高喷灌浆水库管理论文

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一、概述

二道河子水库位于内蒙古自治区赤峰市松山区西路嘎河中游，水库大坝为均质土坝，坝址左岸黄土包及溢洪道一带呈双层结构，上部为砂壤土和壤土，下部为砂卵砾石层；坝基覆盖层为砂卵石，并与黄土包下砂卵砾石层相互贯通，透水性强，渗透系数为82～127m／d，砂壤土和壤土的渗透系数为0．24m／d。这样的土层结构使大坝左岸黄土包和左坝端渗流不稳定，当库水位较高，蓄水时间较长时，左岸黄土包下游出现大面积漫浸，左坝端下游排水体下有集中渗流出现，伴有流水声，严重威胁着水库大坝的安全。

经过反复论证分析，决定采用高喷灌浆技术对该水库进行除险加固。

二、高喷灌浆防渗板墙施工设备及施工工艺

1．施工设备

主要施工设备为：造孔系统、高压水系统、压缩空气系统、制浆供浆系统、提升喷射系统和检测系统。

2．施工工艺

高压喷射灌浆施工工艺流程见图1。

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。钻头φ150mm，泥浆护壁，泥浆材料为钙质膨润土、黏土、黄土、细砂等。搅拌浆液采用联合搅浆机制浆，泥浆泵供浆，要求浆液拌合均匀，比重稳定。浆液材料为纯水泥浆，水泥为普通硅酸盐水泥。

喷射灌浆，将高喷管下入到孔内，按造孔记录及设计板墙底线控制下入深度，然后启动高压水泵、空气压缩机，搅浆机供浆，同时全面检查各管路是否封闭，水、浆、气压力及流量是否符合设计参数要求，喷射管的喷射方向是否对正。启动设备3min后，待水泥浆从孔口返浆，再按设计提升速度开始提升。喷射灌浆结束后，进行静压回填灌浆，至液面不析水、不下沉为止。

三、用围井试验确定施工参数

1996年在坝后的地质条件与坝址相近的地段做了一个五边形试验围井，围井边长1．2m，孔深11．1～15．06m，其中土层厚3．7m，砂砾石层厚6．8m，基岩平均埋深10．5m。

试验中对不同地层的提升速度、摆动角度及水、气、浆等各项技术参数进行测试，凝固14d后，进行注水试验，然后全部挖开检查，发现板墙喷射均匀，连接牢固。其中土层高喷墙体厚度5～7cm，喷嘴双面有效长度6．55～7．4m；砂砾石层摆角形成墙体厚度30cm以上，双面有效喷嘴喷射长度为2．7～3．0m，全部满足设计要求。

经研究论证后确定：高喷板墙孔距为1．1m，灌浆轴线与喷射轴线夹角为30°，墙体采用折线连接，砂砾石层和土层全部采用摆喷，摆角为25°。钻孔孔斜率必须小于1％，墙体厚度大于20cm，墙体强度大于70MPa，墙体渗透系数小于A×10－6cm／s。

四、高喷防渗板墙的施工

二道河子水库除险加固的主体工程为高压喷射灌浆防渗板墙。1996年完成了37m试验段的施工，1997年又完成了另外37m及50m试验段。1998～2000年，防渗板墙的施工全面展开，3年间进行了564m设计轴线高喷防渗板墙的施工，共计完成钻孔626孔，钻孔总进尺为24777．14m，灌浆总延米为19532．58m，共使用水泥13441．5t。

该防渗板墙设计采用折线连接，分两序孔进行施工，第一序孔造孔及喷射灌浆完毕，等待14d后，再进行第二序孔的造孔及高喷灌浆的施工。具体墙体连接见图2、图3。

五、特殊情况处理

1．漏浆处理

在二道河子水库大坝高喷灌浆防渗板墙的施工中，有很多孔发生了漏浆现象，说明大坝基础存在严重的集中渗流区及流沙区，对水库大坝的稳定十分不利。因此发生漏浆时，视严重程度采取了停止提升或放慢提升速度的办法，让漏浆地层充分灌满水泥浆，从而达到灌浆的目的。在二序孔的钻孔中，取出了固结良好的类似混凝土的水泥芯，因而用此方法处理漏浆切实可行。

2．孤石处理

二道河子水库大坝基础以砂砾石为主，存在有个别大的孤石。高喷过程中，根据钻孔记录，在喷至孤石深度时，采取上、下50cm加大摆角、放慢提升速度的办法，充分将孤石用水泥浆包住，从而达到板墙充分连接的目的。

3．事故停喷

如在高喷过程中发生停电等停喷事故，再次开喷时则采取复喷的办法，解决因停喷造成的板墙连续性问题。