浅谈桐子林水电站围堰高喷防渗墙施工技术措施

李姗姗

Discussion on the High-Jet Impervious Wall Construction Technology of Cofferdam in Tongzilin Hydropower Station

LI Shan-shan

（Chengdu Hydroelectricity Construction Engineering Co. Ltd. of Sinohydro Bureau No.7 Company， Chengdu 611130， China）

【摘  要】论文通过对大块石、孤石含量较高，细颗粒流失严重的土石围堰的高喷防渗墙施工技术进行阐述，总结了有关参数和施工工艺以及技术措施。

【Abstract】This paper expounds the construction technology of high-jet impervious wall of rock cofferdam with high content of large stone and solitary stone and serious loss of fine particles， and summarizes the relevant parameters， construction technology and technical measures.

【關键词】围堰 ;高喷防渗墙;施工技术

【Keywords】cofferdam; high-jet impervious wall; construction technology

【中图分类号】TU74                                  【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）03-0173-03

1 桐子林水电站围堰概述

桐子林水电站一期土石围堰，堰顶宽12m，堰顶高程为994m，枯期围堰堰顶轴线总长1056.68m，最大堰高约16m，堰体分为砂砾石区和石渣堆筑区。一期围堰防渗采用高喷，深度一般在40.0m以内，局部最深为51.0m，布置于（围）

0-441.104～（围）0+615.574，高喷防渗墙轴线布置于围堰轴线内侧3.0m。枯期围堰典型剖面图如图1所示。

1.1 工程地质及水文

围堰基础置于河床覆盖层上，覆盖层厚3～38m，主要为砂卵砾石层、粉砂质粘土层，基岩为晋宁期混合岩，以Ⅳ级岩体为主，局部强风化Ⅴ级岩体[1]。

桐子林坝址枯水期（12月至翌年4月）平均流量为612 m3/s，每年11月起开始稳定退水，到翌年3月中下旬达最小值，枯水期水量年际变化以11、12月为最大，3月最小。历年3月平均流量最大为593m3/s（1966年），最小为422m3/s（1984年）;4月起河道水量明显增加，月平均流量的最大值可达937m3/s（1992年），年际变化也相应变大。

1.2 围堰填筑情况

围堰填筑高度在原始河床上加高6～16m，该围堰堆筑大块石、孤石含量较高，粒径超过30cm以上的填筑石料含量较大，由于填筑高差大河床水流流速高，造成在水下部位的填筑过程中细颗粒及土料随水流流失较多，致使水下部位的填筑架空概率极高，这加大了高喷施工技术难度和质量风险[2]。

2 高压旋喷防渗墙施工

2.1 工程设计

围堰全长1056.678m，设计为高压旋喷防渗墙施工方案，设计参数：桩径1.2m，孔距0.8m，深入基岩1.3m，单排布置，最大孔深约51m。

2.2 高压旋喷防渗墙技术重点及难点

针对工程地质特点，结合设计施工参数，经过深入分析，高压旋喷防渗墙存在如下技术重点及难点：

①填筑层大块石、孤石含量高，下部细颗粒及土料流失严重，造成填筑层架空严重，单排高喷孔施工质量控制难度大[3]。

②砂卵石层埋藏深厚，最大埋深达32.8m，砂卵石层透水性强、渗透系数大，单排高喷施工难度大。

③孔深最深达51.0m，孔斜控制难度大，且基岩上覆砂卵石层，施工难度大。

2.3 施工机具及灌浆材料

第一， 施工机具。钻孔采用全液压多功能钻机，配置套管机和25T吊车作为套管起拔专用设备。高喷灌浆采用XL-50型旋喷机，配置φ50喷具。高压注浆泵为PB-90E变频高喷灌浆泵，制浆采用NJ-600高速制浆机。

第二， 灌浆材料。灌浆材料采用普通P.O42.5硅酸盐水泥、200目钙基膨润土、工业用纯碱、符合质量要求的外加剂。

2.4 工艺流程

施工工艺流程见图1。

2.5 高喷参数

施工作业前先进行生产性试验确定工艺参数，工艺参数主要包括：孔距、灌浆压力、灌浆量、风压、风量、旋转速度、提升速度、进浆和返浆比重等[4]。

2.6 钻孔

①钻孔采用液压钻机潜孔偏心跟管钻进，采用？准152合金球齿偏心钻头，采用？准140跟进套管，螺纹连接;孔施工分三序进行，每相邻孔之间施工时段间隔不得小于48h。

②钻机就位后，开孔偏差、孔深偏差控制在规范范围内，采取预防孔斜及纠偏措施，确保孔斜误差小于1%，测斜采用重垂式测斜仪。

③施工过程中，根据返碴情况、钻进速度、钻机及冲击器运行情况判断地下水位漂（孤）石的分布、埋深，地层的架空、漏失、串通、动水等情况，准确记录遇到的各种现象。

④終孔后，先取出钻杆和钻具，随后下入？准100mm薄壁PVC管护壁。

⑤钻孔完成后，做好孔口保护工作，依据钻孔情况绘制柱状图并编制对应文字说明，详细描述特殊地段地质情况，供高喷灌浆参照使用。

2.7 高压喷射灌浆

2.7.1浆液配比及拌制

浆液配比（水灰比）为：l.5：l～1：1，通过配合比试验确定浆液搅拌时间、流动性、密度、凝结时间以及浆液固结体密度、强度、弹性模量和透水性等[5]。

水泥浆液随配随用，喷灌作业过程中连续搅拌。水泥采用重量称重法，称重误差符合规范要求，纯碱土及膨润加量采用专用器具，加料顺序依次为先水然后膨润土再纯碱最后加入水泥，浆液充分搅拌，直至搅拌均匀才能使用。

2.7.2 高喷灌浆

①钻孔验收合格后开始高喷灌浆，高喷灌浆施工分三序施工，施工顺序为I→II→III序孔，自下而上喷射成墙，相邻孔之间施工时段间隔不得小于48h。

②旋喷机安装就位后，先检查喷头的完好性，并做好喷头的保护，依次将喷射管安放至设计深度，并与其他各工序相互协调配合，做好高喷前的准备工作。

③喷具组装前先检查喷具的完好状况，连接处用○型圈密封并检查严密性，喷具采用机械连接。

④试喷：试喷是高喷前的一道重要工序，主要确保喷具组装完毕后风管、输浆管路畅通，压力超过35MPa，3min内无异常可结束试喷。

⑤下喷具：试喷完成后，将喷具安放入孔内，下喷具过程中同时输送风和浆液，浆压力控制在1MPa内，喷具按设计要求安放到设计深度。

⑥高喷灌浆：确保喷具安放到设计深度后开始高喷作业，依据高喷参数调节风压、灌浆流量、旋摆机的旋转速度，使之达到设计值和规范要求，当孔口返浆比重满足设计要求后，开始提升，自下而上连续不断喷射灌浆，直至孔口后停喷。

⑦回填及封孔：凝结体顶部因渗漏和浆液析水而出现凹陷现象，在高喷作业完成后，由专人负责进行孔口静压注浆，直到液面不再析水下降为止[6]。

2.7.3 特殊情况处理

①高喷因机械故障、地质原因等中断，应立即停止提升，记录好中断时间，测量好中断深度，组织好技术人员分析中断原因，并尽快恢复。若恢复时间较长的，先提出喷具，用清水冲洗干净。待故障处理后，将喷头安放至中断处0.5m以下，采取重叠搭接喷射处理后，方可继续向上提升及喷射注浆，并记录中断时间和深度。停机超过3h，需对输送泵、输送浆管路系统进行清洗后方可继续施工。

②若高喷过程中发生喷具堵塞时，提出喷具进行处理并记录中断深度。处理完毕后，孔深能满足深度要求，下入喷具到中断深度以下0.5m继续进行喷灌作业，采取重叠搭接喷射处理后，方可继续向上提升及喷射注浆，不能满足要求的，重新造孔。

③提升速度根据地层和返浆情况做适当调整，在地层交界处需静喷2～3min并增大供浆量。

④遇到复杂架空严重的地层，如含孤、漂石部位，在临界面采用静喷的方式处理;对漏失严重明显的部位采用加大供浆量、降低提升速度、调整喷射压力等有效措施进行处理。

⑤若遇到大的渗漏通道，在喷灌过程中向孔内投放粗砂或豆石等，尽快堵住渗漏通道，保证灌浆效果满足设计要求。

2.8 质量检查和验收

质量检查主要包括施工成果质量检查和施工效果检查。

施工成果资料包括施工全过程跟踪检测，做好对原材料、浆液等半成品、施工工艺、工序的质量控制和检查，主要包括孔位的放样质量、材料试验成果、浆液配合比试验成果、钻孔偏斜率、喷射插管安放深度、现场高压喷射注浆试验成果、高压喷射作业的工艺检验等。

施工效果检查包括高压喷射注浆桩（孔）的平面位置、高压喷射注浆防渗墙的墙体垂直度、连续性、均匀性和搭接程度、高压喷射注浆固结体的强度、透水性以及溶蚀和耐久性能等是否满足设计以及规范要求[7]。

高压喷射注浆固结体的质量检验方法可采用开挖检查、动测桩法、钻孔取芯、标准贯入试验、荷载试验和压水试验等方法。

3 结语

围堰高喷防渗墙施工是桐子林水电站工程关键节点之一。高喷防渗墙施工在生产性试验成果的基础上，结合了围堰填筑施工和钻孔现场实际地质特点，制定了高喷防渗墙施工方案。通过后期围堰挡水效果表明，制定的高喷防渗方案是可行的，为后期的基坑开挖等创造了干地施工的有利条件，减少了基坑抽水工程量，并实现了后续节点目标顺利实现。通过后期围堰拆除揭露的高喷防渗墙表明，防渗墙成型较好。综上所述，桐子林水电站围堰高喷防渗墙施工规范，工艺合理，是成功的。

【参考文献】

【1】DL/T 5200-2004. 水利水电工程高压喷射灌浆技术规范[S].

【2】吴向前.论水利建设工程中的灌浆工艺施工技术[J].四川建材，2009，35（06）：196+199.

【3】陈文涛《高压喷射灌浆施工技术在水利工程中的应用》[J].水利技术监督， 2009（5）：112.

【4】李岩朋.高喷防渗墙在龙山水库除险加固工程中的应用[J].山西水利科技，2007（02）：10-13.

【5】陆学年.浅谈水库大坝基础灌浆施工加固技术[J].智能城市，2017（09）：55.

【6】荣加敏，汪富青，陈明明.大直径超深分水井工程施工技术[J].安徽建筑，2017（05）：116.

【7】李颖智.大坝基础固结灌浆补强加固施工技术分析[J].科技创新与应用，2014（13）：22-25.