水电站水泥修筑技术研究论文

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摘要：小漩水电站工程一期低围堰高压漩喷防渗墙工程施工经过漩喷实验，获得了适合于该工程防渗体桩孔合理的施工孔距，为高压漩喷正式施工确定最佳施工参数，最终经过基坑开挖反映出该工程防渗取得了很好的成效，减少了基坑抽水费用，确保了一期主体工程的施工进度。

关键词：一期低围堰；高压漩喷防渗墙；实验；施工技术

1概述

湖北小漩水电站一期低围堰包括上、下游横向围堰和纵向围堰，形成的基坑保护纵向围堰、一期上下游高围堰、左岸一期基坑开挖干地施工。围堰设计为土石不过水围堰，围堰顶宽8.0m，边坡1:2，上游围堰顶部高程256.2m，下游围堰顶部高程254.4m，纵向围堰顶部高程从上游256.2m渐变到下游的254.4m。围堰选用高压漩喷防渗墙防渗。防渗墙单排布置，初步设计孔距1.5m，下部伸入基岩0.5m。

1.1地质情况小漩电站上游围堰基础下地层为：河床部分砂卵石层，厚度2.7～8.9m，两岸坡为粘性土层和砂卵石层，覆盖层下伏地层为S1d绢云石英千枚岩夹炭质板岩和石煤。

下游围堰区的地层为：河床部分砂卵石层，厚度2.8～11.8m，两岸为粘性土层和砂卵石层。下伏地层为∈32-3绢云石英千枚岩夹炭质板岩和钙质板岩。纵向围堰的地层为第四系全新统砂卵石与基岩。砂卵石层厚2.4～4.5m，下伏基岩为S1d～∈32-3的岩层，主要岩性为绢云石英千枚岩。砂卵石为强透水层，基岩为微～弱透水层。

2高压漩喷灌浆工程施工

2.1高压漩喷实验小漩水电站工程一期低围堰高压漩喷防渗墙灌浆分为上、下游围堰及纵向围堰三个部位，开工前为了确定孔距、压力等施工参数，选择在纵向围堰纵0+352.6～纵0+363.4处进行施工试验，结合设计单位提出的数据，选择三组试验孔距：0.8m、1.0m、1.2m1.5m三组布置，每组四个桩，待防渗墙强度达到规范要求后通过开挖检查，分析墙体成型质量，观察桩体之间搭接效果，最终确定孔距。高压漩喷防渗墙灌浆试验区于7天内完成，完成12个孔，高喷进尺162.8m。

2.1.1试验目的：①高压漩喷试验完毕后开挖检查，获得灌浆影响半径，搭接厚度，孔斜情况等。②获得防渗体桩孔合理的施工孔距。③通过钻孔取芯或开挖直观检查分析，为高压漩喷正式施工确定最佳施工参数，包括水、气浆压与流量、漩转速及提升速度，浆液水灰比施工技术参数，作为现场施工控制的技术指标和施工操作技术要求。

2.1.2现场工艺试验为确定合理的喷射灌浆参数，在纵向围堰防渗体施工轴线的下游端，进行高压喷射灌浆现场施工工艺试验（按拟定的工艺参数进行），试验孔分两序施工，先施工Ⅰ序孔，根据钻孔取芯或开挖直观检查分析，确定正式施工的技术参数，作为现场施工控制的技术指标和施工操作技术要求。

高压漩喷施工工艺流程为：测量放孔→钻机就位开孔→钻进到设计深度→终孔、测孔深→下入护壁泥浆或特制PVC管并起拔套管→高喷台车就位→孔口试喷→下高喷管→喷浆、提升→高喷结束→孔口地面陷坑回填→械清洗移至下一孔位。

2.1.2高压漩喷实验施工工艺参数拟定施工工艺参数

2.1.3高压漩喷防渗墙施工方法和措施

①钻孔：根据现场情况(视现场塌孔情况)选用采用风动钻机套管跟进钻孔或用回转地质钻机成孔，钻孔布置为单排，分二序施工，孔径146mm，孔位偏差≤50mm，孔斜≤1.0%，孔深入岩100cm。选定部分一序孔作为先导孔，划分层位，其深度大于墙体深度，间距不大于20m。

开钻前钻机的调平和稳固对孔斜影响很大，保证钻机或高喷台车就位后其立轴或转盘与孔位中心对齐，并经质检员或技术员进行检查合格后施工。钻至设计深度后，强风清孔，清孔验收合格下入特制PVC管护壁，液压拔管机起拔套管，孔口妥善保护。

钻孔过程中对孔位、孔深、地层变化（钻进速度骤变，返渣特性变化等现象）、特殊情况及处理措施等都作详细记录。

②浆液制备采用水泥标号为42.5MPa的硅酸盐水泥，水泥新鲜无结块。所用水泥均有出厂检验报告，过期和受潮结块者不使用，施工中并抽样检查。

使用高速搅拌机制浆，水泥浆的搅拌时间大于30s，浆液在严格过筛后使用，定时检测其密度。水泥浆随配随用，并进行连续不断的搅拌，一次搅拌量为0.8m3。

高喷施工使用水泥浆液存放的有效时间符合下列规定：浆液存放时控制浆液温度在5-40℃范围内，制备至用完的时间不超过3h，否则按废浆处理。

高喷灌浆用水符合水工砼拌和用水的要求，制浆材料的称量误差不大于5%。

③高喷：钻孔经验收合格后，进行高喷灌浆，高喷灌浆时对钻孔记录中记载的特殊部位认真对待，预防出现质量事故。高喷施工工艺流程见图2。高喷台车就位，首先进行机具试运转或称试喷，机具试运转时的高压泵泵压保持在20±2MPa，空压机风压保持在0.7Mpa，泥浆泵泵压保持在1.0Mpa，同轴喷射。试喷检查喷咀、喷管及所有设备运转正常后，下入φ89mm高喷管至设计深度，下入喷射管时，用胶带保护喷嘴部分防止堵塞。

喷浆：喷头下至设计深度时，按规定参数送浆、气进行静喷，待浆液返出孔口、情况正常后开始提升喷管，喷射过程连续进行，浆液用量70～100L/min。中途拆卸喷射管后，应将喷射管下至原位0.3m以下进行复喷，喷射过程中定时检测原浆、返浆比重及水泥浆用量，控制风压、水压。当返浆密度小于1.3g/cm3时，立即停止提升，直至回浆密度大于1.3g/cm3时，恢复正常喷浆作业。高喷作业分两序施工，相邻Ⅰ、Ⅱ序孔的作业间隔时间大于48小时。

高喷灌浆应全孔自下向上连续作业，作业过程中若中断，则将喷浆管沉至停喷点以下0.5m，待恢复正常时再喷浆提升。当停机超过3h时，对泵体和输浆管路妥善清洗。

施工中控制压力和提升速度，保证孔内浆液上返畅通，避免造成地层劈裂或地面抬动。高喷灌浆结束后，利用回浆或水泥浆及时补灌，直至孔口浆面不下降为止。

施工时如实记录高喷灌浆的各项参数，浆液材料用量，异常现象及处理方法等。记录表格符合有关标准，并经过监理人批准。

2.1.4质量检查和分析试验区施工完成后，经施工单位、监理、业主等三方现场对不同孔距的漩喷墙进行了开挖检查、钻孔取芯检验，先开挖孔距1.2m的防渗墙，可以直观的看到桩体之间明显无搭接；开挖孔距1.0m的防渗墙，可以看到桩体之间部分有搭接，经过人工凿挖、冲洗后，桩体局部部位之间基本无搭接，两桩之间取芯，无芯柱；开挖孔距0.8m的防渗墙，经过人工凿挖、冲洗后，可以看到桩体之间搭接明显，搭接长度约20～30cm，搭接良好。

2.1.5试验结论通过试验区防渗墙施工，监理、业主及施工单位在施工现场最终得出如下结论：①当孔距为0.8m时，防渗墙搭接效果良好；孔距为1.0m、1.2m时防渗墙搭接效果差。②其它施工技术参数均能满足要求。④施工机具能满足高喷施工要求。⑤小漩水电站工程高压漩喷防渗墙灌浆孔距采用0.8m，水压力按35Mpa控制，其它施工技术参数不变。

3高压漩喷防渗墙施工特殊情况处理

①高喷过程中，出现漏浆时，采取静喷，待孔口正常返浆且返浆比重达到设计值后恢复提升，出现浆液不足时，漩喷管下入原位进行复喷。在大块石位置的上下反复喷射2～3次，使水泥浆充分包裹大块石，并做好详细记录。②孔内严重漏浆，可根据具体情况采取以下措施处理：a降低喷射管提升速度或停止提升；b降低浆液压力、流量，进行原地灌浆；c浆液中掺加速凝剂；d加大浆液浓度或灌注水泥砂浆、水泥粘土浆；e向孔内冲填砂、土等堵漏材料。③若发生串浆，应立即封堵被串孔，待串浆孔高喷灌浆结束后，尽快进行被串孔的扫孔、高喷灌浆或继续钻进。串浆量较大，应降低风压并加大进浆浆液密度或浆量。超级秘书网

供浆正常情况下，孔口回浆密度变小且不能满足设计要求时，应加大进浆密度或进浆量。在富水地层，宜适当减小风量或降低风压。

4结束语

高压漩喷防渗墙灌浆施工技术在本工程的应用，再一次表现了该技术在基础防渗方面的优势。小漩电站一期低围堰高压漩喷灌浆造孔个，总延米约为15000m，共划分单元工程87个，优良个数80个，优良率为92%，经设计、监理及业主联合验收被评定为优良。施工总工期为50天，根据目前一期低围堰渗水情况来看，仅用一台15kw，流量为100m3/h的单级单吸离心泵可以满足基坑的经常性排水，确保了一期主体工程施工的按期完成。

参考文献：

[1]水利水电工程施工手册.《水利水电工程施工手册》编委会编.—北京.中国电力出版社.2002年.

[2]中华人民共和国电力行业标准《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》DL/T5200-2004.