高喷灌浆在水库防渗中的应用

陈长富

(江门市水利水电勘测设计院有限公司，广东 江门 529050)

摘要：高喷灌浆技术60年代末始创于日本，它是在化学注浆法的基础上，采用高压水射流切割技术而发展起来的。它以水泥为主要原料，不会造成环境和地下水的污染，且耐久性较好，适用土层范围广，常被用于水库地基防渗。广东省江门市新会区东方红水库高喷灌浆深度达66.4m，采用单排布孔，通过采用增大灌浆压力及提高施工技术要求等综合措施，工程获得了成功，取得了较好的经济效益。

关建词：高喷灌浆；东方红水库；地基处理；砂砾石地基

中图分类号：TV543          文献标识码：A        文章编号：1674-0432（2010）-08-0233-1 1 工程概况

东方红水库位于广东省江门市新会区的崖门镇古兜山脉北脉，水库枢纽工程主要建筑物有主坝一座、副坝一座、溢洪道二座、有压输水隧洞一条。水库坝址以上的集雨面积38.6km²,正常蓄水位为38.0m(珠基,下同)，校核洪水位41.15m，总库容2750万m³，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电等综合利用的中型水利工程。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），东方红水库除险加固工程等别为Ⅲ等，其主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。

水库主坝为均质土坝，坝顶长200m，宽6m，最大坝高40 m，坝顶高程为43.0m，坝后地面高程4.50m,主坝中间57.5m长为主河槽段。根据地质报告揭示，主坝土层分布从上至下依次为人工填土层、冲积层（包含冲积粘性土和冲积砂砾石两个亚层）、坡残积土层、微风化花岗岩层。冲积层全部分布于主河槽段，主河槽段坝基冲积砂砾石层最大厚度达26.4m，层底高程最底-26.14m，粒度一般从上而下变粗，上部中砂或粗砂，下部粗砂或细砾，砂、砾粒度分布范围较小，为不良级配粗砂或细砾，不均匀系数在2.6-6.3之间，稍密，属强透水层,其渗透系数平均值为i×10-1cm/s,临界坡降0.71-0.87，为水库的主要透水层,冲积层下为微风化花岗岩层。主坝后坡坡面在库水位达36m高程时，出现牛皮胀，坝脚外30m左右的鱼塘，塘底可见多个小管涌，严重影响土坝安全。

主坝坝基渗漏不仅影响工程效益，更直接影响到水库大坝的安全，因此，水库除险加固的主要难点在于解决主坝坝基渗漏问题，经过工程经济技术论证，最终决定采用高喷造截渗墙方案。

2 高喷灌浆设计

2.1 灌浆孔布置

高喷灌浆一般情况下深度大于30m，宜采用两排或三排旋喷套接，由于本工程资金较紧，考虑到本工程地质条件为砂土不良级配，标贯击数10<N<15，成桩质量较好，加之本工程最大水头也就43m左右，故初步认为采用单排旋喷套接，并通过加大灌浆压力及严格控制工程施工是可以达到目的的。工程设计前在坝后主槽部位做旋喷试验，以确定设计技术参数，经试验采用较大压力，桩径可以达到1.7m左右，基本可以达到工程要求。

高喷灌浆在主河槽段进行布孔，沿主坝坝轴线布置一排，终孔孔距1.25m，孔底进入微风化花岗岩1m, 孔深43.0-67.4m,总共布置高喷灌浆孔47孔，高喷防渗墙长57.5,灌浆总进尺1036.25m。

2.2 灌浆技术要求

高喷灌浆材料采用水泥浆，并掺入2%的水玻璃和15%的膨润土，水泥采用42.5级或以上普通硅酸盐水泥。高喷灌浆全部采用旋喷,分三序进行，采用双管法，高喷灌浆主要技术参数见表1。

2.3 施工技术要求

坝轴线允许误差1cm，孔位误差不超过2cm，钻孔前必须选一部分高喷孔作为先导孔，分层界面取芯，孔深进入基岩1.0m取芯，核对地层，钻孔机体要平稳、牢固，每钻进5m测量机体、立轴垂直一次,孔斜率不大于0.5%，钻孔终孔后用新浆液将孔内岩粉置换干净，保证高喷顺利下管, 钻进过程中要详细记录地层变化、漏浆位置、深度、时间，记录表经监理、技术员、机台长签字后当天送交技术组。

表1 高喷灌浆主要技术参数表

压缩空气	压力（MPa）	0.6～0.8
水泥浆	流量（m3/min）	0.8～1.2
	压力（MPa）	35～40
	流量（L/min）	80
	密度(g/m3)	1.4～1.5
	回浆密度(g/m3)	≥1.3
提升速度	cm/min	5～10
旋喷转速	r/min	8

施工要严格分三序进行，逐渐加密，灌浆施工间隔时间不小于24h，喷射过程中对冒浆情况、漏浆位置、深度、时间要详细记录,因各种原因使喷射中断超过30分钟，恢复喷射时，要下落0.5m再开喷；超过2h，恢复喷射时，要下落0.7m再开喷。每孔喷浆结束前，要进行终喷充填,终喷后用水泥浆液将孔内充填满，直到孔口浆面不再下沉为止。

3 灌浆质量验收

灌浆质量验收采取两项标准，第一，后坡牛皮胀消除，坝后明流消失，坝后塘底管涌消失。第二，采用围井注水试验，要求实测渗透系数不大于1×10-5cm/s。围井定位综合考虑地层情况、漏浆情况等确定，围井试验要求在高喷灌浆结束后7d进行，由设计会同监理等单位一起确定围井试验位置，围井封顶做注水试验。

4 结语

东方红水库高喷灌浆按规范要求在漏浆量大的位置布置了一个围井，经注水试验，实测渗透系数为i×10-6cm/s，达到了设计要求；2010年6月，东方红水库水位已达到正常蓄水位38.00m高程，坝脚无任何渗漏发生，说明水库高喷灌浆是成功的。东方红水库高喷防渗墙灌浆，结合地基实际地质情况，采用增大灌浆压力，严格要求施工等综合措施，最大高喷深度达67.4m，采用单排布孔，工程没进行补灌，一次性取得成功，取得了较好的经济效益。

参考文献

［1］水利水电工程高压喷射灌浆技术规范.中华人民共和国电力行业标准.

［2］梁炯鋆.锚固与注浆技术手册[M].中国电力出版社.

    作者简介：陈长富(1974-),男,河南安阳人,就职于江门市水利水电勘测设计院有限公司，工程师，研究方向：水利水电建筑工程设计。