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［摘要］本文以宾阳县百合水库除险加固工程主坝高压旋喷灌浆加固工程施工为例，分析了高压旋喷灌浆技术在土坝防渗加固中的应用和施工中存在问题的处理等，对于目前正在进行的病险水库防渗加固施工有一定借鉴和启发作用。
［关键词］高压旋喷灌浆、防渗、体会
中图分类号：P343.3 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
百合水库位于宾阳县露圩镇百合村，珠江流域两江系郁江支流东班江的急水江上，距宾阳县城约52Km，坝址以上集雨面积53.5 km2，总库容1467万m3，设计洪水位166.00 m，校核洪水位166.45 m，水库正常蓄水位163.94 m，死水位139.30m。百合水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电、养殖等综合利用的中型水利枢纽。主坝全长165m,坝顶高程169.65m,最大坝高45m，相应库容1216万m3，设计灌溉面积3.05万亩。
水库1958年初建时，受当时经济技术条件所限，加上坝体填筑料主要成分是石英砂岩及风化残积物，表现为粘土夹大量角砾碎石，呈干燥-稍湿可塑状态，局部软塑状砂、砾粒及粘粒含量不均，经多年来的运行造成坝顶沉陷，出现纵向裂缝，坝体漏水严重等现象。水库一旦失事将影响露圩和甘棠两镇人口2.85万人以及水库下游4～10km范围内湘桂铁路、露圩火车站、桂柳高速公路、横宾二级公路。
2大坝工程除险加固设计
百合水库除险加固工程坝体高压旋喷灌浆采用单排搭接，孔距0.9m，灌浆孔轴线距坝轴线2.1m，灌浆材料为水泥浆。坝体与基岩结合处采用帷幕灌浆防渗，坝基帷幕灌浆防渗设单排灌浆孔，孔距1.8m，位于高压旋喷灌浆孔下端，入岩5m，隔孔施灌，浆压0.05～0.3mpa,坝体高压喷射灌浆旋喷套接渗透系数小于3×10-6cm/s,坝基帷幕灌浆渗透系数小于5Lu。
3施工工艺
高压旋喷灌浆施工工艺流程图见下图。
高压旋喷灌浆工艺流程图
4高压旋喷参数的试验和选择
4.1高喷参数的试验
为确保主坝高喷灌浆的施工质量，工程进行了灌浆试验。第一次于2009年10月23日在原灌浆轴线上选择了115#、116#、117#孔作为试验孔，所采用的试验参数见附1，此次试验结果经专家组到场察看不太理想。经分析认为是水压力偏低，浆压力偏高的原因，从而选择进行第二次试验。第二次试验的参数将水压由37.5提高到38～39mpa,浆压从0.6降到0.5mpa,试验于2009年11月5日进行，孔号定为原灌浆轴线的121#、122#、123#作试验，此次试验结果比第一次效果好，基本形成墙体，但桩间塔接效果仍不理想，达不到设计要求，主要原因还是参数指标调整不到位所致。2009年11月25日选择进行第三次试验，本次试验选在原灌浆轴线往下游偏1.2m处的150#、151#、152#轴线上，本次对参数作进一步调整，水压定为40mpa,浆压定为0.9Mpa,进浆密度定为1.62g/cm3，回浆密度1.23g/m3,提升速度统一采用6cm/min,本次试验结果符合设计要求（具体见附件1）。
4.2高喷灌浆施工参数的确定
2009年12月2日，宾阳县水利局组织工程参建单位及特邀专家组到现场察看第三次试验，结果桩径95～102cm,桩间搭接宽35～45cm,长度50～60cm,形成较完善的的防渗墙体，经过讨论，与会人员一致同意高喷灌浆施工参数以第三次试验使用的参数为准。
5高压旋喷灌浆施工质量保证措施
本工程高喷灌浆最深孔位为45.6m，为了确保灌浆质量达到设计要求，采取了如下措施：
（1）按照设计图纸要求，将灌浆孔测量放样至轴线上，用红油漆标号具体孔位。
（2）严格控制钻机就位时机架的垂直度，保证机架平稳牢固，减少桩体偏移。
（3）按规范要求对进场的水泥进行抽检、送检，保证所有进场水泥质量合格。
（4）及时检查、核对施工人员记录的准确性、及时性。
（5）严格执行单孔验收制度和联检制度。
（6）严格检查配置浆液是否符合《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》及《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》保证灌浆参数按照试验的参数落实到施工中。
6灌浆过程中异常情况处理
塌孔处理方法。由于坝顶下4m为人工填筑土层，主体均匀性不好，空隙大，容易卡钻和塌孔，虽然造孔过程采取了浓度较高的泥浆固壁的处理方法，但个别孔仍存在大量的塌孔现象，针对这种现象综合分析了本工程的具体地质情况后，采取的方法是：①钻孔时加大泥浆固壁浓度；②加大转速放缓钻孔进尺，避免大颗粒细砂下沉卡钻；实践证明这种方法在本工程的应用中是成功的。
孔口不返浆情况的处理方法。本工程在灌浆过程中基本正常，只有在39#、163#两个孔位出现孔口不返浆的情况，处理方法如下：停止提升，掺入少量粘性土（朔性指数在16左右），然后掺入适度的天然中砂（最大粒径一般2mm左右），另外将水压和气压相对降低，水气压分别为38mpa和0.65mpa,这样会减少高喷切割力度，不易造成漏浆，直到孔口正常返浆后立即恢复水压和气压，从而保证了工程质量。
（3）窜浆的处理方法。本工程在施工中出现过一次窜浆，在95#孔进行高喷灌浆距坝顶8m时突然孔口不返浆，当时立即停止提升，适当提高了水泥浆浓度，密度为1.68左右，过了10分钟，96#孔口开始冒浆，而且越来越大，施工人员采用木头封死96#孔，又过10分钟后97#孔接着冒少量浆，证明3个孔位正在窜浆，在场的施工、监理、业主经研究采用掺砂子的方法处理95#孔，同时降低水压和气压，经过40分钟后，95#孔孔口恢复冒浆，使灌浆能正常施工。
7工程高喷灌浆质量检查。
主坝高喷灌浆完成后，施工单位委托广西玉林市水利电力工程质量检测站对大坝高喷灌浆进行质量检测，抽检9个孔,经压水试验检查，结果最小渗透系数为9.10×10-7cm/s,最大渗透系数为2.73×10-6cm/s,平均渗透系数为1.88×10-6cm/s,均小于设计允许的渗透系数K≤3×10-6cm/s,高压旋喷灌浆渗透數值满足设计要求。
8体会和建议
8.1体会
（1）正确选择试验参数是关键，因为成桩直径与水压、气压以及提升速度有关，另外试验孔的选择必须要有代表性和真实性。
（2）高压水机房、气压力机房、水泥浆泵等要合理布置，尽量减少浆、水、风管的路程水头和气压损失，一般三管的机房到孔口距离控制在40m以内较为理想。
（3）加强对灌浆过程中的检查，保证自始至终按试验确定的参数贯穿整个灌浆过程。
（4）严格执行联合检查验收制度，当每个孔位钻孔到设计高程时，监理必须组织相关单位现场实测验收，并做好现场记录签字。
8.2建议
当高喷钻孔深度超过40m时，建议底层布置双排旋喷套接，这样才能保证墙体的塔接宽度和长度。根据《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》第8.0.5规定“钻机和粗经钻具的垂直度偏差不应超过5%，有条件时因进行孔斜测量，孔深小于30m时钻机偏斜率不应超过1%，如假设有两个孔位间距为90cm，孔深50m，当第一孔钻孔时沿灌浆轴线往左偏50cm(孔斜率在规范之内)，第二个孔钻孔时沿灌浆轴线右向偏50cm，则两孔间距为100cm，则底部高喷墙体塔接肯定存在厚度不够，导致防渗墙满足不了设计要求。
附件1
［关键词］高压旋喷灌浆、防渗、体会
中图分类号：P343.3 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
百合水库位于宾阳县露圩镇百合村，珠江流域两江系郁江支流东班江的急水江上，距宾阳县城约52Km，坝址以上集雨面积53.5 km2，总库容1467万m3，设计洪水位166.00 m，校核洪水位166.45 m，水库正常蓄水位163.94 m，死水位139.30m。百合水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电、养殖等综合利用的中型水利枢纽。主坝全长165m,坝顶高程169.65m,最大坝高45m，相应库容1216万m3，设计灌溉面积3.05万亩。
水库1958年初建时，受当时经济技术条件所限，加上坝体填筑料主要成分是石英砂岩及风化残积物，表现为粘土夹大量角砾碎石，呈干燥-稍湿可塑状态，局部软塑状砂、砾粒及粘粒含量不均，经多年来的运行造成坝顶沉陷，出现纵向裂缝，坝体漏水严重等现象。水库一旦失事将影响露圩和甘棠两镇人口2.85万人以及水库下游4～10km范围内湘桂铁路、露圩火车站、桂柳高速公路、横宾二级公路。
2大坝工程除险加固设计
百合水库除险加固工程坝体高压旋喷灌浆采用单排搭接，孔距0.9m，灌浆孔轴线距坝轴线2.1m，灌浆材料为水泥浆。坝体与基岩结合处采用帷幕灌浆防渗，坝基帷幕灌浆防渗设单排灌浆孔，孔距1.8m，位于高压旋喷灌浆孔下端，入岩5m，隔孔施灌，浆压0.05～0.3mpa,坝体高压喷射灌浆旋喷套接渗透系数小于3×10-6cm/s,坝基帷幕灌浆渗透系数小于5Lu。
3施工工艺
高压旋喷灌浆施工工艺流程图见下图。
高压旋喷灌浆工艺流程图
4高压旋喷参数的试验和选择
4.1高喷参数的试验
为确保主坝高喷灌浆的施工质量，工程进行了灌浆试验。第一次于2009年10月23日在原灌浆轴线上选择了115#、116#、117#孔作为试验孔，所采用的试验参数见附1，此次试验结果经专家组到场察看不太理想。经分析认为是水压力偏低，浆压力偏高的原因，从而选择进行第二次试验。第二次试验的参数将水压由37.5提高到38～39mpa,浆压从0.6降到0.5mpa,试验于2009年11月5日进行，孔号定为原灌浆轴线的121#、122#、123#作试验，此次试验结果比第一次效果好，基本形成墙体，但桩间塔接效果仍不理想，达不到设计要求，主要原因还是参数指标调整不到位所致。2009年11月25日选择进行第三次试验，本次试验选在原灌浆轴线往下游偏1.2m处的150#、151#、152#轴线上，本次对参数作进一步调整，水压定为40mpa,浆压定为0.9Mpa,进浆密度定为1.62g/cm3，回浆密度1.23g/m3,提升速度统一采用6cm/min,本次试验结果符合设计要求（具体见附件1）。
4.2高喷灌浆施工参数的确定
2009年12月2日，宾阳县水利局组织工程参建单位及特邀专家组到现场察看第三次试验，结果桩径95～102cm,桩间搭接宽35～45cm,长度50～60cm,形成较完善的的防渗墙体，经过讨论，与会人员一致同意高喷灌浆施工参数以第三次试验使用的参数为准。
5高压旋喷灌浆施工质量保证措施
本工程高喷灌浆最深孔位为45.6m，为了确保灌浆质量达到设计要求，采取了如下措施：
（1）按照设计图纸要求，将灌浆孔测量放样至轴线上，用红油漆标号具体孔位。
（2）严格控制钻机就位时机架的垂直度，保证机架平稳牢固，减少桩体偏移。
（3）按规范要求对进场的水泥进行抽检、送检，保证所有进场水泥质量合格。
（4）及时检查、核对施工人员记录的准确性、及时性。
（5）严格执行单孔验收制度和联检制度。
（6）严格检查配置浆液是否符合《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》及《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》保证灌浆参数按照试验的参数落实到施工中。
6灌浆过程中异常情况处理
塌孔处理方法。由于坝顶下4m为人工填筑土层，主体均匀性不好，空隙大，容易卡钻和塌孔，虽然造孔过程采取了浓度较高的泥浆固壁的处理方法，但个别孔仍存在大量的塌孔现象，针对这种现象综合分析了本工程的具体地质情况后，采取的方法是：①钻孔时加大泥浆固壁浓度；②加大转速放缓钻孔进尺，避免大颗粒细砂下沉卡钻；实践证明这种方法在本工程的应用中是成功的。
孔口不返浆情况的处理方法。本工程在灌浆过程中基本正常，只有在39#、163#两个孔位出现孔口不返浆的情况，处理方法如下：停止提升，掺入少量粘性土（朔性指数在16左右），然后掺入适度的天然中砂（最大粒径一般2mm左右），另外将水压和气压相对降低，水气压分别为38mpa和0.65mpa,这样会减少高喷切割力度，不易造成漏浆，直到孔口正常返浆后立即恢复水压和气压，从而保证了工程质量。
（3）窜浆的处理方法。本工程在施工中出现过一次窜浆，在95#孔进行高喷灌浆距坝顶8m时突然孔口不返浆，当时立即停止提升，适当提高了水泥浆浓度，密度为1.68左右，过了10分钟，96#孔口开始冒浆，而且越来越大，施工人员采用木头封死96#孔，又过10分钟后97#孔接着冒少量浆，证明3个孔位正在窜浆，在场的施工、监理、业主经研究采用掺砂子的方法处理95#孔，同时降低水压和气压，经过40分钟后，95#孔孔口恢复冒浆，使灌浆能正常施工。
7工程高喷灌浆质量检查。
主坝高喷灌浆完成后，施工单位委托广西玉林市水利电力工程质量检测站对大坝高喷灌浆进行质量检测，抽检9个孔,经压水试验检查，结果最小渗透系数为9.10×10-7cm/s,最大渗透系数为2.73×10-6cm/s,平均渗透系数为1.88×10-6cm/s,均小于设计允许的渗透系数K≤3×10-6cm/s,高压旋喷灌浆渗透數值满足设计要求。
8体会和建议
8.1体会
（1）正确选择试验参数是关键，因为成桩直径与水压、气压以及提升速度有关，另外试验孔的选择必须要有代表性和真实性。
（2）高压水机房、气压力机房、水泥浆泵等要合理布置，尽量减少浆、水、风管的路程水头和气压损失，一般三管的机房到孔口距离控制在40m以内较为理想。
（3）加强对灌浆过程中的检查，保证自始至终按试验确定的参数贯穿整个灌浆过程。
（4）严格执行联合检查验收制度，当每个孔位钻孔到设计高程时，监理必须组织相关单位现场实测验收，并做好现场记录签字。
8.2建议
当高喷钻孔深度超过40m时，建议底层布置双排旋喷套接，这样才能保证墙体的塔接宽度和长度。根据《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》第8.0.5规定“钻机和粗经钻具的垂直度偏差不应超过5%，有条件时因进行孔斜测量，孔深小于30m时钻机偏斜率不应超过1%，如假设有两个孔位间距为90cm，孔深50m，当第一孔钻孔时沿灌浆轴线往左偏50cm(孔斜率在规范之内)，第二个孔钻孔时沿灌浆轴线右向偏50cm，则两孔间距为100cm，则底部高喷墙体塔接肯定存在厚度不够，导致防渗墙满足不了设计要求。
附件1