水工建筑物防渗加固施工技术图文详解

多年来水工建筑物防渗加固问题一直是水利工程施工当中施工中尤为重要的环节，当基础土质较差，渗透性较强时，在水流的作用下对基础的危害很大。因此防渗加固工程便成了水工建筑施工中不可忽视的部分。本文简要介绍几种防渗加固技术。

高压喷射灌浆技术

在堤坝防渗工程中，高压喷射灌浆技术与常规砼防渗墙相比，可不同程度地降低工程造价，具有开挖量小，施工方便，占地少，对临近建筑物影响小等特点。此项技术很大程度地提高了江、河、湖、库、渠的堤坝防渗抗灾能力，减轻防洪压力，对保障人民生命财产安全以及社会经济发展将起到积极的作用，其社会效益是十分明显的。

1高压喷射灌浆施工工艺

施工中所用技术参数因使用高喷的方法不同而不同。所用的灌浆压力不同，提升速度也有差异。对各类地层而言，若使用同一种施工方法则水压、气压、浆压的变化不大，唯有提升速度变化较大，是影响高喷质量的主要因素。一般情况下，确定提升速度应注意下列几个问题：因地层而异，在砂层中提升速度可稍快，砂卵（砾）石层中应放慢些，含有大粒径（40cm以上）块石或块石比较集中的地层应更慢；因分序而异。先序孔提升速度可稍慢，后序孔相对来讲可稍快；高喷施工中发现孔内返浆量减少时宜放慢提升速度。

高压喷射注浆法所形成的固结体形状与喷射流移动方向有关，一般分为旋转喷射（简称旋喷），定向喷射（简称定喷）和摆动喷射（简称摆喷）三种形式，如下图。

（高压喷射注浆法的三种喷法） 

 旋喷法形成圆形固结物，施工时，喷嘴一面喷射一面旋转并提升，固结体呈圆柱状；定喷法形成片状固结物，施工时，喷嘴一面喷射一面提升，喷射方向固定不变，固结体形如板状或壁状；摆喷法形成扇形固结物，施工时，喷嘴一面喷射一面提升，喷射的方向呈较小角度来回摆动，固结体形如较厚墙状。
    定喷及摆喷两种方法通常用于基坑防渗，改善地基土的水流性质和稳定边坡等工程，加固地基主要用旋喷法，旋喷法施工后，在地基中形成的圆柱体称为旋喷桩。
    旋喷桩施工时采用单独喷出水泥浆的工艺，称为单管法；采用同时喷出高压空气与水泥浆的工艺，称为二重管法；采用同时喷出高压水、高压空气及水泥浆的工艺，称为三重管法(下图)。

（三重管旋喷桩）

    旋喷桩的施工工艺流程为：布孔放样→钻机就位→钻孔→插管→喷射注浆→拔管及冲洗。具体如下：
    1）布孔放样。根据设计图纸和说明书进行孔位放样，采用跳孔喷浆的方法。
    2）钻孔将钻机就位、钻孔。钻头准确定位居中，钻孔位置与设计位置偏差小于10cm。钻架矫正摆平，钻杆垂直，倾斜度小于等于1.5%，开始钻孔，钻孔过程中要经常注意钻杆偏斜情况，及时矫正。钻孔孔口采用套管保护。
    3）制备浆液。利用搅拌机，将水与42.5普通硅酸盐水泥按1：1的水灰比充分搅拌均匀，制备水泥浆液，随时拌制随时喷注。
    4）插管、喷浆。旋喷机具就位，校正机架水平度和喷主管的垂直度，灌注管插入高喷孔前采用中等压力试喷，以检查喷射和灌浆系统是否畅通，然后用卷扬机将灌注管插入钻孔设计深度，开始喷射灌浆作业，按成桩实验确定提升速度，和旋转速度，边提升喷灌管边旋转，待喷管达到设计长度范围内停止喷浆，将灌注管提出空口，在钻孔内进行静压灌浆，防止固结体形成凹形。
    5）移动机架和冲洗管路。灌注完毕，拔出注浆管，移动机架，冲洗管路器具，开始下一个孔的施工。

钻机与高压注浆泵的距离不宜过远。钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm。实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质报告不符等情况均应做详细记录。
    当注浆管贯入土中，喷嘴达到设计标高时，即可喷射注浆。在喷射注浆参数达到规定值后，随即分别按旋喷、定喷或摆喷的工艺要求，提升注浆管，由上至下喷射注浆。注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm。对需要扩大加固范围或提高强度的工程，可采取复喷措施，即先喷一遍清水再喷一遍或两遍水泥浆。在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降、上升或大量冒浆等异常情况时，应查明产生的原因并及时采取措施。
    当高压喷射注浆完毕，应迅速拔出注浆管。为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程，必要时可在原孔位采用冒浆回灌或第二次注浆等措施。当处理既有建筑地基时，应采取速凝浆液或大间距隔孔旋喷和冒浆回灌等措施，以防旋喷过程中地基产生附加变形和地基与基础间出现脱空现象，影响被加固建筑及邻近建筑。同时，应对建筑物进行沉降观测。  

一般灌浆治漏加固技术

1灌浆治漏加固技术简介

1 坝体、坝基帷幕灌浆；主要充填漏洞和缝隙，防渗裁漏，通过灌浆加固，形成防渗体。此方法适用于浆砌石重力坝。

2 坝上游面固结灌浆；堵塞漏洞和缝隙，加固补强坝体和提高防渗性能，以进一步提高坝体的承载能力和完整性。

3 坝下游面追踪固结灌浆；在下游坝面有漏水或溶蚀物出逸的地方，造成水平孔或斜孔，埋注浆管进行灌浆，以堵塞漏水通道和坝体空洞、裂缝，加固坝体，增加坝面稳定性和抗冲刷能力。这种反向灌浆工艺，非常适合拱坝和支墩坝工程，对重力坝工程只有搞清扬压力并设排水孔也可采用。采用这种方法时最好是坝前无水。

4 坝面重新剔勾缝；剔缝后，用高标号水泥砂浆、干硬性预缩水泥砂浆或用防水材料配制高标号水泥砂浆勾缝，提高坝面防渗漏能力及坝体稳定性、整体性和抗冻融、抗风浪淘刷能力。此方法即“前堵、中截、后追踪”灌浆治漏加固法。

2灌浆治漏加固技术布孔和造孔应遵循的原则

1 帷幕灌浆布孔，在漏水坝段沿坝顶中心线，以孔距3m、孔径50mm或75mm为宜，或根据试验确定孔距。孔深钻至漏水部位以下1m——2m，如接触带或基岩漏水，钻孔可钻至不透水基岩以下lm——2m。造孔可一次性造孔，也可分序造孔，破碎地带上下分段造孔、分段海浆，同时在浆体凝固5-7天后，再继续向下钻孔，以防止卡钻、埋钻事故发生。坝体与基岩接触部位和坝基灌浆，也可采取在上游坝脚打斜孔或垂直孔灌浆堵漏，但造孔前应先清基，在坝脚浇筑0．3m一0．5m厚混凝土，待凝固后再打孔。垂直或倾角小于5。的帷幕灌浆孔，其孔向的偏差值不得大于规定值。

2 坝上游固结灌浆布孔；在漏水部位呈“梅花”型，钻孔间距和排距lm——3m为宜，根据漏水情况确定，钻孔位置选在砌石“了”缝中；在裂缝部位，可沿裂缝每lm布设一孔。孔径为42mm，孔深0．7m——1．5m，根据坝体实际情况确定。

3 坝下游面追踪固结淄浆布孔；在裂缝部位沿缝隙每1m布一孔；在其它渗水部位，按照“梅花”型布孔，排距和孔距2m——3m为宜，布孔位置在?“T”缝中，也可适当加密布孔。孔深和孔径同坝上游面。

3施工要求

1 先放空水库或将库水位降至灌浆部位以下，再灌浆施工，并做好灌浆各项记录。

2 洗孔；灌浆前应对孔壁、孔底及裂缝进行冲洗，采用风水联合冲洗方法，水压力不大于本段灌浆压力的75％，时间以孔深浅确定，直到回清水为止。

3 维幕灌浆；①采用孔内循环法，自上而下或自下而上分段灌浆，最后全孔灌注。分段灌浆时，要在遭浆段以上Oo5m处加胶塞封堵。通过论证，也可采用小口径钻孔孔口封闭灌浆法；⑨坝体内灌浆长度，一船5nt左右较好，孔深不超过8m时，可全孔一次性灌注；⑧灌浆压力按设计控制，但要低于抬动试验极限压力，一般控制在0．2MPa——0．4MPa。

4 坝面固结和追踪灌浆；①在孔内预埋注浆管，孔口管周围用干硬性水泥砂浆填堵，采用内径20mm钢管，长50cm，插入孔内40cm，外露5Cm“10Cm，管头要加工丝扣，以便与输浆管连接；⑦采取一组四孔并联灌浆法，也可单孔或两孔一起灌注。对坝后漏水处重点孔位要采取单孔重点灌浆。灌浆压力按设计控制，一般采用0．2MPa——0．25MPa。

5 浆液的浓度；灌浆时应遵循由稀到浓的原则，根据压水试验逐级改浓。坝体当注入浆量大于30L／min时，可越级变浓。当某一级浆液灌注400L以上，而灌浆压力和吸浆量均无明显改变时，可改浓一级浆液灌注。浆液水灰比一般采用重量比8：1、5：1、3：1、2：1、1．5：1、1：1、0，8：1、0．6：1、0．5：1九个级别。根据设计，必要时还可掺和粉煤灰、砂于、石英粉、铝粉等。在灌浆过程中，浆液要每隔一小时测定一次比重。

6 灌浆时要分2-3序灌注，同时一定要进行复灌。在设计压力下，当吸浆量不大于O．4L／mio时，再续灌30分钟即可结束。

7 灌浆孔封孔；帷幕灌浆时，竖孔封孔采．用机械导管法，用1：2水泥砂浆从孔底向上逐渐提升封填密实；坝面固结灌浆水平孔封孔，采用低水灰比1：2水泥砂浆人工填堵捣实。封填材料最好用膨胀水泥砂浆。

截渗墙技术

截渗墙为临河截渗。其作用是加固堤防，降低大堤浸润线出逸点，确保大堤安全。

截渗墙技术分为两种：一种是水泥土截渗墙其造价最低；一种是混凝土截渗墙，其造价较水泥土截渗墙略高。混凝土截渗墙是在地面上进行开槽（造孔）施工，在地基中以泥浆固壁，开凿成槽形孔或连锁桩柱孔，回填防渗材料，筑成具有防渗性能的地下连续墙。水泥土搅拌桩截渗技术是利用多头小直径深层搅拌机具把水泥浆喷入土体并搅拌形成水泥土，以水泥为固化剂，固化剂和土体之间发生物理化学反应，使土体固结成具有良好整体性、稳定性、不透水性，并具有一定强度的水泥土截渗墙，以达到截渗的目的。

优点：工程造价低，占地少，施工进度快。

缺点：截渗墙为地下隐蔽工程，施工工艺复杂，技术要求高，特别是在地基土层复杂时，施工中容易出现意想不到的问题，造成施工中断。混凝土截渗墙还容易出现槽壁坍塌、漏浆、墙体接缝有泥皮夹层、墙体槽间横向倾斜等技术难题，还有待于进一步分析研究。