坝区地质构造较简单的坝体高压旋喷灌浆选用什么施工方案

~ 本标工程高压旋喷灌浆施工采用三管法，灌浆分两序孔施工。高喷灌浆孔距0.8m，灌浆孔直径为1.2m。高压旋喷灌浆标准要求坝体岩石基础以下1.0m，与坝体防渗体搭接1.0m，至岩土分界线下1m，共计钻孔103个、钻孔总长度2234m、灌浆总长度597 m。

2 施工现场布置
（1）施工场地：对主坝坝顶平台场地进行整平、碾压，以保证喷灌台车施工。

（2）制浆系统：配备1台ZJ-400型高速搅拌机和1台J-800型储浆搅拌机拌制水泥浆满足现场高喷需要。泥浆拌制用1台WJG80-1泥浆搅拌机，将制好的泥浆储在1口10m3的铁箱中备用。

（3）施工用水直接从池塘、河内抽取供应到一口2m3的水箱中，高喷时满足高压水泵和搅拌水泥浆的需要。

（4）施工用电用300KW的柴油机发电。

（5）布置按距离施工场地就近为原则。在坝顶布置1座制浆站，占地面积35m2。采用钢管搭制，四周用彩条布围护，油毛毡盖顶，制浆站内设水泥仓库和灰台，水泥堆放平台采用脚手架管搭制，距地面约1m，上铺脚手板，制浆站四周设排水沟，以排除制浆过程中产生的废水废浆。

（6）排污：现场分别设置排污沟，在高喷施工现场附近偏下游侧挖一个集中排污坑，将废水、废浆排至集水坑中，用排污泵抽排入监理指定的位置。

3 灌浆材料
（1）水泥

高压喷射浆液采用普通硅酸盐水泥拌制，水泥强度等级不低于32.5级。需要提高墙体强度时，按监理人指示，采用42.5级硅酸盐水泥中外掺高效扩散剂。每批水泥按要求进行检测，符合设计要求方可使用。

（2）水

灌浆用水应符合拌制水工砼用水要求，并满足DL/T5200-2004的有关规定。

（3）灌浆浆液

灌浆浆液采用纯水泥浆。

（4）护壁泥浆

护壁泥浆采用膨润土泥浆，并加入适量Na2CO3分散剂和CMC增粘剂。拌制泥浆的膨润土和外加剂须满足设计文件要求。正式施工前进行泥浆配比试验，制备的新鲜泥浆性能必须满足以下要求：比重1.01~1.05g/cm3，粘度35S，泥饼厚度少于3mm。

4 高喷灌浆施工
1、施工现场试验

本高喷灌浆采用旋喷方式。根据高喷防渗墙部位的地质情况和条件，选定地质条件典型部位进行施工试验，以探求高压旋喷灌浆对该地质的适应性，进而优选出合适的灌浆浆液、孔距、喷射流量、压力、旋速和提升速度等工艺参数，确保防渗墙工程施工顺利进行和工程质量，试验结果和报告经监理人审查批准后执行。

高压旋喷灌浆主要工艺参数技术表

项目

孔距

高压水

压缩气

浆液

提升

速度

压力

流量

压力

流量

压力

流量

单位

m

MPa

L/min

MPa

m3/min

MPa

L/min

cm/min

参数

0.8

38

70-80

0.7-0.8

0.9

0.2-1.0

80

6-10

2、施工工艺流程

造孔和灌浆分两序施工，先施工Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序孔

高喷灌浆工艺流程见下图：

高喷灌浆流程图



3、施工方法

根据我司对高喷灌浆施工工艺的实际应用以及本工程地质特征，本工程采用三重管旋喷法施工。

高压喷射灌浆采用SH-150钻机配φ130钻具回转超前钻进成孔，GS500-4高喷台车进行旋喷灌浆。

喷射灌浆配备ZJ-400型高速制浆机制备水泥浆，由高压水泵提供高压水、由6m3/min电动空压机供风、由BW120型泥浆泵输送浆液。使用分别输送水、气、浆三种介质的三通道注浆管，通过高压泵等高压发生装置，产生40Mpa左右的高压水喷射流，周围环绕一股0.7-0.8Mpa的气流，利用高压水射流和气流同轴喷射冲切土体，以形成较大的孔隙，另外再由泥浆泵注入压力为0.15-0.2Mpa的水泥浆液填充，当喷嘴旋转和提升时，浆液和土体混合，经过一定时间形成水泥土固结体即防渗体，相邻各孔的防渗体相互连接形成防渗墙。

（1）施工准备

1）对施工现场进行平整，对低洼和表部松散部位回填、夯实和加固，以满足施工机械行走的需要。

2）测量放样；根据设计桩位布置现场控制点，由技术人员现场放出具体孔位并明确标识、孔位中心偏差不大于125px。

3）水、电、气及制浆系统等布置于施工前完成。

（2）造孔

1）将钻机移至设计孔位，加高垫平稳固后用水平仪检查钻机前后左右，并调整其呈水平状态后方可开孔。开孔孔位与设计孔位的偏差不大于125px。

2）采用SH-150钻机配φ130钻具回转跟管钻进至设计孔深，起钻向孔内注入护壁泥浆，用拔管机拔出套管并保护孔口，防止异物吊入孔内，钻孔分Ⅰ、Ⅱ两个次序进行。

3）钻孔完成后进行孔斜和孔深测量，由质检人员进行工序验收，检测孔深达到设计要求、孔斜偏差≤1%以后方可终孔，并经监理人验收签证，否则，进行纠偏或加深，钻孔终孔验收合格后，对孔口妥善保护。

（3）高喷灌浆

1）高喷灌浆台车就位；使用液压步履装置使高喷台车的井口装置对准孔口，然后升降液压支腿调平台车，并进行试喷检查，各管路及机械正常，各参数均达到要求后方可下入喷杆。

2）下喷管：利用卷扬机提起喷杆，使喷头通过井口对准孔位中心，将喷杆下入孔内直至孔底。

3）制浆：使用ZJ-400型高速搅拌机制浆，搅拌30s后，放入0.8m3的贮浆桶中（贮浆桶上安装过滤网对浆液进行过滤），用比重称或比重计测量浆液比重，符合要求后，进行喷灌施工。

4）喷射提升：调整好喷射轴线、旋转速度及提升速度，连接气、水、浆管，先通气、水，后通浆，喷射1～3min，然后起动旋转装置，待孔口返浆比重大于1.3时再起动提升装置，按试验确定并经监理工程师认可的各项参数由下而上按高喷工艺提升喷射。在注浆过程中，使用监测台控制与记录，并根据其显示的数据及时调整。

5）孔口回填：喷射灌浆结束后，关闭高压水及气，继续往孔内送水泥浆液直至孔口浆液下降不明显时，结束供浆。

6）机具冲洗：每喷射完一孔后，喷灌设备如能在10分钟之内，转移至新孔位并下入孔底，可不考虑对输浆系统进行冲洗，如输浆距离长，气温高、转移时间较长应对喷灌系统进行冲洗，以免管路堵塞。

7）成墙施工：高压喷射灌浆作业分两序施工，单孔喷射作业连续进行，相邻Ⅰ、Ⅱ序孔的作业间隔时间为24h。施工时根据现场施工情况调整同序孔的施工次序。如施工间隔时间过长，采取提高喷射压力，降低提升速度等措施处理，确保Ⅰ、Ⅱ序墙体的可靠搭接。

（4）特殊情况处理

1）喷射灌浆作业必须连续进行，如果在喷射过程中因故中断，中断时间超过30分钟，重新恢复施工前先把喷杆下至中断前的高程以下1250px，采取重叠搭接喷射处理后，再继续向上提升及喷射注浆，并记录中断深度和时间，如喷杆下不到位，采取扫孔再喷射的措施进行施工。

2）若地层中空隙较大而引起不冒浆或冒浆量偏低，则在浆液中加入适量的速凝剂水玻璃等，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内凝固，同时增大注浆量，减慢提升速度或进行静喷，直至孔口冒浆达到设计比重后，再提升喷射。

3）若冒浆过大，采取提高喷射压力，加快提升速度进行施工，但应经现场监理人批准，同时对冒出地面的浆液进行过滤，沉淀除去杂质，再予以回收利用。

5 质量检测及控制措施
（1）质量控制措施

1）孔位控制：由专业测量人员负责放样定点，并设置控制网点，在施工过程中随时抽测、校核，确保孔位偏差不大于125px.。

2）孔斜控制：钻进过程中，用KXP-1型测斜仪进行孔斜检测，发现超斜，及时调整，保证孔斜偏差小于1%。

3）桩底质量控制：提升喷浆时，严格按设计要求操作，先在孔底喷1～3min，待各参数达到设计值后开始提升。

4）桩顶质量控制：当旋喷提升至距桩顶1m时，应慢速提升到桩顶，以保证桩顶质量。

5）施工过程中，应严格按规定提升旋喷，出现问题及时处理并详细记录。冒浆量应小于注浆量的30%，且返浆比重必须大于1.25g/cm3。

6）喷射按二序法施工，相邻两桩施工间隔时间不少于48小时。

（2）质量检测

原材料检测：施工中每批进场水泥须有材质证明，按每200T抽检一组，检测水泥性能指标。合格水泥方能用于工程。

6 安全措施
（1）高压泥浆泵：必须认真地全面检查和清洗干净，防止泵体内有残渣和铁屑存在，各类密封圈必须完整良好，无泄漏现象，安全阀中的安全销要进行试压检验。

（2）钻机：司钻人员应具有熟练的操作技能并了解喷射注浆的全过程。

（3）搅拌浆液：灰泵工进行浆液搅拌操作时，应配备相应的防尘、防毒面具。

（4）高压胶管：在使用过程中，如超过压力范围，则要显著的降低其使用寿命。此外，若软管极端弯曲，将明显影响耐压效率，产生早期疲劳损坏，故使用时不应小于规定的最小弯曲半径。

（5）喷射前，要检查各管路是否畅通，并注视各种机械的运转情况，如发现异常立即停机检修。

（6）吊、放喷射管路时，严禁管下站人，所有进工地人员必须戴安全帽。

（7）因施工场地常处水、浆潮湿地带，人员较多又比较集中，故电器线路有架杆拉设，在施工中换班或处理事故时，要断开电源。

（8）在施工中施工人员必须按操作规程进行，严禁违章操作。

7 施工布置
（1）制浆输浆系统

制浆采用集中制浆站，在堤顶设一座固定式集中制浆站（规模为8m3/h），供灌浆施工用浆。制浆站主要设备包括水泥贮存场、喂料计量器、高速浆液搅拌机、贮浆桶、输浆泵和输浆管路等。集中制浆站制备0.5：1的稳定水泥浆，通过输浆管路直送或转送各作业面。

（2）供水系统

制浆、钻灌用水取自河道。

（3）供电系统

用电缆引线至作业面，分设若干个配电箱，再分至各钻灌机组。

（4）排水排污系统

在堤内修建沉浆池，废水、废浆经沉浆池沉淀后，清水排入大坝排水系统，泥浆沉积物由专人清理并装车运至弃渣场。

（5）钻灌机组

旋喷灌浆钻灌机组配备“两钻一灌一仪”（钻机、灌浆泵、自动记录仪）。

8 施工工艺流程
根据设计技术要求及规范，其施工工艺流程如下图所示：



9 灌浆材料
（1）水泥

采用强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥。

高喷灌浆的水泥细度要求通过80μm方孔筛,其筛余量不大于5%；当接缝张开度小于0.5mm时，对水泥细度要求通过71μm方孔筛,其筛余量不大于2%。施工过程中，根据监理人的要求采用细水泥或超细水泥等特种水泥，水泥符合质量标准要求，受潮结块或出厂超过三个月的水泥不能用于灌浆施工。

（2）水

灌浆用水符合《混凝土拌和用水标准》JGJ63-89第3.0.4条的规定要求，拌浆水温不高于40℃，不低于5℃。

10 机具设备
（1）钻孔设备

灌浆孔、检查孔基岩段钻孔采用SH-30型地质钻机配金钢石钻头或硬质合金钻头钻孔。土层钻孔配牙轮钻头采用干钻钻进。

（2）冲洗及压水试验设备

水泵采用中压泥浆泵，栓塞采用机械式扩张塞，另外配备配套的流量计、压力表、压力软管、供水管及各种高低压阀门等。

（3）灌浆设备

灌浆泵采用中压泥浆泵，浆液搅拌机采用400L双层立式型拌浆机，在上下两层搅拌桶之间安设旋转清洗筛对浆液进行连续筛分，另外选用配套的高压阀门、压力表、压力软管、供浆管路、用于高喷灌浆的孔内循环式机械塞或孔口封闭器。

（4）仪表

包括钻孔测斜仪、标准压力表、水表、灌浆自动记录仪、水箱视读仪（或标尺）及抬动监测设施等。

11 钻孔作业
（1）总原则

钻孔按设计参数严格控制，钻进中对钻孔所发生的正常和异常情况，及时进行记录并勾绘草图。

（2）钻孔

钻孔按设计要求开孔，钻进中严防钻孔倾斜，加大钻孔测斜密度，终孔孔底偏差值不超过设计要求值。

严格控制孔斜，孔斜率可根据孔深，经计算确定，以两孔间所形成的防渗凝结体保证结合，不留孔隙为原则。孔深大于15m 的，每钻进3~5m，用测斜仪测量一次，发现孔斜率超过规定应随时纠正。

（1）制浆材料称量

制浆材料使用前进行称量，称量误差控制在5%以内。

（2）浆液搅拌

纯水泥浆的搅拌时间：使用普通搅拌机时，不少于3min，使用高速搅拌机时不少于30s。浆液使用前过筛，从制备至用完的时间不超过3h。

（3）集中制浆

集中制浆站制备0.5:1的纯水泥浆，并通过输浆管路输送至中转站或钻灌机组，由钻灌机组根据需要加水调制使用。

（7）工程质量控制措施

本工程采用项目管理，工程质量纳入项目管理。由公司组织专业人员进行质量规划的指导，负责制定现场质量管理和技术管理制度以及技术、质量、安全措施，由项目经理部负责落实执行。质管目标为确保工程质量争创优良，具体措施如下：

1）由专业测量人员进行测量放样，采用水准仪、全站仪、钢尺进行放样定位，保证轴线、高程测定的精度。

2）水泥有出厂检验单，并分批采样进行水泥质量检验。

3）加强施工质量监督检查工作，现场成立专门质量监督小组，随时监测钻孔孔位、孔斜度、深度，钻孔自检合格并由现场质监员检查报监理工程师验收合格签字后，方可进行下一步的施工。

4）采用联合制浆机，确保浆液质量的稳定性，连续均匀性，水灰比严格按照设计要求。

5）保证浆液流动畅通，确保灌浆管路能承受1.5倍的最大灌浆压力，并在孔口处安装压力表，尽量使用新表压力，未经计量检测站检测合格的压力表，严禁使用。

6）建立健全质量管理体系，实行技术负责人（工程师）----现场技术员（质检员）----施工队长（机长）----班长（操作员）四级责任制，项目经理对整个工程质量负全面责任。

7）加强质量意识教育，对全体参加施工的人员，由有关人员在进场前进行质量意识教育，增强施工人员的质量意识。

8）积极配合监理工程师，对工程全过程实行全面监理，以保证工程质量。

本工程坝体灌浆采用劈裂灌浆＋定喷灌浆、副坝劈裂灌浆。
主坝左右岸各100m 坝段范围内及大坝河床206m 范围内的坝体采用劈裂灌浆，单排孔设计，两岸100m 坝段孔距3.0m，中间206m 河床坝段孔距4.5m。
定喷灌浆工程量为986m，平均孔深29m，在主坝坝基砂卵石层中构筑防渗墙，具体做法是在大坝河床206m 范围内，沿设计的单排灌浆中心线，每隔1.5m 设一个灌浆孔，共计138 孔。
副坝坝体全部采用劈裂灌浆，沿坝轴线单排孔设计，孔距3.0m。灌浆材料为纯黏土浆和水泥黏土混合浆。

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