高喷防渗墙技术在泵站施工中的应用

李元龙 齐展展 中国水利水电第十六工程局有限公司

高压旋喷板墙防渗加固技术适用于软弱土层。我国的实践证明，喷射加固对砂土、粘土、黄土和粉土具有良好的加固效果。对于纤维含量大的碎石、卵石、腐殖质土层，一般应通过现场试验确定施工方法。应谨慎使用石块或大块石。高压喷射注浆不适用于高流速、不含填料的喀斯特段、多年冻土和水泥基严重腐蚀的地基。在水利水电工程建设中，高压旋喷灌浆广泛应用于低水头土石坝坝基、堤防、临时围堰防渗、护坡土、地基防渗、地下工程缺陷修复等方面。

一、工程实例

水库集水面积143km2。工程按照50年一遇洪水标准设计，相应设计洪水位；1000年一遇洪水标准校核，水库总库容1595.0万m3（总淤积库容371.6万m3），其中调洪库容1110万m3，兴利库容118万m3。目前存在以下几点问题：

1.施工初期未对坝基的第四系壤土、角砾、砾砂层及强风化的泥岩夹泥灰岩采取挖除措施，造成现状坝基渗漏，右岸坝肩存在坝基及绕坝渗漏问题。坝后可见渗漏出水现象，经现场测定流量为10L/min（14.4m3/d），坝基渗漏量2.91m3/m.d。

2.原坝体碾压程度不均匀，施工质量较差。现状坝体因经历过两次加坝处理，分区较复杂，坝体填土质量不均。部分区段坝体防渗不满足规范要求。

3.坝体钻孔注水试验显示，坝体填土有9段注水试验大于1.0×10-2cm/s，这多由于含砾壤土及砾砂渗透性较大造成，也说明坝体局部有裂缝存在。

经对现状坝体及坝基渗流计算表明，各断面平均坝体渗透系数为1.22×10-3cm/s，坝体渗漏量为1.05m3/m.d；各断面平均坝基渗透系数为3.36×10-3cm/s，坝体渗漏量为2.91m3/m.d，现状蓄水位坝长470m时，坝基及坝体日渗漏量为1861.2m3，年渗漏量为62.6万m3。

4.稳定计算表明，乃河水库大坝下游坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求在高水位情况下下游坝坡易出现滑坡失稳险情。

根据坝体存在的问题及以上论述，初步拟定方案：设计对坝体及坝基采用高压旋喷灌浆（高压喷射板墙）进行处理。

二、高压旋喷灌浆方案

1.高压喷射灌浆（高喷板墙）布置，高压喷射灌浆成墙拟定在坝轴线位置布置一排灌浆孔，轴线长度同防渗墙方案，为防止右岸坝肩的绕坝渗漏防渗墙轴线在左坝肩K0+620m处向右坝岸坡延伸40m，轴线总长度660m，板墙结构型式为旋喷式，单排孔，孔距1.1m；共布设640个高喷孔，高喷灌浆的深度范围：自孔口伸入基岩内0.5m～1.0m，一般孔深为50m～28m。

2.灌浆的技术参数

①水：压力37～38MPa，流量70～80L/min；

②气：压力0.7～0.8MPa，流量1.5m3/min；

③浆：压力0.5～1.0MPa，流量70～100 L/min；

④浆液比重：进浆1.62g/m3以上，回浆1.3g/m3以上；

⑤提升速度：孔深15m以上及26m以下部位8cm/min，孔深15m～26m部位10cm/min；

⑥旋喷速度：6次min；

3.墙体质量检查标准

①墙厚不小于20cm；

②抗压强度R28=8～10MPa；

③渗透系数K≤n×10-6cm/s；

④允许渗透坡降J＞80。

4.围井实验

围挡为封闭井结构，以检查高压旋喷板墙的质量为目的，以被检板墙为一侧。可用于高压旋喷防渗墙的质量检测，检测结果多种多样。其方法是在已完成的板墙一侧喷几个孔，与原墙形成三面、四面或多边形围合。对围井的要求是：可按3-5个单元工程布置一个围挡。每个单位工程不大于1000m2；单位工程少于三个时，应设置一个围挡；围挡位置应根据检查位置确定；在砂土、粉土层中，围挡墙轴线内的平面面积不应小于3m2，砂砾（砾）石层不应小于4.5m2；外壳的深度应与受检面板壁的深度一致。悬挂式高压旋喷板墙围护结构底部应采用局部高压喷射灌浆封闭。当该井用于注水试验，且注水压头高于井顶时，应关闭井顶。围挡形成至少14天后，可在井内开挖井壁进行目视检查，也可对井壁进行取样检测。当需要利用挖出的井身进行注（泵）水试验时，井内开挖深度应深入透水层能量。在钻孔内进行注水（抽水）试验时，钻孔应位于围挡中心，钻孔直径不应小于110mm，孔深应达到围挡底部。进入过滤管。