水库除险加固中坝体高压旋喷技术的常见问题及处理

（福建省三明市尤溪县洋中镇水利工作站三明市365100）

水库除险加固中坝体高压旋喷技术的常见问题及处理

陈晓云

（福建省三明市尤溪县洋中镇水利工作站三明市365100）

为了提升水库的实际使用性能，降低维护与保养难度，文章从坝体高压旋喷技术的角度出发，以水库除险加固为突破口，深入探究坝体高压旋喷技术在水库除险加固工作中应用的途径与方法，以期实现水库坝体高压旋喷技术在实践中的科学高效应用。

水库加固坝体高压旋喷技术必要性应用

1 坝体高压旋喷技术原理分析及常见问题

对坝体高压旋喷技术原理以及常见问题进行全面分析，能够帮助我们在水库除险加固工作中，明确施工的技术要点与施工方案的核心要求，在保证水库大坝除险加固工程质量的前提下，最大限度地避免加固过程中可能出现的各类问题，提升坝体高压旋喷技术的应用效率，降低大坝维护与保养的成本。

1.1 坝体高压旋喷技术技术原理

坝体高压旋喷技术是指利用工程钻孔机等机械设备，对相关结构进行钻孔操作，在达到预定深度后，在钻孔周围安装钻杆杆端用于喷嘴的安放，使用高压泥浆泵，向钻孔及其附近的部位进行水泥浆的喷射操作，从而实现除险加固的目的。进入到20世纪以来，坝体高压旋喷技术作为水工建筑基层结构防渗处理的主要技术手段，对于提升水工建筑的防渗能力，减少水流对水工建筑地基的侵蚀，发挥着关键性的作用。坝体高压旋喷技术在发展过程中，由于应用场景的不同，发展出不同的种类，根据工程的实际需要以及土质情况，现阶段将坝体高压旋喷划分为单管高压旋喷、双管高压旋喷与三管高压旋喷几大类，在地质条件较为复杂的环境下，通常使用三管高压旋喷，在其他环境中，则多使用单管或者双管高压旋喷。正是由于坝体高压旋喷技术发展的多样性与专业性，需要我们在其应用的过程中，立足于防渗处理的实际需求，对坝体高压旋喷技术的种类与施工要求进行合理选择。

1.2 坝体高压旋喷技术常见问题

坝体高压旋喷技术使用过程中可能会出现断浆的问题，在进行坝体高压旋喷技术应用的过程中，受到电力中断、施工机械故障、运输管道损坏、不当操作以及输送管道阻塞等外界因素的影响，坝体高压旋喷会出现突然中断的情况，造成断浆出现，对施工管理与项目进度带来不利影响。为了有效处理坝体高压旋喷技术使用过程中出现的断浆问题，在实际的施工过程中，需要相关工作人员对浆液材料的质量进行严格把控，全面了解材料的性能，进行材料的科学存储与有效配置，保证坝体高压旋喷材料防渗漏作用的充分发挥。同时要组织专门人员定期对施工现场的各类管道进行监控，一旦发现问题，及时进行处理，并且在检修之后，对压力表的准确性进行二次判定，将读数误差控制在合理的范围之内，保障管道内的压力环境符合坝体高压旋喷技术的使用需求。针对坝体高压旋喷施工中可能出现电力中断的问题，需要我们对电力系统进行及时检修，提升电力系统的稳定性与可靠性，以此来推动坝体高压旋喷技术在防渗项目中的有序使用。控制坝体高压旋喷过程中浆液的体积与水量，从而将管道内的压力控制在合理的范围之内，避免漏浆的出现。从实际情况来看，浆液的流速与管道压力有着正比例关系，流速过快，将会造成管道内压力水平的提升，因此为了控制管道内的压力值，可以将灌浆速度控制在合理的之内（30～400L/min），或者采取加大灌浆浆液浓度的方式，降低管道所受的压力，实现漏浆的有效控制。

2 坝体高压旋喷技术在水库除险加固处理中所遵循的原则

（1）要遵循科学性的原则。坝体高压旋喷技术在水库除险加固处理工作中要充分体现科学性的原则，只有从科学的角度出发，对坝体高压旋喷技术应用的现实意义、技术原理以及操作流程，进行细致而全面的考量，才能够最大限度地满足水库除险加固处理工作的相关要求。

（2）要遵循实用性的原则。由于水库除险加固处理工作大多位于室外，使得坝体高压旋喷技术的应用环境较为简陋，难以实现坝体高压旋喷技术应用方案与相关技术的细致处理与操作。为了适应这一现实状况，坝体高压旋喷技术在进行实际应用的过程中，要尽可能地增加坝体高压旋喷技术应用方案的容错率，减少外部环境对水库除险加固处理坝体高压旋喷技术应用活动的不利影响。

3 坝体高压旋喷技术在水库除险加固处理应用的途径与方法

3.1 工程概况

仙岭水库位于闽江流域，属于亚热带季风气候，年平均降水量为1660mm，降水主要集中于6～8月份，水资源处理十分丰富。仙岭水库作为集灌溉与发电的综合性水利设施，于1959年9月进行动工修建，1960年12月正式竣工，原水坝高度为15m，后为了增加蓄水量，保证下游地区的工农业生产用水，对主体水坝进行加高加厚处理，加固后的仙岭水库迎水坡底部加宽至20m，背水坡底部加宽至30m，集雨面积增加到0.95km2。其后为了保证仙岭水库的实际使用效果，多次对其进行除险加固处理，在水库上游入水口出建立新的隧道，将隧道的进水高程控制在400m的范围，并设立0.6m×0.7m的斜拉闸门，来分担原有涵洞的输水压力，对原有水库设施进行除险加固操作。但是从2014年尤溪县水利局公布的安全鉴定报告来看，仙岭水库存在着较为严重的安全隐患，大坝存在湿坡、坝体渗漏及溢洪道侧墙塌方、闸门坏损以及防洪能力降低等多方面的问题，虽然2007年进行集中处理，但隐患依然存在，对水库的稳定运行以及大坝自身的安全性带来严重威胁，因此需要进行必要的防渗处理、坝体高压旋喷的相关操作和必要的大坝渗透系数分析。通过组织技术人员对水库大坝压实填土共进行8段注水试验，渗透系数最大值为2.71×10-4cm/s，渗透系数最小值为7.49×10-5cm/s，渗透系数平均值为1.27×10-4cm/s，坝体压实填土具弱～中等透水性，总体属中等透水性以进一步提升仙岭水库除险加固的质量与水平，消除大坝存在的安全隐患。

3.2 坝体高压旋喷技术应用途径与方式

坝体高压旋喷技术在水库大坝除险加固中的应用是一个复杂的过程，要在分析相关技术原理与常见问题的基础上，以科学性与实用性原则为指导，从布孔测量、钻孔冲洗操作、压力测试、坝体高压旋喷操作、质量检测以及封孔处理等多个层面入手，采取多种方式，保证坝体高压旋喷技术在水库大坝除险加固中科学高效应用。

3.2.1 布孔测量

在对水库大坝进行坝体高压旋喷施工之前，需要对基准点及布孔轴线位置进行确定，对坝体高压旋喷技术的种类进行选择，从而最终确定布孔方案，保证坝体高压旋喷技术的科学高效应用。在布孔测量相关工作开展的过程中，相关技术人员要对水库大坝所处的地理位置以及地质条件进行科学分析与全面梳理，在此基础上对水库大坝防渗墙的轴线进行确定，将灌浆孔设置与轴线之上，并对灌浆孔的深度范围以及间隔进行控制，通常情况下，灌浆孔的深度应该控制在（14～ 15）m的范围之内，间距大致为2m。同时在布孔测量完成之后，为了方便钻孔与灌浆操作，需要对灌浆孔进行编号处理。为了满足仙岭水库迎水坡409.00m高程进行开挖1.5m宽的平台，开挖坡比1∶0.7的施工要求。对409.00m高程以下坝体采用单管高压旋喷防渗灌浆，防渗轴线平行于坝轴线方向，旋喷布孔长57.3m，设单排孔，桩径0.6m，灌浆孔距0.55m，通过这种方式来保证布孔测量满足实际的除险加固需求。

3.2.2 钻孔技术操作

现阶段高压旋喷施工在钻孔操作的过程中，大多使用HP-70、HB-100-II钻孔机或以及相关工艺，其钻孔孔径约为130mm，在钻孔内壁进行PVC管的安装，以提升钻孔整体结构的稳定性。为了保证钻孔的顺利进行，提高施工效率，钻孔机钻头一般使用合金钻头，在钻孔的过程中，要保证钻孔的深度、钻孔的倾斜程度应符合实际要求，以保证钻孔技术参数满足高压旋喷灌浆的工作要求。

3.2.3 坝体高压旋喷的质量检测

（1）对高压喷射注浆采用的水泥以及外加剂的种类、性能、规格以及质量等进行检测，检测时通常采用抽样检测的方式。

（2）浆体喷射减半所采用的固化料、外加剂的种类、性能以及质量等必须符合设计要求。

（3）高压旋喷的数量、布桩形式等都必须符合设计要求，检验方法采用尺量、观察等，检验数量由监理单位和施工单位共同进行确定。

（4）在高压旋喷施工过程中需要根据地质状况进行施工，监理单位按照20%平行检验量确定检验数量，并做好施工和检验记录。

（5）对注浆的流量、注浆泵压力、钻杆的转速以及提升速度等进行检查，保证期符合相关工艺要求。

（6）对高压旋喷的无侧限抗压强度、均匀性以及完整性进行检查，检查总数为2%，并且数量必须超过3根。

（7）当高压旋喷施工完成28天后，还应该有监理单位在桩径方向1/4位置进行钻芯取样检测，检验期均匀性和完整性。技术人员对造成土层不反浆的原因进行科学分析，并采取合适的处理方案，如增加高压旋喷灌浆的灌浆压力、提升浆液比重等方式，在进行必要的应对处理之后，要进行质量检测，保证问题的有效解决。在这一过程中为了保证高压旋喷灌浆施工的有序进行，需要对钻孔内浆液的流畅程度进行检测，以保证灌浆工作的流畅性，从而有效保证水库除险加固工作的质量与水平。

2017－02－28）

陈晓云（1978-），女，福建尤溪人，大学本科，工程师，研究方向：水利水电工程。