塔什秋水库除险加固高压定喷灌浆施工技术措施

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1、塔什秋水库除险加固高压定喷灌浆施工技术措施1、概述塔什秋水库位于青海省共各县境内，北距塘格木农场五大队约 10 公里，是一座以灌溉为主兼顾养殖的小（1）型水库。水库为注入 式水库，通过引水渠从塔什秋河直亥灵沟引水入库，放水入塔什秋灌 区干渠。塔什秋水库由主坝、副坝、放水涵管、溢洪道、引水系统等 组成。主坝最大坝高12m,副坝最大坝高4.3m坝顶高程3330.25,正 常蓄水位3329.75m,设计洪水位3329.80m校核洪水位3329.85m,总 库容114.73 万方。主要建筑物级别为4级,次要建筑物和临时建筑 物级别为5级。由于种种原因,水库兴建时未做周密设计、未进行地 质勘探、施工质量

2、差,水库长期以来存在大坝基渗漏严重、坝坡不稳、 防洪标准不够等诸多问题,已严重威胁到大坝的安全运行。根据青 海省共和县塔什秋水库大坝安全鉴定报告和水库除险加固施工设 计方案设计对主坝采取土坝加高、坝基防渗处理,大坝加高高度为 1.4m加宽后的坝顶宽度为4.0m坝体采用复合土工布、在上游坝脚采 用高压定喷灌浆防渗墙作为坝基防渗措施,顶部与复合土工膜连接, 墙底部嵌入基岩0.5m。副坝最大坝高仅4.3m防渗采用在坝顶设置高 压定喷灌浆防渗墙,解决坝体与坝基的防渗问题。本措施仅针对坝基 和坝体高压定喷灌浆施工。2、施工难点及对策（1）塔什秋水库除险加固工程工区属高原草原半干旱类型,干 燥、寒冷、降水

3、量少、日照长、昼夜温差大、无霜期短等高原大陆性 气候,施工环境差,交通条件较差,气候恶劣,施工难度大,一年中 能进行施工的时间短。工程高喷轴线总长约770m,高喷灌浆施工强 度高、工期紧。施工中需坚定信心、合理安排、加大资源投入,确保 施工进度。（2）塔什秋水库除险加固工程地质条件复杂,上部为人工填筑 坝体,厚 0.50-12.0m 岩性为粉质壤土；中部为洪积的粉质壤土,厚 2.0m下部为洪积的碎石层厚0.0-15.0m,因此高压定喷施工造孔过程 中塌孔、卡钻现象频繁，且孤石多，造孔困难，钻具消耗大。所以施 工中应优化施工程序，分序进行高喷施工。3、施工布置3.1 高压定喷轴线布置根据设计要求

4、水库高压定喷采取单排布孔，孔距1.0 m,主坝高 压定喷轴线布置在坝脚上游距坝脚 4.0m 处，沿主坝轴线方向平行布 置；副坝高压定喷轴线在坝顶沿坝轴线布置；为保证高压定喷施工质 量,高压定喷底部与基岩相接,以利改善防渗效果,高压定喷施工孔 深度确定为深入基岩0.5m,工程量以实际发生计。3.2 钻灌平台 高压定喷施工平台根据轴线走向布置。主坝高喷钻灌平台用反铲 配合人工修整清淤,清淤高程 3322.30,清淤到设计高程后用 20t 振 动碾压实场地,施工平台宽不小于 6.0m 外侧设排浆沟、沉淀池和施 工用水蓄水池；副坝高喷钻灌平台用装载机进行削尖找平,平台宽度 不小于6.0m,在副坝库区内

5、用反铲挖设排浆沟、沉淀池和施工用水蓄 水池。3.4 制浆、输浆系统布置制浆制浆系统包括制浆平台,灰浆高速搅拌机、筛子、浆液输送 泵和 100t 水泥存储平台,由于工区属干旱性气候降水量少所以水泥 平台设在副坝左坝肩旁的小山坡上由装载机推平后铺设彩条布形成, 灌浆浆液用灰浆高速搅拌机严格按设计的配合比拌制后,经筛网过 滤,导入浆液输送泵,再输送到施工现场的高喷机内进行灌浆施工, 灌浆机至高喷机用软管,压力表安装在灌浆机出浆管路上。制浆系统 的生产能力与灌浆机的排浆量相适应,以保证均匀连续地拌和浆液, 确保灌浆工作的正常进行。输浆管路沿山坡边布置至钻灌平台,再在 钻灌平台内侧布置至高喷工作面。3.

6、5 施工供水施工供水用潜水泵从库区蓄水池内抽取。为确保灌浆用水,库区 蓄水池开挖至少为长4.0m*宽4.0m*深1.5m。3.6 施工供风配置 1 台 20m3/min 中风压电动空压机、2 台 6m3/min 低风压空压 机，布置制浆站附近场地内，采用高压胶管送风至各工作面。 4、高压定喷灌浆施工根据现场实际情况，整个高压定喷施工先进行副坝施工再进行主 坝施工。水库高压定喷采用三管法施工工艺，喷射角度为 200。三管 法是指使用能输送水、气、浆的三个通道的喷射管，从喷嘴中射出超 高压水流，水流周围环绕着从外喷嘴中射出的一般压力的圆管状气 流，同时喷射的水流与气流冲击破坏土体。由泥浆泵灌注水泥

7、浆液进 行充填置换。喷嘴边喷射边提升，在地基中形成较大的负压区，携带 同时压入的浆液进入被破坏的地层进行混合、充填，在地基中形成直 径较大，强度较高的固结体，起到防渗作用。4.1 施工程序（1）根据现场实际情况，高喷防渗墙施工拟从右至左分段作业、 依次成墙的方式进行施工。采取分序施工，折接成墙。因地质条件差，相邻孔串浆严重，分 二序施工。将定喷孔编号划分为I序孔和II序孔，先完成I序孔的造 孔和灌浆后，再施工II序孔。高喷灌浆孔位布置及编号详见附图1（3）单孔喷灌的施工程序如下：孔位放样f跟管造孔f下PVC套管f拔管f下喷射管f喷灌f 提升I回灌f成桩f结束。（4）工艺流程图见工艺流程框图。单

8、孔高喷灌浆施工工艺流程图4.4 钻孔(1 )相邻I序、II序孔间距为1.0m，孔深为伸入基岩0.5m。( 2)高喷灌浆孔拟分为 n 个高喷灌浆单元单独进行编号，即从 右坝肩至左坝肩方向编号，为便于各段高喷编号的区分，主坝高喷单 元从右坝肩至左坝肩依次为 Al、A2 An;副坝高喷单元从右坝肩 至左坝肩依次为Bl、B2 Bn。高喷灌浆孔位布置及编号详见附图 1。( 3)防渗墙施工平台形成后，由测量人员按规划的高喷防渗轴 线准确放样，并在适当位置布置控制点，进行施工期的检测校核。( 4)钻孔时首先把钻机对准孔位，用水平尺校准机身水平，并 垫稳，控制孔位偏差不大于5cm，高喷钻孔角度为90。确保钻孔

9、偏 斜率控制在1%以内，钻孔的效深度应超过设计墙底深度0.3m。( 5)钻进工艺：由于工程地质条件复杂，上部为人工堆积粉土 层，下部洪积壤土石夹块、洪积碎石层厚度大，所以针对上部人工堆 积土层先采用取土钻机进行取土钻进，孔径165m m450m m,根据实际 情况尽最大能力取土到最大深度；然后采用HD70钻机跟管工艺造 孑孔径 165mm,孔内下 148mm钢套管（壁厚7mm无缝钢套管）， 钻至设计孔深后，在 148mm钢套管内下入特制的 130mmPVC管 护壁至孔底，然后再起拔钢套管。PVC管材要求壁厚1.01.5mm左 右,脆性较好。为减少孔内淤砂和管接头不脱节, PVC 管孔底采用 土

10、工布包裹,接头套接后用塑料胶带密封。在没有对该孔灌浆前对孔 口进行保护,防止杂物掉入孔内。钻进过程应准确判断入岩深度,做 好施工记录报表,真实准确反映孔内的情况,以便为高喷灌浆提供第 一手资料,并将钻孔过程中的异常情况记录在钻孔表格里面。每个钻 孔均按设计提供的地质资料并结合现场实际情况进行造孔。（ 6）先导孔：先导孔是测量放样后造墙的第一施工项目,目的 是进一步了解地层，选定部分I序孔作为先导孔，孔距16m,特殊部 位根据监理要求加密，孔径165mm,并详细做好地质状况分层施工 记录。4.5 灌浆（ 1）根据灌浆规范技术要求,在高喷灌浆开始前选取一灌浆段 进行高喷灌浆试验,以确定适合该地层的

11、灌浆参数。根据现场实际情 况试验段选定在副坝FB0+00.00FB0+20.00段 高喷灌浆孔位布置及 编号详见附图 1。根据设计要求高喷灌浆试验采用三列管高压定喷套 接法进行高喷试验。根据规范要求初拟高喷灌浆施工参数见表4-1。表 4-1高压定喷施工参数表项目三列管定喷套接法施工参数水压力(MPa)3540流量(L/min)70 100喷嘴（个）2喷嘴直径（mm）1.7 1.9压缩空气压力(MPa)0.6 0.8流量(m Wmin)0.8 1.2喷嘴（个）2喷嘴间隙（mm）1.0 1.5水泥浆压力(MPa)0.2 1.0流量(L/min)60 80密度(g/cm3)1.5 1.7喷嘴(出浆口

12、)(个)2喷嘴直径(mm)612孔口回浆密度(g/cm3)1.2提升速度1020 (粉土层)cm/min510 (碎石层)(2)高喷台车就位后，在地面孔口试喷，并检查高压定喷系统 的完好性及设备的可靠性和压力，提升速度等，满足设计要求后方可 下放喷管。( 3)下管时要轻、慢，防止刮塌孔壁，下放至设计深度后，校 正孔深。为防止喷嘴堵塞，可采用低压送水(浆)气的方法下管，也 可用胶带缠封保护喷嘴。( 4)在统一指挥下，依次送水、浆、气，待各项参数达到设计 值，一般情况下在孔底喷射13min，孔口返浆正常后开始提升。为 提高防渗效果，部分孔在定喷时，适当延长孔底净喷时间，造成孔底 塌落，使上部孔壁位

13、置粒径较大的漂卵石坍塌，以提高高喷效果。( 5)在提升过程中应随时检查浆液的流量、喷射压力、提升速 度等参数，并做好施工记录，喷射到预定高程后依次停水、浆、停气， 提出喷射管。( 6)当喷管提升接近桩顶时，从桩顶以下 1.0m 开始慢速提升至 桩顶,并在桩顶停止提升喷浆数秒，以保证桩顶成型。( 7)喷射结束后，及时进行孔口静压回填灌浆，直至孔口浆液 面不再下沉为止。( 8 )当施工间歇时间超过半小时时应对管路进行清洗，防止堵 塞。4.6 高喷操作过程中的注意事项 (1)高喷灌浆过程中应保证孔内浆液上返畅通。( 2)高喷灌浆过程中，因故障或换管等原因造成灌浆中断时， 再恢复喷射时，必须将喷管下放

14、0.30.5m进行复喷，以保证桩体连 续性和可靠性。( 3)高喷灌浆过程中，出现压力突降或骤增，孔内回浆浓度或 回浆量异常等情况时，停止提升。查明原因，并及时处理，恢复正常 后，方可重新提升并应下放0.30.5m进行复喷。4.7 高喷灌浆过程中异常情况的处理(1 )当地层中地下水流速过大时：在浆液中掺入适量速凝剂； 增大注浆量；增加浆液浓度。(2) 若发生严重漏浆可采取以下措施：孔口不返浆时，应立 即停止提升，孔口少量返浆时，应降低提升速度； 降低喷射压力、 流量，原位灌浆； 在浆液中掺入速凝剂； 加大浆液浓度或灌注水 泥砂浆；向孔内填入砂、粘土等堵漏材料，直至返浆后再停止。( 3)冒浆量过大

15、可采用如下措施解决： 提高喷射压力； 提 升速度适当加快等。( 4)高喷中断后的处理：高喷过程中出现中断后，立即停止提 升，并记录中断位置，并尽快恢复高喷。( 5)高喷报废孔的处理：由于意外的原因造成高喷中断并报废。 在原孔位重新钻孔，一直钻到出现水泥浆液或水泥结石并再深入0.5m 即可起钻，进行高喷。( 6)高喷过程中特殊处理措施联系四方现场确定，现场随机签 证。4.8 高喷材料及要求(1)高喷灌浆浆液采用水泥净浆，采用P.O32.5R水泥。( 2)其他掺合料：根据需要，可在水泥浆液中加入速凝剂、河 砂或粘土。4.9 灌浆浆液的制备制浆材料称量误差小于5%，浆液配制采用高速搅拌机(1440r/min) 拌制，纯水泥浆液的搅拌时间不少于30秒钟，浆液在使用前通过30 目的筛网过滤，浆液温度应保持在540C，从开始制备至用完时间 不超过 4 小时。4.10 灌浆参数4.10.1 水灰比根据施工规范，高喷灌浆浆液的水灰比1.5: 10.6：1,本工程 根据设计要求拟定为 1： 1。水泥浆液的配制由工程技术人员现场控 制，严格按设计要求的配合比配制。 特殊情况时可在规范规定范围 内对水灰比进行适当调整。4.10.2 灌浆压力灌浆压力控制: 0.2-1.0Mpa。在施灌过程中，孔口