1、郭堡水库坝基高喷防渗墙施工方法简介摘要：高喷防渗墙的施工根据不同的地质特点进行相应的现场试验，确定切实可行的施工参数来指导施工，在施工中严格过程质量控制并采取相应的质量检测方法以确保高喷防渗墙的质量。本工程采用高喷灌浆的防渗形式对坝基松散覆盖层和部分基岩进行防渗处理，所形成的高喷防渗墙充分有效的结合利用原水库高喷灌浆防渗体形成了封闭连续的防渗体进行防渗，并取得了良好的防渗效果。关键词：坝基 高喷灌浆 施工方法 1 概述郭堡水库位于黄河流域汾河支流的小西沟、佛峪沟与象峪河汇合处，地处太谷县范村镇王公村，属黄河流域汾河水系。水库于 1958 年动工兴建，同年 12 月完工蓄水运行。当时坝高 32m
2、,总库容1646 万 m3，设计洪水标准 50 年一遇，校核洪水标准 200 年一遇；1975 年 5 月进行二次改建，1980年 12 月完工，大坝加高至 40m，改建后水库总库容为 2926.7 万 m3，设计洪水标准 100 年一遇，校核洪水标准 500 年一遇。是一座以防洪、灌溉为主，兼水产养殖和旅游等综合利用的中型水库。高喷防渗墙位于大坝（0+360-0+650） ，灌浆轴线位于坝轴线上游 1m 处，灌浆底线深入基岩 0.5m,灌浆顶伸入坝体 2m，不高于 947m，该段防渗墙主要目的是对坝基松散覆盖层和部分基岩进行防渗处理。高喷灌浆防渗墙高喷灌浆钻孔 6502.2m，高压喷射灌浆
3、2670m。为了使高喷防渗墙起到较好的防渗作用，设计单位对高喷防渗墙提出了如下技术要求：高喷单排布孔，分二序，一序为旋喷，二序为摆喷，灌浆材料为普通硅酸盐 P.O42.5 水泥施工质量采用围井方式检测，渗透系数不大于 110-7cm/s。2 高喷灌浆试验 2.1 试验目的试验目的为以旋喷、摆喷形成防渗帷幕，求出满足设计要求的各项参数：摆喷孔孔距、高压水的水压、气压、提升速度、转盘摆速、浆液比重、水咀孔径、气咀孔径等。2.2 试验效果检查内容旋摆喷板墙之间的连接性。旋摆喷凝结体的渗透系数。2.3 试验场地的选择为了便于高喷灌浆试验，又不影响整体施工，减少干扰，同时又能使试验指导高喷灌浆主体工程施
4、工，具有一定的代表意义。根据本工程的地质特征现场踏勘并经建设单位、设计代表、监理工程师和施工单位共同研究选址，将高喷灌浆试验场地选在主坝后 0+530 平台上。该地段地层结构预计与主体工程地层大致相符，宜灌浆试验设备现场布置，场地比较理想。2.4 选定的试验参数根据郭堡水库坝基的地质条件、结合以往类似工程的施工经验和设计要求。选定折线板墙布孔形式如图 1 所示，折线板墙试验参数如表 1 所示。图 1 折线板墙布孔形式表 1 折线板墙试验参数 2#314#56#轴 线 m1.1.4m2m2.5 工艺流程2.6 试验成果2.6.1 浅层折线板墙开挖检查在高喷板墙试验结束 7 日后进行了开挖检查，墙
5、体外观颜色为砼的灰色，墙体连接紧密无断处，墙体密实，坚硬，水泥浆凝结均匀密实。2.6.2 围井注水试验设置围井 1 处，通过围井注水试验，渗透系数 K=3.110-7cm/s，满足设计要求。1 组 2 组 3 组项目名称 单 位 1#孔 2#孔 3#孔 4#孔 5#孔 6#孔孔 距 m 1.0 1.2 1.2 1.4 1.4压力 MPa 3538高压水流量 L/min 75压力 MPa 0.50.7压缩气流量 m3/min 1.5压力 MPa 0.21.0流量 L/min 80水泥浆比重 g/cm3 1.51.6提升速度 cm/min 10（10） 9（7） 10（9） 8（6） 9（8） 7
6、（5）转盘摆速 次/min 12 10 12 10 12 1转盘摆角 度 360 30 360 30 360 30水咀直径 mm 1.82.0气咀直径 mm 79备注：（ ）内为砂卵层参数，其余参数与土层相同。2#3#1# 4#5#6#轴 线 m1.m 1.4m1.m1.2m喷 射 灌 浆 静 压 灌 浆摆 动 提 升下 喷 管 送 压 缩 空 气送 高 压 水送 水 泥 浆 台 车 就 位 试 喷钻 孔钻 机 就 位 定 孔 位2.7 根据试验确定施工参数通过参建各方现场观察开挖后试验板墙的成墙情况，共同确定了本工程采用的施工参数。表 2 高喷灌浆施工参数表3 高喷防渗墙施工高喷防渗墙造孔设
7、备采用二台 XU-300 型地质钻机，灌浆设备采用一台高喷台车，可以确保施工的要求。高喷灌浆防渗墙具体施工工艺如下：3.1 放线定位：本次施工分为两序进行，其中序孔，采用旋喷；序孔，采用摆喷。孔距1.2m，每 10 个孔设一控制桩。序孔造孔及喷射灌浆完毕 7 日后，再进行孔的施工。3.2 钻孔：钻机定位要求安放水平，钻杆保持垂直，且确保钻孔倾斜率不大于 1%。钻孔采用2 台 XU-300 型地质钻机，采用130mm 合金和金刚石钻头钻进，泥浆护壁。按设计要求，本工程钻孔深入基岩 0.5m。3.3 高喷台车就位：应保证高喷台车的孔口装置和钻孔同一轴心，并保证台车水平。3.4 下喷射管：在地面调整
8、转盘摆角（摆喷） ，进行水、气试喷正常后下管至设计深度。下管过程中，为防止泥砂堵塞，可边喷水边下管。3.5 高压喷射灌浆：当喷管下至要求深度后，先静喷，即先送浆，等孔口冒浆，开始送水、气。冒浆呈水泥色且比重大于 1.3g/cm3 开始按设计速度提升喷射管。进浆比重不小于 1.5g/cm3。中间如出现故障停喷，应查明原因及时处理，并在记录表上如实记录故障原因、时间。处理时间超过 20 分钟，复喷时要将喷管下伸 0.5m，以保证墙质量。喷至设计高程后，继续提升 0.5m 后再停止喷射，停止浆、水、气的供应，提出喷射管，确保高喷墙有效墙体达到设计高程。3.6 静压灌浆：喷射结束后，利用部分纯水泥浆灌
9、 1 分钟左右，再利用下一个孔的回浆及时向孔内注入浆液，将其回填饱满直至孔中液面不再下沉为止。4 高喷防渗墙试验成果本工程水泥物理性能试件试验 7 组，合格且均满足设计要求；围井设置 2 处，通过围井注水试验渗透系数分别为 1.610-8cm/s、 1.910 -8cm/s，均满足渗透系数不大于 10-7cm/s 的设计要求。项目 单位 参数 备注压力 Mpa 3538 水嘴直径 1.82.0mm高压水流量 L/min 75压力 Mpa 0.50.7 气嘴直径 79mm压缩气流量 M3/min 1.5压力 Mpa 0.21.0流量 L/min 80进浆比重 g/cm3 1.51.6水泥浆冒浆比重 g/cm3 1.3土层（旋喷） cm/min 8砂卵石（旋喷） cm/min 6土层（摆喷） cm/min 10提升速度砂卵石（摆喷） cm/min 9转盘摆角（摆喷） 度 30转盘摆角（旋喷） 度 360转盘摆速（摆喷） 次/min 12转盘摆速（旋喷） 次/min 10孔 距 米 1.25 结束语山西省郭堡水库坝基高喷防渗墙的施工，首先在正式施工前，针对工程的地质特点进行现场试验，确定施工参数来指导施工；在主体工程施工过程中严格按照施工工艺施工，无论是从原材料的质量控制，还是原材料称量控制和检测，特别是在防渗墙施工完成后进行围井注水试验，使高喷防渗墙的质量得到了保障，取得了良好成效。
