高喷灌浆在水坝除险加固中的应用

摘要：在现代化水库施工中，水坝一旦出现大面积的浸润带，极容易造成水库大坝整体性、安全性威胁。在这个时候，施工单位利用高喷灌浆技术对其进行修复有着良好的效果。本文结合了某工程施工实例，通过对高喷灌浆施工技术特点和施工工艺介绍，有针对性的对其在除险加固应用中存在的问题进行了探索，仅供日后同类型工作参考。

关键词：高喷灌浆；水库工程；除险加固；水坝；混凝土

高喷灌浆施工技术是近年来发展较为迅速的一种新型渗透加固施工技术，尤其是在目前的水库除险加固工程施工中，更是得到了广泛的使用。经过多年的工程实践总结，这一技术在水库大坝除险加固工作中取得了不菲的成绩，其施工技术也日趋成熟。但是，随着时代的发展和新材料的不断使用，其在水坝除险加固中仍然存在着一定的质量问题，这就需要我们在工作中加以总结，合理的制定出相关预防和处理策略，为工程施工质量提供保证依据。

一、某水库工程施工概况

某水库坝高14.5m，坝顶长211m，顶宽8m，水库工程于1977年动工兴建，1982年基本建成并投入运行，水源主要靠天然降雨蓄水，水库集雨面积493km2，总库容6.35×108m3，正常蓄水位92.2m，相应库容5.46×108m3，系多年调节水库。大坝兴建时由于技术条件有限，加之整个工程地质勘探工作也没有按要求去做，施工质量差，导致大坝各项技术指标达不到设计要求。

二、高喷灌浆技术概述

高喷灌浆技术是近年来兴起的一种水利工程施工新技术，是一项发展极为迅速的防渗加固方法。在目前的水坝工程除险加固工作中，这一技术已经取得了不菲的成绩，其施工技术也日趋成熟。

1、概念

所谓的高喷灌浆施工技术也被广泛的称之为高压灌浆技术，是利用相关机械产生的高压动力将水溶性聚氨酯、水泥以及其他化学材料充分的灌注到已经出现的混凝土裂缝当中，当浆液遇到混凝土裂缝的时候，其中会迅速的产生分散、乳化和膨胀，从而产生一定的弹性体填充混凝土结构中已经出现的裂缝，等水泥发生固化反应从而完全堵塞在混凝土结构之中，以达到预防裂缝的目的。高喷灌浆堵漏技术作为目前国际上极为先进的一种无气灌注防水新技术，是目前工程领域采用最多的一种除险加固新技术。

2、特点

高喷灌浆技术的选用主要是针对软弱土层进行加固和处理，其主要的特点在于适用范围广、修复裂缝效果好、能解决静压注浆不能注入的细砂粒土层的加固问题。因此，这种技术在新建工程、工程修复、防渗处理等方面发挥着重要的作用，是在不停止生产的基础上进行归纳的。在施工中，对于高喷灌浆施工技术的选用是对原有建筑物的基础上钻取一个直径为75～200mm的钻孔灌注桩，并将其形成一个团结体。在这种固结体中其形状可以有效控制，且是一个强度高、布置灵活、可单独也可群组出现的工程施工方式，是一种噪音污染小、环境污染低的环保处理措施。

3、施工工艺分析

高喷灌浆施工技术是利用高压动力机械将水溶性聚合物注入到裂缝以及其他缺陷之中，通过水溶性物质在混凝土裂缝中的分散、乳化和固结形成的一种除险加固新技术，是目前国际范围使用的一项新技术，也是工作中极为关键的方式。这一技术在应用中对裂缝有着化学链接、对表面空隙能够形成高强锚栓、对高压力推挤下出现的裂缝能够合理填充，是一种高度成品化、操作简单、施工时间不限、施工污染小的除险加固技术。

三、施工质量控制措施

高喷灌浆施工中，由于其加固施工和处理本身都是一个隐蔽工程，因此在施工的过程中对于工程施工质量管理要求极为严格，必须要在工作中结合管理体系、管理措施进行分析，针对工程中存在的压力、裂缝等情况综合分析。在本项目施工中，高喷墙轴线与A区帷幕轴线一致。孔距1m，按两序孔布置施工，初拟高压水压力35MPa，输水量75L/min；气压0.8MPa，气量80m3/h；灌浆压力0.20MPa～1.00MPa，进浆量70L/min，喷射管提升速度6cm/min～10cm/min，旋喷速度0.8次/min～1.0次/min（单程为一次）。施工工艺技术参数通过高喷灌浆现场试验确定。

1、施工控制措施

在整个施工过程中，实行技术工程师现场值班制度和监理工程师现场监督检查，发现问题及时纠正解决，同时钻孔深度、孔位、孔斜、注水试验、高喷、灌浆班报实行验收签证制度，确保施工质量。高压施喷参数严格按照技术要求进行操作，重点对水压、水量、气量、浆液密度、进浆量提升速度、回浆密度进行控制。水压、水量是切割土体的能量来源，高压水压控制40MPa以上，水量控制在75L/min～85L/min，均达到了有效切割土层的目的。

2、质量检测

1）检查孔取芯效果分析

为了检验高喷墙施工形成后的强度，分别在大坝不同深度部位取芯采样，分别对其中有代表性的10组岩样进行试验，钻孔取芯检测结果见表1。试验成果表明：高喷墙体随深度加深其强度增大，深度越大，自重压力越大，墙体越密实。

2）检查井开挖成果分析

按设计要求，分别在大坝桩号K0+50m和K0+100m几个部位进行检查井开挖，开挖观察表明：防渗墙体上、下连续、无间断，左右搭接无缝隙，搭接部位厚度0.7m。墙体有效厚度0.7m～1.2m，下部密实明显高于上部填土。填土区偶尔见到有包裹状土块（强风化粉砂岩块）和5mm～10mm左右的气孔，符合高喷灌浆的正常规律。

3、常见问题及其处理措施

3.1冒浆

在喷射过程中，往往有一定数量的上颗粒，随着一部分浆液沿着灌浆管管壁冒出地面。一方而及时排运出冒浆，保持现场干净，或加以回收后再潜入；另一方而通过对冒浆的观察，可以及时了解地层状况、判断喷射的大致效果和核定喷射参数的合理性等。根据经验，冒浆量小于灌浆量20%者为正常现象，超过20%或完全小冒浆时，应查明原因及时采取相应措施。

3.2孔内严重漏浆

可采用以下措施进行处理，降低提升速度或停止提升；降低喷射压力、减少流量进行原位灌浆；低压浆液掺入水玻璃、氯化钙或三乙醇胺等速凝剂；停止喷射灌浆，灌注水泥砂浆或水泥粘上浆。

四、结束语

综上所述，高压旋喷灌浆施工技术在工程中的实际应用表明，其对坝体的防渗堵漏有着明显的效果，具有较好的安全性和耐久性。通过对高压旋喷灌浆施工技术的进一步研究和探讨，建立健全质量保证体系，实行全方位目标管理，提高相关施工技术人员的综合技能，能够更好地保证质量体系的有效运行，并为类似的坝体防渗加固工程具有借鉴作用。

参考文献

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[2]黄育华 卢宾，余庆桥水库高压喷射灌浆防渗处理工程的施工[J].西部探矿工程， 2005.12