鉆噴一體化高壓噴射灌漿技術在水庫除險加固工程中的應用

王玉竹

【摘要】根據近年來在全國各地病險水庫除險加固工程中應用大口徑的鉆噴一體化高壓噴射灌漿施工方法，鉆噴一體化施工工法在水庫地基防滲加固工程中應用。計劃和實踐技術經驗，成功地處理了湖北吉河水庫的除險加固工程，通過實踐可以得出鉆噴一體化高壓噴射灌漿技術在處理土壩壩基滲透漏問題上有顯著的效果，對在相似病險水庫中推廣應用高噴灌漿技術有一定的參考價值。

【關鍵詞】鉆噴一體化 防滲加固

前言

當前鉆噴一體化高壓噴射灌漿技術已經成熟并被應用到了建筑施工技術中，尤其是在水利工程建設中更是廣泛應用。本文主要結合鉆噴一體化高壓噴射灌漿技術在湖北吉河水庫中的具體實踐應用，對該技術進行簡要分析。

一.工程概況

吉河水庫地處棗陽市鹿頭鎮張莊村，距城區19.5千米。水庫總庫容6028萬平方米，其中調洪庫容3301萬平方米，興利庫容2726萬平方米，死庫容1萬平方米，是一座以灌溉為主，兼有防洪、供水等綜合效益的中型水利工程，運行多年來，為棗陽市的經濟發展作出了巨大貢獻。大壩為均質土壩，本次實測最大壩高24.5米，壩頂高程146.9米，壩長4630米，壩頂寬5米。上游壩坡為混凝土護坡，坡比自上而下依次為1：2.5、1：2.75，下游壩坡為草皮護坡，坡比為1：2.5、1：2.75；老河床部分設有反濾壩。壩腳有一條長3000米的壓滲臺，西段寬30米，東段寬10米。該流域氣候為副熱帶大陸性季風氣候，降雨量時空分布不均，雨強大，因而洪、旱災比較頻繁，因此急需對該水庫進行出險加固措施。

本工程采用了鉆噴一體化施工工法進行施工，工程嚴格按照《水利水電工程高壓噴射灌漿技術規范》進行施工。鉆到設計深度經驗收合格后即進行高噴施工，當噴到設計高程后，為解決旋噴凝結體頂部因漿液析水而出現凹陷現象，每當噴射結束后，隨即在噴射孔內進行靜壓充填灌漿，直至孔口液面不再下沉為止。

二、鉆噴一體化施工工法的優勢

鉆噴一體化施工工法，其最重要的改進面是鉆孔工序，該工法中技術鉆桿即鉆射管。鉆到設計深度后及即進行高噴施工，實現鉆、噴（灌）一體化。改進后的大口徑鉆噴一體化施工工法具有如下優勢：

（1）鉆噴一體，鉆桿提升靈活、機具穩定性好。

（2）由于設備性能上的提高，可提高鉆孔垂直度，解決成孔難的問題，提高功效。

（3）采用噴頭與特制鉆頭連成一體的特殊鉆頭不僅可簡化高噴灌漿先鉆孔再灌漿的工序，還能有效地解決厚砂層、后雜填土層、淤泥層、礫石層和卵石層等各種復雜地層造成埋管不成孔以及護壁困難的問題。

（4）不需要鉆機造孔，設備機動靈活，因此，施工人員可減少1/3。

（5）可以不分序連續施工

三.高壓噴射灌漿工程施工過程

根據實地情況考察，吉河水庫的主要施工部位為樁號0+150.5～0+462.8段，采用高壓旋噴方式形成的防滲墻長312.3米，孔距0.8米，下部入基巖1米，上部入粘土層3米，滲透系數小于10-6cm/s。

施工過程主要包括

首先測量定孔。高壓噴射灌漿在施工前，做好圖紙審查復測。根據圖紙進行防滲軸線放樣做到準確孔位。

第二步是鉆噴一體化機就位。根據設計的平面坐標位置，要求將鉆頭對準孔位中心，同時鉆機平面應放置平穩、水平。在鉆孔定位前要對施工現場進行整理清掃，保證地面平坦整潔，保證鉆孔時的精確度。在鉆孔過程中要對相關數據進行記錄。

第三步是鉆孔及下噴射管。采用鉆噴一體化機進行作業，鉆孔達到設計深度后，驗孔合格后開始噴漿，要自下而上進行噴射作業，當噴頭下至設計深度，應先按規定參數進行原位噴射，待漿液返出孔口、情況正常后方可開始提升噴射。在噴射時要嚴格按照各項工藝參數的要求加以控制，施工中應準確記錄高噴灌漿的各項參數、漿液材料用量、異?，F象及處理情況等。

第四步成孔。噴射管被提升到設計要求位置時，此孔噴射灌漿即告完成，應利用回漿或水泥漿及時回灌，直至孔口漿面不下降為止。

第五步沖洗。當噴到設計高程后，噴射完畢，及時將各管路清洗干凈，不得留有殘渣，以防堵塞，尤其是供漿系統更為重要。通常是把漿液換成清水進行連續連續沖洗，直到管路出水澄清為止。

最后一步即移開鉆機，將鉆機移到下一孔位。

四、高壓噴射灌漿的質量把控技術

鉆噴一體化高壓噴射灌漿在正式施工前，必須要做好圖紙規劃。噴射灌漿防滲墻需要結合圖紙，根據圖紙進行放樣準確定位，噴射灌漿宜全孔自下而上連續作業。在進行噴射作業過程中，噴射灌漿因故中斷后恢復施工時，應對中斷孔段進行復噴，搭接長度不得小于0.5米。

在進行噴射作業時，如果發現噴嘴包裝破裂、噴嘴被灌漿堵住時，應當立刻借助噴射工具清理掉多余的灌漿，并進行再次噴射，同時還要保障風、漿同時輸送，缺一不可。在進漿正常情況下，若回漿密度變小、回漿量增大、應降低氣壓并加大進漿漿液密度或進漿量。若高噴灌漿過程中發生串漿時，應填堵串漿孔，待灌漿孔高噴灌漿結束，盡快對串漿孔進行高噴灌漿，或繼續鉆進。

五.施工后數據監測分析

鉆噴一體化高壓噴射灌漿工程以及最后的質量檢測完成之后，監查人員對水庫的除險加固和滲漏現象進行了數據分析和圍井注水試驗，并將試驗結果樣本送至水利科學研究所進行研究檢測。研究結果表明，在運用鉆噴一體化高壓噴射灌漿技術對吉河水庫進行除險加固后，水庫的各項指標均符合工程安全需要。當逐漸完成工程項目主體除險加固措施基本完工后，監查人員在工程的灌漿軸線位置按照規范的操作順序進行壓水試驗，發現滲透系數均小于10-6cm/s，與工程安全設計的要求相符合，吉河水庫的旱澇災得到了極大地緩解。

結語

在吉河水庫借助于鉆噴一體化高壓噴射灌漿技術后，該大壩的滲漏現象得到了解決，采用鉆噴一體化高壓噴射灌漿的方式進行施工，可操作性強，提高了施工效率，值得在類似工程中推廣。創新研究的鉆噴一體化施工工法比傳統高噴灌漿工藝具有高效、經濟、穩定、能在厚砂層、厚雜填土層、淤泥層、礫石層和卵石層等各種復雜地層有效使用等優點。

針對本工程地下水豐富、地層砂卵石率高的特點，采用二管法工藝取消高壓水作用這一過程，而直接采用高壓漿切割，充填，可以達到減輕漿液稀釋的目的，對于處理地下水豐富，地層架空現象較嚴重的地層具有明顯優勢，而且具有功效快，節約材料，廢漿量減少的優點。以保鉆噴一體化證高壓噴射灌漿技術在水庫除險加固工程中真正發揮作用，得到推廣。

參考文獻：

[1]王剛，張松.大口徑鉆噴一體化高噴灌漿技術及應用， [J]長江科學院院報，

2014，31（12）：135-138.

[2]葛文輝.高壓噴射灌漿技術在加音塔拉水庫加固工程中的應用[J].陜西水利，2015，（z1）：40-42.

[3]黃愛梅，李志鋒.高壓噴射灌漿技術在病險水庫工程中的應用[J].建材與裝飾，2012，（8）：49-50.

[4]李明.淺析高壓噴射灌漿技術在病險壩防滲加固工程中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2012，（32）.

[5]齊延偉，鄧麗，張定華等.高壓旋噴灌漿技術在林溝水庫除險加固工程中的應用[J].河南水利與南水北調，2014，（8）：11-12.