。②钻机就位后,先进行调平,保持钻杆竖直。水平调整采用水平尺进行。③进孔初期应保持慢速、轻压施工,在钻进过程中如出现泥浆严重漏失,孔口不返浆等现象,应重新调配泥浆比重,或采取其它有效控制措施。④钻进过程中要视坝体地质情况确定采用孔内成浆还是泥浆护壁进行护壁,要求钻入深度至少到基岩下1.2m(预留0.20m孔底沉积量);钻进过程中,须详细逐个记录孔位、孔深及孔位处地质地层变化等具体资料;钻进施工暂停或终孔待喷时间较长时,应加遮盖保护孔口。⑤钻孔结束后应用新鲜泥浆清孔,将孔内粘附于壁上的岩粉等杂物清除干净,保证喷射施工时导管能顺利下伸至孔底。
　　3)水泥浆液拌制。①水泥浆在泥浆制备池中搅拌而成,采用2级拌制,每级搅拌时间≥2min,水泥浆制备池应安装强度足够的搅拌叶,其叶片直径比制备池直径约短3cm,叶片下端比池底高1cm左右,因为搅拌叶片与池底或池壁间隙过大会造成水泥在池边搅不开。水泥浆体要严格按预定比重进行配比拌制,水泥浆比重控制在1.5g/cm3左右,每20min复核测量1次;返浆比重应低于1.25g/cm3,且应经过过滤,重新在制备池充分拌制后方可再次使用。②一级水泥浆制备池内浆体经筛网过滤后方可流入二级制备池搅拌,筛余的浆体杂渣应集中处理,严禁将其混入水泥浆制备池中再次使用。③制备池内留置水泥浆液时间超过15min应进行再次搅拌,以免水泥浆液发生初凝及沉淀反应而导致其比重严重偏差;若水泥浆液在制备池内留置时间超过4h,严禁将其再次用于高喷灌浆施工。
　　4)高压摆喷灌浆。①高压摆喷灌浆施工由孔底自下而上逐渐进行。当喷射导管下伸到设计预定深度后,应按设计要求进行原位喷射,待孔口出现返浆,灌浆施工正常后才能进行提升喷射。②喷射灌浆施工应按孔号分序依次进行,一序与二序施工时间间隔最少不低于96h;喷射灌浆施工全过程应连续作业,若因故中断则应进行相应的复喷。中断时间超过20min恢复喷射施工时导管至少应下伸0.3m再开始,超过1h恢复时,导管至少应下伸0.6m再开始。③施工操作人员应随时注意水泥浆体比重的变化,严格控制注浆量,泥浆泵压力,水压,提升速度等施工技术参数,严格按技术要求进行高压摆喷灌浆施工。根据坝体土层地质条件的变化,严格控制提灌浆导管提升速度,在云母片岩层提升速度约为5cm/min,粘质中粗砂层约为10cm/min,粉质粘土层约为15cm/min,回填杂土层约为20cm/min。④对泥浆泵压力,水压,空压机设备等在施工过程中应重点监控,保证导管内水泥浆液上下畅通,发现堵塞问题应及时处理。⑤高喷作业结束后应立即进行回灌,回灌浆液可采用孔口返浆或制浆回灌,以孔口浆液面不再下沉为结束标准。
　　3质量控制措施
　　3.1成孔倾斜
　　1)钻机到达桩孔位后应及时进行对中,调平,及时校正钻机垂直度,保证钻杆与地面充分垂直,确保桩身垂直度误差控制在1.2‰的范围内。
　　2)钻杆钻入到土层地质条件明显变化位置,或遇到孤石或岩层时,应立刻减低速度。
　　3.2钻孔漏浆处理
　　钻孔施工过程中若发现孔口不返浆现象,则坝体有可能存在严重渗漏带,主要可采取如下措施:
　　1)泥浆护壁所采用的泥浆加大其比重,将其提高至2.0左右。
　　2)钻进至孔口出现漏浆处则停止钻进,立刻拔出钻杆,采用粉质粘土搓成直径约6-8cm左右的土球将孔内填满,捣实后并进行复钻,同时加大护壁泥浆所采用的泥浆比重,钻进到孔口出现漏浆处再次停止钻进,即保持钻杆原位空钻状态,直到孔口再次返浆。
　　3.3坍孔
　　保持足够的泥浆浓度和泥浆面高度,在正常情况下进行钻孔施工很少会发生坍孔现象。在遇到孔洞或孔内突然出现裂隙漏浆补充不及时时,才有可能出现塌孔现象。
　　3.4钻孔孤石处理
　　在钻孔施工过程中,若遇到较大的孤石,钻杆会有明显跳动及抖动的现象,同时进尺速度突然变慢甚或停止。参照坝体防渗墙的设计施工时的断面地质资料,及先导取芯试验孔所获取的地质剖面图,可基本确定该位置是否存有坚硬岩层,否则出现上述钻杆明显跳动及抖动情况基本可判断为遇到孤石。钻孔遇到孤石时,应立刻放缓钻进速度,加大钻杆转速,或在钻杆头部改用金刚石钻头。
　　4结论
　　高压摆喷灌浆施工技术在该水库坝体防渗墙的施工过程中取得了较好的效果,但在大面积渗漏带区域钻孔漏浆处理有些问题的解决上还有待改善。实践证明,采取高压摆喷灌浆技术及措施,对于水库坝体大范围的渗漏问题能得到充分解决,技术上有较大优势。
　　
　　参考文献
　　[1]黎勇.水利工程基础防渗处理中高喷灌浆技术应用[J].四川建材,2009,1.
　　[2]傅杰民.灌浆技术在小型水库防渗处理中的应用[J].浙江水利科技,2009,2.
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