高压旋喷灌浆在天北水库除险加固中的应用

　　［摘要］高压旋喷注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。根据注浆设备和注浆管的不同，可分为：单管法、双管法和三管法；其中单管旋喷注浆法是高压喷射注浆法的主要类型之一，在实际工程中应用广泛，本文通过该技术在天北水库除险加固中的应用，介绍单管高压旋喷射注浆施工工艺及施工中应注意的一些问题。
　　［关键词］高压旋喷灌浆；坝基加固；防渗墙
　　1、 工程概况
　　蛟河市天北水库始建于1950年，是一座以灌溉、防洪、养殖等综合利用的小（Ⅰ）型水库，水库控制流域面积为13.3km2。水库主坝为均质土坝，坝顶长302.6m，坝顶宽3m，最大坝高10.1m。水库主要建筑物包括大坝、溢洪道和输水洞。坝基岩性为壤土、细砾和花岗岩。
　　水库在多年运行后主坝渗漏量偏大，桩号0+007.5—0+061.0m大坝直接坐于强透水的细砾上，该层属强透水层，坝前后贯通，坝基存在接触冲刷及渗透稳定。大坝与输水洞边墙之间有渗水现象，该水库被列为病险水库。天北水库除险加固工程，在对主坝坝基渗漏防渗与大坝与输水洞接触部位施工方案中，选用了高压旋喷灌浆技术进行坝基加固，构筑防渗墙。
　　2、 施工方案及工艺
　　（1）施工方案：桩号0+007.5—0+061.0m坝段，坝基高压旋喷灌浆。高压旋喷灌浆中心线位于坝轴线上，孔距1.25m，三序孔灌浆，截渗墙有效厚度1.5m，灌浆范围从细砾上限向上0.5m至细砾上限深入坝基花岗岩层0.5m为止。输水洞与大坝接触部位出现的掏空现象或接触渗漏现象，经过技术经济比选，选定与大坝坝体联合旋喷灌浆方案。在洞两侧钻孔旋喷灌浆截渗墙。洞两侧各布设5个灌浆孔，均在坝顶，每孔灌浆半径1m，单侧孔距1.5m.。内侧孔中心距离洞外壁间距0.75m，每侧3孔；外侧孔中心距离洞外壁间距2.25m，每侧2孔。单侧有效厚度3m。高压旋喷灌浆完毕后采用水泥浆封孔。浆液材料为纯水泥浆，水灰比为1:1,水泥为普通硅酸盐水泥。
　　（2）施工工艺：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。安放钻机在设计的孔位上并保持垂直开始钻孔，钻孔位置与设计位置的偏差不得大于50mm。开孔结束，检查孔位及深度，检查合格后插入旋喷管到预定深度。在插管过程中，为了防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水边插管，水压力不超过1Mpa。若压力过高易将空壁射塌。当喷管插入预定深度后。由下而上进行喷射作业，值班人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转提升速度等参数是否满足设计要求，并随时做好记录，绘制作业过程曲线。喷射施工完毕后，应把注浆管等机具冲洗干净，管内、机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。全部结束后将钻机等机具设备移到新孔位上。
　　工艺流程如下：测量放线定位—引孔钻机就位—开孔检查—钻进成孔—清孔移钻—插入高喷管—启动空压机送风—启动高压泵送水—浆液配制泵送—高喷作业—观察高喷参数—回灌—孔内保持满浆—转入下一孔位。
　　
　　（3）技术参数：钻孔技术参数：孔距：大坝坝基防渗灌浆1.25m，输水洞与坝体联合旋喷灌浆1.5m，孔位偏差：≤50mm，孔斜率：≤1.5%。高喷技术参数：提升速度：8～10cm/min，浆压：30～35Mpa，浆量：70～90L/min，风压：0.6～0.7Mpa，风量：8～10m3/min，浆液比重：1.35～1.45g/cm3，旋转速度：10r(次)/min，转角：360ο。
　　3、施工中应注意的问题
　　(1)钻孔偏斜是影响墙体可靠搭接的关键因素，施工时力求钻机保持平稳，使开孔钻具保持铅垂状态，随时校对立轴垂直度。如孔斜偏差较大，应及时采取有效措施纠偏。
　　(2)浆液配制搅拌一定要保证浆液的浓度，应当采用二次搅拌配制浆液，即在第一只搅拌桶中按确定的水灰比配制并搅拌水泥浆液，搅拌均匀后放入第二只搅拌桶中待用。禁止采用一只搅拌桶，一边配浆一边抽浆，否则难以控制浆液水灰比。
　　（3）高喷管下到距孔底0.5m时，先启动注浆泵送浆，同时旋转下放，下至孔底后，在启动高压泵和空压机，各项参数正常后方可提升。
　　（4）喷射作业不要孔与孔连续喷灌应间隔进行，避免出现串孔现象。若发生串浆时，应填堵串浆孔，待灌浆孔高喷灌浆结实，尽快对串浆孔扫孔，进行高喷灌浆。
　　（5）钻进暂停或终孔带喷时，孔口应加以保护。若时间过长，应采取措施防止塌孔。
　　（6）因停水、停电或机械故障等意外原因造成喷射注浆中断时间过长，恢复喷浆时，应将喷头下放原喷顶高程以下不小于0.5m进行复喷，采取重复搭接以保证上下墙体的连续性。
　　（7）施工中注意观察水、气、浆液的压力和流量是否达到设计要求，发现异常，要立即停止作业，查明原因，及时处理。
　　（8）喷射注浆作业后，由于浆液析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固体体顶部出现凹穴，所以应及时进行补灌，并要预防其他钻孔排除的泥土或杂物进入。
　　4、结语
　　高压旋喷灌浆在天北水库除险加固工程中应用于构筑防渗墙、地基加固都取得了较好的效果。通过检测表明防渗墙的各项指标均满足设计要求，防渗效果良好。随着中央对中小水库除险加固投资力度的加大，建设进度的加快，高压旋喷灌浆防渗墙施工工艺在天北水库出险加固中成功的应用，无疑对将来更多的病险水库防渗处理提供了成功的经验。

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