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摘要：由于水库使用年限的增加及本身施工质量不理想等原因，暴露出来的病害也越来越多，水库采用的技术措施也越来越先进，高压摆喷灌浆就是近年来被广泛采用的一种。本文结合水库除险加固工程，就高压摆喷灌浆施工工艺及质量控制进行探讨，对今后水库除险加固工程施工具有一定的参考价值。
关键词：水库；除险加固工程；高压摆喷灌浆；施工工艺；质量控制
水库在防御自然灾害和保障国民经济可持续发展发挥了重要作用。但是由于使用年限的增加及本身施工质量不理想等原因，水库运行后暴露出来的病害也越来越多，水库采用的技术措施也越来越先进，高压摆喷灌浆就是近年来被广泛采用的一种，具有施工工程量小，工程投资少，效果明显等优势。本文结合水库除险加固工程实践，对高压摆喷的施工工艺和质量控制等方面做了详细阐述，为今后类似工程提供了可借鉴的经验。
1工程概况
某水库工程集水面积21km2，坝址以上河流长11km，河流比降3.3‰，水库总库容1255万m3，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电、养殖等综合利用的中型水库。由于大坝为均质土坝，溢洪道溢流堰底部及两侧均为均质土，经过50多年的长期运行后产生了严重的渗漏现象，存在着渗透破坏，严重危及大坝及溢洪道的安全，对人民群众生命财产造成极大的威胁，因此必须进行防渗处理。水库在除险加固中，坝体和溢洪道防渗采用高压摆喷灌浆处理。坝体高压摆喷灌浆钻空孔8584.9m，高压摆喷灌浆8348.9m；溢洪道溢流堰底部及两侧高压摆喷灌浆钻空孔610.5m，高压摆喷灌浆501m。高喷灌浆前应布设观测点并开始观测记录，高喷灌浆施工中的观测频率可适当降低。表1所列为高压摆喷灌浆施工设备。
表1 高压摆喷灌浆施工主要设备
2高压摆喷灌浆施工设计
（1）施工轴线的设计。①大坝高压摆喷灌浆施工轴线布设在距坝顶上游侧1.5 m处；②溢洪道溢流堰底部及两侧高压摆喷灌浆施工轴线布设在溢洪道工作闸门吊点中心线上游1.2 m处。
（2）布孔设计。①坝体高压摆喷灌浆施工沿着距坝顶上游侧1.1 m的处灌浆轴线进行布单排孔，灌浆范围为0+023～0+428，范围长度为405m，孔距设计为0.9m。②溢洪道溢流堰底部及两侧高压摆喷灌浆施工沿着溢洪道工作闸门吊点中心线上游1.1 m处的灌浆轴线进行布单排孔，灌浆范围为溢洪道轴线左右各18.9 m，范围长度为37.8m，孔距设计也为0.9m。三管高压摆喷从坝基面至正常蓄水位，灌注材料规定为水泥浆，灌浆分为两次序施灌，一序孔距设计为2.0m，二序孔距设计为1.0m，第一序灌浆结束后才可以相继灌第二序孔。
（3）钻孔设计。①坝体高压摆喷灌浆孔深为坝顶至坝基岩层线以下3m，钻孔深度在5.9～24.0m之间；②溢洪道溢流堰底部及两侧高压摆喷灌浆孔深为堰顶及两侧路面至坝基岩层线以下3m，钻孔深度在12.0～16.5m之间。
（4）幕墙厚度。在该水库除险加固工程中，将摆喷墙设计为折板式结构，要求折角为25°、摆角为30°，搭接长度不得小于20cm，防渗墙厚度要在15～30cm以上。平均厚度确定为20cm。
（5）浆液的选择。使用42.5R普通硅酸盐水泥，纯水泥浆，浆液密度要求不得小于1.5g/cm3，水灰比控制在1.0左右。使用减水剂，掺量为水泥量的1%。工程灌浆墙体凝结后为水泥黏土砂浆体，28天后有较高的强度、较小的渗透系数和较大的破坏坡降。灌浆孔布置如图1所示。
图1 灌浆孔布置示意图
3高压摆喷灌浆施工工艺
（1）工艺流程如图2所示。
图2 高压摆喷灌浆施工工艺流程
（2）施工工艺参数。在该水库除险加固工程施工中，高压摆喷灌浆施工工艺参数见表2。
表2 施工工艺参数
施工前需做围井注水试验，通过有效试验适当修正有关参数，以满足施工实际要求。
4高压摆喷灌浆施工技术
4.1施工前的准备
（1）进行高喷灌浆放线布孔。
（2）根据施工轴线上工作面的高程测量值，确定各高喷孔的起喷以及终喷的高度。
（3）灌浆过程中所采用的水泥，需要在检验合格之后才可以使用。
4.2钻孔
（1）在已布设的孔位上合理选孔，要求孔位的偏差控制在5cm以内，孔斜率要控制在1%以内。
（2）钻孔主要采用湿钻，将钻孔直径确定为90mm。
（3）钻孔过程中要求实际孔深应该比设计孔深超出0.5m左右。
4.3高压摆喷施工
将高喷机移动到已经钻好的孔口位置处，先进行喷管试喷以检查喷射射流是否正常，然后下管至设计深度开始喷射提升，直至终喷高程后停止喷射。
为了确保先期形成的板墙与后期形成的板墙能够有效连接，采用间隔性Ⅰ序孔、Ⅱ序孔施工方法，即先施工完Ⅰ序孔，然后再对Ⅱ序孔进行施工；在将高喷机放置到指定位置之后，先在地面进行试摆和试喷，确定好喷射的方向，在各项参数达到设计要求后再继续下喷射管至孔底位置，先按照规定参数进行原位喷射，在浆液返出孔口、情况恢复正常之后才可以开始提升喷射；要求喷射界线确定为下至强风化黏土岩1.0m以下；在砂卵石层中容易出现塌孔现象致使高喷管下不到预定深度，这时，将高喷机移开，通过钻机进行扫孔，同时利用浓黏土浆或直接倒入黏土进行护壁，然后才能进行高喷操作；在实际喷射过程中，如果出现故障而必须停喷，则需要在故障排除后，将喷管下至停喷前深度0.2m以下重新进行喷射，确保板墙能够保持良好的连接；部分砂砾卵石层孔段出现漏浆而不再冒浆时，需要停止提升，并加大水泥浆液的浓度，直至孔口有冒浆之后才可以重新提升。当发生邻孔串浆问题时（该问题通常都会发生在Ⅰ序孔），需要将串浆孔彻底堵死，灌浆孔依照正常施喷要求继续进行；在单孔喷灌施工结束后，需要采用配合比为0.7∶1的纯水泥浆进行回填补灌，并反复进行，直至浆面不再下沉为止；在喷灌过程中，随时监测进浆比重，回浆比重、流量，水、气、浆的压力和流量，摆喷角度，提升速度等施工参数，并做好详细的记录工作。
4.4封孔
对于已经喷灌、回灌完成的灌浆孔，几天后使用稠黏土浆充填孔口直至填满为止。
5高压摆喷灌浆施工质量控制
（1）要求将钻孔孔斜率严格控制在1%以内。
（2）钻孔深度一定要超过设计深度0.5m左右。
（3）噴射管下到设计深度即可。
（4）灌浆过程中所采用的水泥需要经检验合格后才可以使用。
（5）要求将浆液比重严格控制在1.5～1.7之间，并且每间隔2小时对其进行一次检测，一旦浆液存放时间超过8小时，不得在施工中继续使用。
（6）在此次高压摆喷灌浆施工中，严格按照《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62—94）和设计要求进行施工，施工人员认真组织施工，并对现场操作人员进行严格的技术交底，一旦出现特殊情况要向参建各方汇报，及时找出有效的处理方案。做好现场各种原始资料的记录工作，各部位在完成灌浆之后要根据施工情况，合理布置检查孔进行检查，一旦发现不合格部位要予以加密处理。
（7）其他方面的质量控制。高压水、压缩气、水泥浆、喷管提速等都要根据设计施工工艺参数随时进行检验，一旦发现超标现象应该立即停喷，经过检查处理后才能继续进行喷灌。重新开喷时应从停喷高度以下0.5m位置处开始。
6结语
该水库除险加固工程现已竣工，并已投入使用，目前运行状况良好。通过采用高压摆喷灌浆，水库渗漏现象已经消除，取得了理想的效果，水库安全运行有了保障。实践证明，高压摆喷灌浆技术是可行的，这也为类似水库除险加固工程提供技术依据及支撑。
参考文献：
[1]游萍.高压摆喷灌浆技术在大坝防渗加固中的应用[J].四川水利，2009年02期
[2]李金冰；潘强；周松；刘鹏.高压摆喷灌浆在永堌水库加固工程中的应用[J].华北水利水电学院学报，2010年02期
关键词：水库；除险加固工程；高压摆喷灌浆；施工工艺；质量控制
水库在防御自然灾害和保障国民经济可持续发展发挥了重要作用。但是由于使用年限的增加及本身施工质量不理想等原因，水库运行后暴露出来的病害也越来越多，水库采用的技术措施也越来越先进，高压摆喷灌浆就是近年来被广泛采用的一种，具有施工工程量小，工程投资少，效果明显等优势。本文结合水库除险加固工程实践，对高压摆喷的施工工艺和质量控制等方面做了详细阐述，为今后类似工程提供了可借鉴的经验。
1工程概况
某水库工程集水面积21km2，坝址以上河流长11km，河流比降3.3‰，水库总库容1255万m3，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电、养殖等综合利用的中型水库。由于大坝为均质土坝，溢洪道溢流堰底部及两侧均为均质土，经过50多年的长期运行后产生了严重的渗漏现象，存在着渗透破坏，严重危及大坝及溢洪道的安全，对人民群众生命财产造成极大的威胁，因此必须进行防渗处理。水库在除险加固中，坝体和溢洪道防渗采用高压摆喷灌浆处理。坝体高压摆喷灌浆钻空孔8584.9m，高压摆喷灌浆8348.9m；溢洪道溢流堰底部及两侧高压摆喷灌浆钻空孔610.5m，高压摆喷灌浆501m。高喷灌浆前应布设观测点并开始观测记录，高喷灌浆施工中的观测频率可适当降低。表1所列为高压摆喷灌浆施工设备。
表1 高压摆喷灌浆施工主要设备
2高压摆喷灌浆施工设计
（1）施工轴线的设计。①大坝高压摆喷灌浆施工轴线布设在距坝顶上游侧1.5 m处；②溢洪道溢流堰底部及两侧高压摆喷灌浆施工轴线布设在溢洪道工作闸门吊点中心线上游1.2 m处。
（2）布孔设计。①坝体高压摆喷灌浆施工沿着距坝顶上游侧1.1 m的处灌浆轴线进行布单排孔，灌浆范围为0+023～0+428，范围长度为405m，孔距设计为0.9m。②溢洪道溢流堰底部及两侧高压摆喷灌浆施工沿着溢洪道工作闸门吊点中心线上游1.1 m处的灌浆轴线进行布单排孔，灌浆范围为溢洪道轴线左右各18.9 m，范围长度为37.8m，孔距设计也为0.9m。三管高压摆喷从坝基面至正常蓄水位，灌注材料规定为水泥浆，灌浆分为两次序施灌，一序孔距设计为2.0m，二序孔距设计为1.0m，第一序灌浆结束后才可以相继灌第二序孔。
（3）钻孔设计。①坝体高压摆喷灌浆孔深为坝顶至坝基岩层线以下3m，钻孔深度在5.9～24.0m之间；②溢洪道溢流堰底部及两侧高压摆喷灌浆孔深为堰顶及两侧路面至坝基岩层线以下3m，钻孔深度在12.0～16.5m之间。
（4）幕墙厚度。在该水库除险加固工程中，将摆喷墙设计为折板式结构，要求折角为25°、摆角为30°，搭接长度不得小于20cm，防渗墙厚度要在15～30cm以上。平均厚度确定为20cm。
（5）浆液的选择。使用42.5R普通硅酸盐水泥，纯水泥浆，浆液密度要求不得小于1.5g/cm3，水灰比控制在1.0左右。使用减水剂，掺量为水泥量的1%。工程灌浆墙体凝结后为水泥黏土砂浆体，28天后有较高的强度、较小的渗透系数和较大的破坏坡降。灌浆孔布置如图1所示。
图1 灌浆孔布置示意图
3高压摆喷灌浆施工工艺
（1）工艺流程如图2所示。
图2 高压摆喷灌浆施工工艺流程
（2）施工工艺参数。在该水库除险加固工程施工中，高压摆喷灌浆施工工艺参数见表2。
表2 施工工艺参数
施工前需做围井注水试验，通过有效试验适当修正有关参数，以满足施工实际要求。
4高压摆喷灌浆施工技术
4.1施工前的准备
（1）进行高喷灌浆放线布孔。
（2）根据施工轴线上工作面的高程测量值，确定各高喷孔的起喷以及终喷的高度。
（3）灌浆过程中所采用的水泥，需要在检验合格之后才可以使用。
4.2钻孔
（1）在已布设的孔位上合理选孔，要求孔位的偏差控制在5cm以内，孔斜率要控制在1%以内。
（2）钻孔主要采用湿钻，将钻孔直径确定为90mm。
（3）钻孔过程中要求实际孔深应该比设计孔深超出0.5m左右。
4.3高压摆喷施工
将高喷机移动到已经钻好的孔口位置处，先进行喷管试喷以检查喷射射流是否正常，然后下管至设计深度开始喷射提升，直至终喷高程后停止喷射。
为了确保先期形成的板墙与后期形成的板墙能够有效连接，采用间隔性Ⅰ序孔、Ⅱ序孔施工方法，即先施工完Ⅰ序孔，然后再对Ⅱ序孔进行施工；在将高喷机放置到指定位置之后，先在地面进行试摆和试喷，确定好喷射的方向，在各项参数达到设计要求后再继续下喷射管至孔底位置，先按照规定参数进行原位喷射，在浆液返出孔口、情况恢复正常之后才可以开始提升喷射；要求喷射界线确定为下至强风化黏土岩1.0m以下；在砂卵石层中容易出现塌孔现象致使高喷管下不到预定深度，这时，将高喷机移开，通过钻机进行扫孔，同时利用浓黏土浆或直接倒入黏土进行护壁，然后才能进行高喷操作；在实际喷射过程中，如果出现故障而必须停喷，则需要在故障排除后，将喷管下至停喷前深度0.2m以下重新进行喷射，确保板墙能够保持良好的连接；部分砂砾卵石层孔段出现漏浆而不再冒浆时，需要停止提升，并加大水泥浆液的浓度，直至孔口有冒浆之后才可以重新提升。当发生邻孔串浆问题时（该问题通常都会发生在Ⅰ序孔），需要将串浆孔彻底堵死，灌浆孔依照正常施喷要求继续进行；在单孔喷灌施工结束后，需要采用配合比为0.7∶1的纯水泥浆进行回填补灌，并反复进行，直至浆面不再下沉为止；在喷灌过程中，随时监测进浆比重，回浆比重、流量，水、气、浆的压力和流量，摆喷角度，提升速度等施工参数，并做好详细的记录工作。
4.4封孔
对于已经喷灌、回灌完成的灌浆孔，几天后使用稠黏土浆充填孔口直至填满为止。
5高压摆喷灌浆施工质量控制
（1）要求将钻孔孔斜率严格控制在1%以内。
（2）钻孔深度一定要超过设计深度0.5m左右。
（3）噴射管下到设计深度即可。
（4）灌浆过程中所采用的水泥需要经检验合格后才可以使用。
（5）要求将浆液比重严格控制在1.5～1.7之间，并且每间隔2小时对其进行一次检测，一旦浆液存放时间超过8小时，不得在施工中继续使用。
（6）在此次高压摆喷灌浆施工中，严格按照《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62—94）和设计要求进行施工，施工人员认真组织施工，并对现场操作人员进行严格的技术交底，一旦出现特殊情况要向参建各方汇报，及时找出有效的处理方案。做好现场各种原始资料的记录工作，各部位在完成灌浆之后要根据施工情况，合理布置检查孔进行检查，一旦发现不合格部位要予以加密处理。
（7）其他方面的质量控制。高压水、压缩气、水泥浆、喷管提速等都要根据设计施工工艺参数随时进行检验，一旦发现超标现象应该立即停喷，经过检查处理后才能继续进行喷灌。重新开喷时应从停喷高度以下0.5m位置处开始。
6结语
该水库除险加固工程现已竣工，并已投入使用，目前运行状况良好。通过采用高压摆喷灌浆，水库渗漏现象已经消除，取得了理想的效果，水库安全运行有了保障。实践证明，高压摆喷灌浆技术是可行的，这也为类似水库除险加固工程提供技术依据及支撑。
参考文献：
[1]游萍.高压摆喷灌浆技术在大坝防渗加固中的应用[J].四川水利，2009年02期
[2]李金冰；潘强；周松；刘鹏.高压摆喷灌浆在永堌水库加固工程中的应用[J].华北水利水电学院学报，2010年02期