水库大坝建设中高压摆喷灌浆施工探析

梁家庆

【摘要】我国大坝建设中离不开经济可行、科学合理的高压摆喷灌浆施工控制工作。本文结合工程施工管理经验，就某水库工程中高压摆喷灌浆设计和施工的关键技术质量控制措施进行了分析，以此来对我国今后大坝建设中的高压摆喷灌浆施工控制提供指导和帮助。

【关键词】大坝建设；高压摆喷灌浆；施工控制

一、引言

伴随着社会主义建设的大踏步前进，面对新形势下大坝建设中的高压摆喷灌浆施工控制工作正在大刀阔斧的进行，并且逐渐显露出其优势和效用。尤其是国内经济发展状况良好，为我国发展提供了有利的环境和基础，因此，在这一阶段亟待促进大坝建设中高压摆喷灌浆施工的有效控制，进而大大增加大坝工程的价值效用，快速促进我国经济发展，加快城市化建设的脚步。

二、工程概况

某水库工程建设阶段，设计的坝顶高程是49.15m、坝高26.15m、坝顶长152m、坝顶宽3.6～5.8m ，而上坝上游面与下游护坡选择干砌石与草皮两种护坡模式进行处理，前一个上、下坡分别采取用的比例是1：2.78、1：4.25，后一个上、下坡分别采用的比例是 1：3.04、1：1.50，这一工程预计总库容是 485 万 m3，标准蓄水位是 45.79m。因主坝底中心处发生泄漏，导致坝底产生决口，通过确认，了解到这一事件发生的起因是由主坝坝后引水结构造成，引水结构中粉细砂层出现变化，沿着上游发展进一步恶化，最后导致坝体遭到严重的损坏，决口宽度与高度分别高达 1.4m、 0.9m 。站在地质与坝体填筑两个层面研究引起这一情况出现的因素，按照实地钻孔注水处理给出的数据，填筑土渗透系数达到 10-4cm/s 量级，即中型透水；坝基原状土层、坝基岩体两者的结合相对稳固，渗透系数在 10-5级范围内，即低型透水。

三、大坝建设中高压摆喷灌浆设计

这一工程设计阶段，需要确定有效的技术参数，主要按照三个实验区间进行处理，实验区I 、 II、 III 孔距 分别是1.5m、 1.2m、 0.8m，如下图3.1所示。

结合图例不难发现，所有实验区孔数量均为5个，而且所有孔洞对应深度均为 6m，实验目标长度 20.5m。实验孔全部形成后，于前坝脚 2m 处，利用三管法得到高喷灌轴线，从而完成轴线后期对接处理，设计期间主要结合该区域底层状态，建立高度 6m 墙体以及高度 12m 决口段，得到有效的高喷防渗墙。使其喷射摆角为 15°。结合此前实验孔位置相应处理，工程建设阶段，所有实验区中，地质组成和地层特征必须全部达到一致，找到实验对象最佳地点完成高压摆喷灌浆实验，了解技术参数标准值。最后通过完成大量防渗墙墙体厚度、成墙对接连续等状态的实验分析，重新调整高压摆喷灌浆孔距、摆角等位置，建立如表3.1所示参数表。

四、大坝建设中高压摆喷灌浆施工

结合上述操作工序，可以获知该工程高压摆喷灌浆有效的技术参数，在此基础上完成施工，主要流程是：

（1）钻孔处理。该工程通过三重管法达到钻孔目的，包含三个步骤，实地操作阶段需要预先完成布孔放线，结合设计中确定的标准，利用经纬仪设置放轴线，从而了解桩位与钻孔最佳地点。

布孔放线操作阶段，通过木桩标记施工处，接着以水泥桩作为轴线管理桩。按照预先设立的钻孔点，同时利用泥浆护壁、合金钻头回转两类钻孔模式成孔，操作阶段出现大量孔位毁坏的现象，在权威专家的建议下，以红粘土获得固壁泥浆，同时通过调配泥浆实现共同固壁。

进行钻孔操作时，主要包含两个过程，首先完成导孔处理，也就是按照前坝脚 2m 处喷灌浆轴线方向，每隔 30m确定一个先导孔，接着检验所有先导孔内部组成，从而获知沙土分层区间，属于钻孔操作核心基础；其次便是灌浆孔处理，按照防渗墙轴线方向，同时结合实验所得孔距，完成回转钻孔与泥浆护壁处理，形成的钻孔规格：孔距1.2m、孔径超过 110mm ，数量 152 个，深度 769m。

（2）高压摆喷灌浆。上一步操作彻底结束，确认钻孔是否全部符合标准，同时让高喷台车与钻孔角度达成一致，按照工程轴线进行地面试喷处理，这一做法意义在于确认高喷台车进行高压摆喷灌浆时有效程度，而且能够了解摆角合理性，如果不合理，则必须经过调节获得最佳角度。地面试喷结束，改变其中不合理的摆角位置，剩下的摆角全部根据相应规律安放于轴线两旁。接着，让喷射管置于孔底，并且结合有效的压力、流量指标，完成浆、水、风的补充，最终让水泥浆液在孔口处流出，同时这部分浆液密度必须大于 1.2g/m3，以 12cm/min 这一标准上升速率，由孔底向上持续摆喷，完成该步骤大约需要2min。而摆喷上升操作，必须让全部钻孔同时得到处理，摆喷阶段，需要及时了解灌浆装置工作速率与浆液调制比例，如浆液比例等，确保摆喷处理符合标准要求。若是以上操作阶段发生压力急剧减少、瞬间上升等情况，那么需要观察孔口回浆浓度与份量，从而了解导致上述不合理状态出现的因素，经改善，才能开始后续的工程。灌浆操作结束，确认孔内浆液是否出现析水、沉淀等状态，这一过程中了解到高喷墙体上方存在凹穴，施工队需要通过预先准备的浆液静压回灌填充，因为必须让凹穴中的浆液准确回灌，故而应该采取反复间断回灌方式处理，最终使孔口浆液始终稳定在一个水平。高压摆喷灌浆阶段，必须有效解决如下不合理的工程现象：

①漏浆。灌浆阶段了解到一部分钻孔中地层组织密实度存在问题，灌进浆液后由于裂缝存在，造成大量浆液漏出。处理这一现象时，钻孔阶段需要有效提升泥浆浓度，并且把一定火碱放进泥浆内，使松散土层内部相应渗透裂缝得到有效密封。而灌浆期间，必须准确掌握上升速度，同时浆液内部需要补充一定的速凝剂、水泥黏土浆等。

②串孔。灌浆阶段 0+048 压力洞處，附近相邻钻孔串浆问题频频发生，经过检验串孔孔口回浆状态，获知由于回浆比重超过标准导致灌浆孔无法进行有效返浆，必须依据合理深度开挖孔口以及封压重，等到剩下的灌浆孔灌浆结束，再次处理串浆钻孔，实现灌浆工程。

③凹穴。浆液凝固阶段，灌浆析水沉淀，造成浆液凹陷，出现凹穴，解决这一情况时，可以在凹穴处补充浆液，反复3次，待其凝固，接着通过壤土完成填补夯实。

（3）高压摆喷灌浆试验围井检验

该工程中高压摆喷灌浆能否达到正常标准，可以在操作完成时结合防渗指标实施围井检验。本工程通过有限单元法以及岩土软件模块两种方式研究大坝处理后的渗流情况，过程中结合《碾压式土石坝设计规范》涉及的指标，全面了解水库大坝工作阶段发生的所有潜在的问题，求得标准蓄水位、预测洪水位、校对洪水位、上游水位四种数据。最后表明加固处理结束坝体状态如下图4.1所示。

上述 1-6 对应分区，处理结束其渗透参数如表4.1所示。

结合上述渗透参数完成工况运算，最后得到所有工况逸出点渗透坡降值。经过分析比对，该工程利用高压摆喷灌浆进行处理，可以确保质量达到国内制定的工程建设要求。

五、结束语

在目前快速发展的条件下，我国大坝建设中离不开科学的高压摆喷灌浆施工控制工作，旨在保证经济可行、科学合理的大坝建设与施工。因此，我国需要采取相应的措施，从多方面入手，促进形成合理完善的施工控制措施和体系，进而为大坝建设中高压摆喷灌浆施工工作提供坚强的后盾，积极推进新时期大坝建设中施工技术和质量的有效管理。尤其是要加强对大坝工程施工管理人员的职责要求，提高他们的技术水平，为进一步促进新时期大坝建设中高压摆喷灌浆施工控制的应用及发展做出应有的努力和贡献。

参考文献：

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