白利峰

(朝陽市水務(wù)工程質(zhì)量與安全監(jiān)督站，遼寧 朝陽 122000)

錦凌水庫圍堰高壓擺噴灌漿施工工藝及其質(zhì)量控制研究

白利峰

(朝陽市水務(wù)工程質(zhì)量與安全監(jiān)督站，遼寧 朝陽 122000)

圍堰高噴灌漿施工技術(shù)由于其施工簡捷、操作方便、防滲效果好等優(yōu)點(diǎn)在水利工程建設(shè)防滲施工中發(fā)揮著越來越重要的作用，逐漸成為大型水利建設(shè)加固除險(xiǎn)安全施工的重要技術(shù)。文章深入研究振孔高噴施工技術(shù)、鉆孔高噴灌漿施工技術(shù)，揭示了灌漿施工原理和特點(diǎn)，確定了施工技術(shù)參數(shù)指標(biāo)，提出了振孔高噴施工和鉆孔高噴施工工藝，并對工程質(zhì)量進(jìn)行控制，針對施工中出現(xiàn)的不良情況，進(jìn)行了匯總并提出了具體的解決方式，確定了圍堰高噴灌漿施工質(zhì)量控制要點(diǎn)并提出了質(zhì)量措施，可為類似工程的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理提供參考和借鑒。

圍堰施工；振孔高噴施工；鉆孔高噴灌漿；施工工藝；質(zhì)量控制

高壓噴射灌漿技術(shù)是通過利用高強(qiáng)壓力形成高速射流束，破碎土體，在噴射范圍內(nèi)將攪拌均勻的水泥基質(zhì)漿液與原地層的土體相結(jié)合，改變原結(jié)構(gòu)和組成成分，形成凝結(jié)體，提高地基承載能力或者提高地基防滲能力的一項(xiàng)先進(jìn)施工技術(shù)。我國水庫建設(shè)工程的數(shù)量與日俱增，水庫壩體無論是從開挖深度還是體量方面都有很大程度的增加，深開挖、大體量、高壓防滲壩體基礎(chǔ)已經(jīng)成為現(xiàn)代化水庫建設(shè)的關(guān)鍵[1]。圍堰高壓擺噴灌漿技術(shù)施工簡便、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、施工效果顯著，在滲透水頭較大的條件下能夠順利施工。因此，目前該項(xiàng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各大水利工程建設(shè)中[2]。

1 工程概況

錦凌水庫地區(qū)主要分布安山巖，摻雜熔巖分布，在壩區(qū)內(nèi)這兩種巖石分布廣泛。其中，該地區(qū)的熔巖主要成分是凝灰?guī)r和火山角礫巖，局部參雜著熔結(jié)流紋巖、凝灰質(zhì)砂巖等，這幾種巖石廣泛分布在壩址區(qū)河床部位。表1為不同巖石巖性比較。

安山巖和熔巖中，堿活性成份所占比例不足0.1%。通過詳細(xì)勘察資料可知，水庫此處構(gòu)造簡單，不存復(fù)雜構(gòu)造。但是，節(jié)理較發(fā)育，局部中等發(fā)育。裂隙主要以剪切為主，復(fù)雜多樣。節(jié)理無充填或節(jié)理內(nèi)僅有少量鈣質(zhì)充填，節(jié)理之間間距10-20cm，結(jié)合一般，延伸中等。

施工技術(shù)參數(shù)：

1)設(shè)計(jì)指標(biāo)：

高噴防滲墻抗?jié)B系數(shù)<1×10-5cm/s；厚度≤100mm；墻體抗壓強(qiáng)度R28≥2MPa；

2)施工參數(shù)

施工參數(shù)見表2。

表1 不同巖石巖性比較

2 圍堰高噴灌漿施工工藝研究

2.1 施工原理及特點(diǎn)

與實(shí)際情況相結(jié)合，本次施工所采用的施工工藝為高壓擺噴灌漿工藝。具體施工布置見圖1所示。高壓擺噴灌漿是高噴管下入設(shè)計(jì)深度后，利用高壓的屋里性能擾動地層，使地層充分和水泥漿結(jié)合，形成混凝土防滲墻。

圖1 圍堰擺噴灌漿平面布置圖

2.2 施工工藝流程

2.2.1 振孔高噴施工

振孔擺噴施工程流程見圖2。

圖2 振孔擺噴施工程流程圖

振孔擺噴工藝流程見圖3。

2.2.2 鉆孔高噴施工程序

1)鉆孔高噴施工流程見圖4。

2)鉆孔高噴工藝流程圖見圖5。

3 施工質(zhì)量控制

3.1 振孔高噴施工質(zhì)量控制

1)孔位確定：先進(jìn)行放樣，并做好此項(xiàng)工作，進(jìn)而對編號和標(biāo)記要做好醒目標(biāo)注。施工中要定位準(zhǔn)確，要嚴(yán)格控制定位誤差，由專業(yè)人士操作≤3cm。定位之后，進(jìn)行下一步。

2)機(jī)器就位時(shí)，首先要校準(zhǔn)機(jī)器垂直度，檢查時(shí)可采用水平鉛錘等相關(guān)儀器。只有機(jī)器垂直度滿足要求之后進(jìn)行固定機(jī)器，防止外界因素干擾機(jī)器的垂直度。

3)調(diào)整噴管垂直度：在校對調(diào)整時(shí)，通常采用水平鉛錘或者其他方法，確保高噴管的垂直度滿足要求。經(jīng)過多次校隊(duì)之后，滿足最初施工設(shè)計(jì)要求。

4)成孔前，設(shè)備需要調(diào)試，首先要防止管道堵塞，并對其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在試噴實(shí)驗(yàn)達(dá)到要求后，將各項(xiàng)壓力參數(shù)調(diào)低，緩慢下放高噴管，是管道安全抵達(dá)至孔底。

5)將高噴頭下振至最終位置后，將之前實(shí)驗(yàn)時(shí)采取的措施進(jìn)行回調(diào)到設(shè)計(jì)值，待孔口上出現(xiàn)反漿現(xiàn)象之后，按原設(shè)計(jì)進(jìn)行施工。

6)詳細(xì)記錄機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，并對各個(gè)工況以及入巖深度進(jìn)行記錄，入巖50cm以上要終止操作，保證底部嵌接良好。

圖3 振孔擺噴工藝流程圖

圖4 鉆孔高噴施工流程圖

圖5 鉆孔高噴工藝流程圖

7)記錄地層變化、孔深、孔號等特殊情況及時(shí)做出對策以免發(fā)生意外。

8)提升噴射注漿：按照最初設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，灌漿采用自下而上的順序，保持一定度提升，當(dāng)灌漿高度達(dá)到設(shè)計(jì)高程后，回調(diào)噴射參數(shù)，把設(shè)備收回。

9)原則上最大功率施工，若是出現(xiàn)噴漿不合格的孔位，要進(jìn)行第二次噴漿，二次噴漿段長度要>50cm，并且要有專業(yè)人員指導(dǎo)二次噴漿[4]。

3.2 鉆孔高噴施工質(zhì)量控制

3.2.1 確定施工軸線、布孔

嚴(yán)格按照圖紙所設(shè)計(jì)進(jìn)行布孔，保證誤差≤3cm，確保其準(zhǔn)確度。

3.2.2 鉆孔施工

1)采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，要確保穿透孔深30-50cm，并且要保證鉆孔半徑Ф54mm，孔壁選擇泥漿進(jìn)行護(hù)壁。

2)鉆孔前先核對孔位，做好前期準(zhǔn)備，孔位允許微小的偏差，<30mm。

3)施工時(shí)，應(yīng)時(shí)刻保證鉆孔的垂直度，避免由外界因素致使孔位發(fā)生傾斜變形，并且要保證孔斜率≤1%。

4)保證孔深合格，鉆孔成型之后，必須當(dāng)場檢驗(yàn)，驗(yàn)收合格才可以對該孔驗(yàn)收合格，并抄錄備案。

5)施工暫停時(shí)，或者施工完成時(shí)，孔口要采取相應(yīng)措施，對其保護(hù)。防止鉆孔被破壞。

6)鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)有專業(yè)人員在一側(cè)進(jìn)行詳細(xì)記錄孔深和掉鉆等特殊情況及當(dāng)發(fā)生不良情況所采取的技術(shù)處理手段和處理結(jié)果[5]。

3.3 下噴射管

1)施工之前要對各個(gè)設(shè)備情況進(jìn)行監(jiān)測，只有當(dāng)每項(xiàng)檢查均合格后，記錄人員記錄當(dāng)前情況，方可進(jìn)行施工操作，若是噴嘴發(fā)生堵塞時(shí)，可將技術(shù)手段對其處理，例如用碎布包裹。

2)若是塌孔時(shí)，要重新鉆孔，在下進(jìn)行下一步操作。

3.4 擺噴提升

1)當(dāng)噴頭達(dá)到孔道預(yù)設(shè)位置，先進(jìn)行原位噴射，運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)期之后，各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到設(shè)定值，出現(xiàn)返漿現(xiàn)象，此刻按原設(shè)計(jì)進(jìn)行噴漿操作，直至完成當(dāng)前設(shè)定任務(wù)。等噴射的高度達(dá)到防滲墻頂高程后，回調(diào)噴射參數(shù)，把設(shè)備收回。噴灌結(jié)束后，回收設(shè)備把管道內(nèi)殘留的漿液打掃干凈，避免堵塞，影響下次噴灌[6]。

2)施工過程中，若因其他因素而停工，并出現(xiàn)搭接段，應(yīng)復(fù)噴，并保證長度≥20cm。

3.5 其他高噴施工質(zhì)量控制

1)當(dāng)提升擺噴灌過程中出現(xiàn)異常時(shí)，停工并檢查，將原因及結(jié)果報(bào)告項(xiàng)目負(fù)責(zé)人或監(jiān)理工程師。

2)采取以下措施來處理施工過程中出現(xiàn)的異常：①孔口不返漿時(shí)，停止當(dāng)前操作，請專業(yè)人士來指導(dǎo)操作，采取大進(jìn)漿量和風(fēng)壓等其他方式；孔口少量返漿時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場反饋情況，要適當(dāng)降低提升速度，必要時(shí)甚至可以停工檢修。②孔口返漿濃度過大時(shí)，通過排除其他可影響因素之后，采取降低漿液濃度，如若不能解決當(dāng)前狀況，可進(jìn)行向上級反映，采取其他方式，例如增加稀釋水管。③若是供漿正常但回漿量提高或者回漿密度變小，對現(xiàn)場狀況做到充分了解之后，可以采取加大漿液密度或降低風(fēng)壓等其他有效措施。

3)當(dāng)前施工結(jié)束后，為防止孔口漿面下降，應(yīng)及時(shí)利用水泥漿回灌[7]。

4)施工過程中準(zhǔn)確記錄異常及處理情況以及現(xiàn)場耗材情況，并及時(shí)進(jìn)行技術(shù)檢查，確保符合工程要求。

5)專職記錄員及時(shí)對每次灌漿所用的高噴參數(shù)進(jìn)行觀測記錄。

6)經(jīng)常巡視現(xiàn)場施工情況，避免造成各種不利于施工的各種現(xiàn)象。

7)保證設(shè)備完好無損，及時(shí)處理各種異常施工現(xiàn)象。

4 特殊情況處理

1)若是堵塞漿嘴、氣嘴，立即停止當(dāng)前操作并加采取大注漿壓力、上下反復(fù)快速移動噴頭、降低漿液濃度等技術(shù)措施，確保暢通無阻，而后進(jìn)行復(fù)灌施工，長度大于50cm。在振孔施工之前應(yīng)對設(shè)備進(jìn)行復(fù)查，尤其是噴嘴此類關(guān)鍵設(shè)備，及時(shí)處理異常的狀態(tài)，保證施工的正常進(jìn)行[8]。

2)反漿漿液的密度不正常，偏小，不符合要求，以至于無法繼續(xù)施工，需要調(diào)整管道的進(jìn)漿量來加以解決。

3)孔口不返漿時(shí)，停止當(dāng)前設(shè)備操作，等地面設(shè)備做出相應(yīng)技術(shù)調(diào)整，例如要加大進(jìn)漿量和適量提高風(fēng)壓，才可繼續(xù)當(dāng)前的施工，但是要降低管道提升速度，確保灌漿漿液能完美的與土體相結(jié)合。

4)停機(jī)時(shí)間過久，在進(jìn)行開工之前必須對輸漿管路進(jìn)行打掃，確保管道暢通不存在堵塞之后方繼續(xù)施工。

5)若是供漿正常但回漿量、回漿密度不正常，應(yīng)調(diào)整漿液密度或改變風(fēng)壓。若孔口冒漿量過大，可加大地面供壓、噴嘴孔徑縮小、加速提升的多種方式。

6)施工中，因特殊情況而導(dǎo)致施工暫停，若要是繼續(xù)噴漿，需要進(jìn)行復(fù)灌施工，長度>50cm。停工時(shí)間過久導(dǎo)致了水泥凝結(jié)，需在此位置2m內(nèi)，進(jìn)行補(bǔ)孔補(bǔ)噴。

5 結(jié) 論

我國水利工程發(fā)展的迅速，促進(jìn)了新材料、新技術(shù)、新工藝的改進(jìn)和創(chuàng)新。高壓噴射灌漿技術(shù)作為高質(zhì)量，施工簡便，對滲透水頭、不同地層的適應(yīng)性強(qiáng)，防滲效果明顯的一項(xiàng)施工技術(shù)，在水利工程加固防滲等其他方面起到重要作用。文章通過深入研究圍堰高噴灌漿技術(shù)，揭示了其施工原理和特點(diǎn)，確定了施工技術(shù)參數(shù)指標(biāo)，提出了振孔高噴施工和鉆孔高噴施工工藝，并對施工中的質(zhì)量進(jìn)行控制，對施工過程中出現(xiàn)的特殊情況進(jìn)行了匯總，提供了具體的處理措施。該研究成果能夠?yàn)樵摷夹g(shù)的深入研究和推廣應(yīng)用起到重要的推動作用。

[1]周賢芝，李紅月.高壓旋噴灌漿技術(shù)在大壩圍堰防滲中的應(yīng)用[J].紅水河，2013,32(06):64-66.

[2]李秀龍，蔣濟(jì)，方洪.砂卵礫石地區(qū)圍堰防滲灌漿試驗(yàn)施工[J].云南水力發(fā)電,2014,30(S1)：45-48.

[3]劉艷潔.高噴灌漿在施工圍堰中的應(yīng)用[J].河南水利與南水北調(diào),2013(22) :23-24.

[4]吳文松.高壓旋噴灌漿在圍堰防滲處理中的應(yīng)用[J].水利水電施工，2015(05):14-16..

[5]于志強(qiáng).高壓旋噴灌漿在圍堰防滲施工中的應(yīng)用[J].四川水力發(fā)電，2014,33(S1):29-30.

[6]高鵬程.高壓旋噴灌漿施工參數(shù)選定[J].甘肅水利水電,2015 ,51(11):80-81.

[7]邢新元，謝延存.高壓旋噴灌漿技術(shù)在電站圍堰防滲中的應(yīng)用[J].東北水利水電,2016(05):20-22.

[8]王雁.錦屏二級水電站進(jìn)水口圍堰高壓旋噴施工[J].四川水利,2013(05):24-25.

1007-7596(2016)12-0179-04

2016-11-23

白利峰(1972-)，女，遼寧北票人，高級工程師，從事水利工程設(shè)計(jì)，施工、質(zhì)量監(jiān)督管理工作。

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