高喷技术在围堰中的应用

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1、高喷灌浆技术在围堰防渗工程中的应用在甘肃张掖黑河宝瓶河水电站工程围堰防渗墙施工时，对含大漂石、砂砾卵石层、富含小溶洞等复杂地层，采用高压旋喷技术，在较短的时间内完成了近3100m的高喷防渗墙，通过对施工质量的严格控制，提高了成墙效果，达到了基坑防渗要求，保证了坝体基础开挖和坝体施工顺利进行。关键词：浓浆静注高喷防渗墙施工难点及对策1工程简况及气象条件张掖黑河宝瓶河水电站地处甘肃省肃南裕固族自治县和青海省祁连县之间的黑河（界河）上的潘家河沟至夹道沟河段内，坝址距上游黄藏寺水电站8.6km。工程采用引水式开发方式，主要任务是发电，电站总装

2、机容量为112MW，属中型三等工程，其主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级。黑河径流主要由祁连山区降水和融冰化雪补给，年内分配很不均匀，与降水的年内分配特性相应，绝大部分径流集中在汛期6～9月。一年内的水情变化大致如下：4～5月为春汛期，6～9月为河流汛期，10～11月为河流退水期，12月～次年3月为冬季枯水期。高喷防渗墙主要应用于基坑围堰防渗工程，基坑排水和安全度汛是本工程施工组织的难点和重点，目标是及时给坝体施工提供工作面。主要设计工程量为：上游围堰3000延米，防渗面积为3000m2;下游围堰2100延米，防渗面积为210

3、0m2.共计5100延米，防渗面积为5100m2.上游围堰防渗墙顶高程为2458.0m，底部高程为2434.5m，下游围堰防渗墙顶高程为2460.0m，底部高程为2437.5m。3地质条件及其围堰形式上游围堰附近河段平面展布呈弧形，水流偏向右岸，枯水期河水面宽22.5m，水深2～3m。左岸2508m高程以下坡度60-70°，基岩裸露，岩性为蛇纹岩，在局部坡缓处坡积物零星覆盖，2508m以上为第四系堆积物覆盖，地面坡度20-30°。右岸第四系堆积物分布广泛，发育有Ⅱ级阶地，在临河处呈直立土坎状，土坎上部地面坡度40-50°，基岩零星出露

4、，岩性主要为蛇纹岩，部分为石英岩。下游围堰位于附近河段顺直，水流湍急，枯水期河水面宽24.5m，水深2.5～3.5m。左岸高程2451～2490m为第四系堆积物覆盖，坡度40-55°，其余基岩裸露，岩性为蛇纹岩，坡度60-70°。右岸高程2461m以下为崩坡积物，坡度20-25°，2461m以上基岩裸露，岩性为蛇纹岩，坡度70-80°。4主要技术参数的确定为保证高压喷射灌浆施工顺利进行，确保施工质量，同时为检查旋喷喷灌浆工艺参数设计的合理性、成墙的可靠性，在现场采用二重管和三重管法高压旋喷桩施工开始前，在地质条件具有代表性的区段，用选

5、定的配合比进行高压喷射注浆工艺试验。通过试验确定桩距和孔深以及确定浆液性能、喷射流量、压力、旋速和提升速度等工艺参数，具体试验区布置上游围堰处，试验围井呈三角形布置，孔距1.0m，围井深8m.围井施工完成7d后，对围井进行压水试验，测出围井的渗透系数，并对围井周边及井内的土层进行开挖，观察围井成墙情况。根据对试验成果的分析，防渗效果和成墙厚度均满足设计要求。高压旋喷按围井试验所确定的参数施工。主要施工参数见表：高喷施工参数表名称技术参数备注气压力（MPa）0.7流量（m3/min）1.1气嘴个数2浆压力（MPa）35流量（L/min）

6、70进浆密度（g/cm3）1.5回浆密度（g/cm3）≥1.2浆嘴直径(mm)及个数1.9（2）提升速度（cm/min）5旋转速度（r/min）5注：钻孔孔距1.0m，孔底深入岩层0.5m，孔位偏差小于5cm，钻孔偏斜率小于1%.5.高喷施工5.1施工特点宝瓶河水电站围堰高喷防渗墙主要施工特点：覆盖层深厚，高喷钻孔最深达35.0m，施工设备要求高，施工参数不易掌控，钻孔垂直度要求高；河水过流断面小，水流湍急冲力大，围堰填筑体中下部的细小颗粒被冲走，覆盖层中夹含大量超大径孤石、漂石，钻孔困难，钻杆、套管等钻材不易拆卸，喷灌时易发生漏浆现

7、象；覆盖层中孤石、漂石较为密集，灌浆时易于抱管。5.2施工设备根据该工程的施工特点，采用德国KR805-1钻机，通过经济核算未采购原厂的配套钻具，对冲洗头轴接头进行了改装，使原先的左旋螺纹接头变为右旋螺纹接头，与现有钻具配套。由于覆盖层深厚且夹含大量孤石，不适合液动锤钻进，将德国KLEMM钻机改为潜孔锤钻进，重新配制了Φ75钻杆、Φ146套管、DHD340潜孔锤(风动冲击器)、Φ146三偏心钻头，同时由于KR805-1两台钻机的扭矩很大，钻进冲击功大，钻杆和套管接头丝扣极难拆卸，经过试验降低了液压系统压力，并加工了铅丝环，套在两钻杆连

8、接处基本解决了“卸扣”难的问题。由于地层中孤石含量多，钻头磨损快，对钻头进行了改进，在钻头唇部边缘增加了合金块，有效提高了钻头寿命，且在钻孔时不易发生缩径现象。为适应深厚覆盖层高喷灌浆，将高喷台车由单导流器配制成双导流器