运用高压旋喷建造土坝坝基灌浆盖板技术

运用高压旋喷建造土坝坝基灌浆盖板技术
李长华 龚德新 郭祥初

　　摘 要 土坝坝基进行帷幕灌浆时，由于坝基无混凝土盖板，不能进行裂隙冲洗，灌浆压力受到限制，因而灌浆效果有限。采用高压旋喷在坝基建造灌浆盖板，改善了灌浆条件，取得了良好的灌浆效果，并且有效地截断坝基表层的渗漏，减少了坝基的接触冲刷破坏。温峡口水库大坝灌浆试验的成功为坝基无混凝土盖板条件下灌浆和坝基防渗加固处理探索了一条新路子。
　　关键词 高压旋喷 土坝 灌浆盖板 技术

　　一、概述

　　湖北省温峡口水库为总库容5.78亿m3的大（Ⅱ）型水库。大坝为黏土心墙石渣坝，最大坝高51.5m。水库于1970年建成蓄水后，坝基渗漏严重。一直处于限制蓄水位带病运行状态。1986年被水利部列为全国第一批重点病险水库之一，要求进行整险加固。为寻求合理的处理方案，20年来，省内外众多单位在工地现场做了大量的补充勘探和试验工作。大坝加固设计时，曾考虑主河槽坝段采用混凝土防渗墙方案。经对多种方案研究后，提出在大坝全线基岩与黏土心墙之间采用高压旋喷结合基础帷幕灌浆的处理方案。

　　为了论证旋喷施工及形成灌浆盖板的可行性，确定各项技术参数，2001年3月到8月进行了现场试验，共完成旋喷单桩和群桩试验孔37孔，钻孔进尺 834.8m，旋喷进尺239.8m，帷幕灌浆试验孔17孔，钻孔和灌浆进尺663.6m。通过现场开挖、钻孔取样及对芯样检测和钻孔压水试验等方法测试，表明高压旋喷及帷幕灌浆试验各项指标及实际效果均满足设计要求。

　　二、试验施工工艺流程及主要机械设备

　　1.试验布置

　　本期试验地段选择在大坝左右坝端，旋喷最大深度为33m。两试验区分别进行高压旋喷单桩试验和群桩试验。单桩试验孔距分别为1～1.25m。群桩试验：左岸为单排，孔距1m，右岸为单排和三排孔，排距0.6m，孔距0.8m；左岸单排孔和右岸中排孔兼作帷幕灌浆试验孔。

　　2.试验施工流程

　　高压旋喷施工流程：修筑施工平台→放样→钻机就位→钻孔及下套管→高喷台车就位→试喷→喷管下至孔底→自下而上旋喷至设计顶高→冲洗喷管→高喷台车移位→回灌。

　　帷幕灌浆施工流程：钻孔→冲洗→压水试验→灌浆→封孔。

　　3.高压旋喷施工工艺

　　高压旋喷试验采用双喷嘴、双管法，直接喷射水泥浆。喷嘴直径为1.8～2mm。每孔先从坝面或坝坡工作平台上钻孔，套管跟进，穿过坝体代料和心墙，深入坝基强风化层顶面，并进行打入式止水。钻孔深入基岩0.8～1.3m。旋喷时，先将孔内套管上提至设计旋喷体顶高程，让其脱离旋喷段。然后将喷管下入孔底，按先送气、后输浆、喷管原位旋转的步骤进行，自下而上进行旋喷作业，直至设计桩顶高程。每孔旋喷结束后，及时向孔内回灌，保证桩顶密实。

　　4.高压旋喷主要机械设备

　　（1）高压注浆泵：XPB-90B型，最大工作压力40MPa，额定流量90L/min。（2）空气压缩机：VY-9/7-a型，容积流量9m3/min，排气压力0.7MPa；2V2-5.5/12，容积流量5.5m3/min，排气压力1.2MPa。（3）高喷灌浆台车：GP1500-6型液压高喷灌浆台车，底架为液压步履式。（4）制浆机：270L卧式自动配料制浆机。