水电站上游土石围堰高喷防渗墙施工总结

水电站上游土石围堰高喷防渗墙施工总结摘要在深厚填筑体中构筑高喷防渗墙时，施工前应进行必要的现场试验，以完善施工设计，确定符合实际的施工参数；在钻孔时，不可盲目追求钻孔进尺，要严格控制钻孔偏斜并把握好两序孔间的施工间隔；高压喷射灌浆施工时，要合理进行回浆利用，同时注意孔口补浆工作，并对每道工序进行严格的质量控制；在钻孔和灌浆施工的过程中进一步了解地层，不断改善施工方法，提高工程进度和质量关键词填筑体钻孔高喷防渗墙近几年来，随着高喷理论、工艺方法及设备条件的不断改进和完善，在含大粒径的块石层中构筑连续的高喷防渗墙体已不是一件难事，成功的工程实例也日益增多但也不容否认，目前在此类地层中所采取的施工工艺方法仍不尽完善，尚存在一些缺点和不足之处，如施工时与之配套的钻孔设备、及相关工艺落后，在块石层中的钻进工效甚低，工期的延误现象繁多，项目工程的工期履约率难以保证；构成的防渗墙体连续性及密实性差，墙体质量缺陷较多，在有些工程中，防渗墙体甚至无法达到设计预期的防渗要求如何在深厚填筑体中优质、快捷的构筑高喷防渗墙呢？结合工程实例及以往众多的工程实践，将一些施工技术总结如下

一、工程概述与技术难点、工程概述1水电站位于红水河.卜游的广西壮族自治区天峨县境地内，大坝下距天峨具城・枢纽主要由碾压混凝土重力坝、泄洪建筑物、通航建筑物及引水发电系统组

15.00kmo成工程按正常蓄水位设计，最大坝高地下厂房装机台，单机容量400m

216.50m,9700MW,总装机6300MW；初期按蓄水位

375.00m建设，坝顶高程382m,最大坝高192m大坝施工采用围堰一次拦断河床的隧洞导流方式上、下游主围堰采用围堰，在土石子围堰的保护下施工RCC、技术难点2水电站上游土石围堰大部分由深厚人工填筑体组成，填筑体厚度达28m；地层架空，渗透性大，特别是截流龙口段，龙口段被水流冲刷近半个月，堰体下部分的细颗粒料基本全部被带走，剩下大块石形成架空体；大江截流后，围堰内外侧水位相差

1.0m,龙口段堰体局部存在渗漏；整个围堰防渗施工工程量大、工期紧、质量要求高、施工难度大

二、施工前要进行现场试验为了进一步确定高喷防渗墙的防渗效果和高喷灌浆施工的各项合理参数，保证其技术可能性、工期可靠性，在施工现场进行高压喷射灌浆生产性试验，以完善施工设计、确定合理的墙体结构形式1高喷防渗墙的结构形式主要分为两摆结合、旋摆结合及两旋结合，在同等条件下，各自具有不同的优缺点通过对施工效果及工程造价等因素的综合考虑，实验时宜选旋摆结合的结构形式根据设计要求，通过高喷试验施工形成一个围井和一道柱列式防渗墙，在围井内开挖后直观其成墙效果，在柱列式防渗墙上采用钻孔取芯和注水试验检查防渗效果最终采用旋喷直线型套接墙体，为了减小钻孔偏斜对墙体搭接效果的影响，其布孔方式在龙口段采取双排梅花型布孔、确定施工参数2由于被处理对象地质条件各异，即使同类地层其卵石粒径大小、级配、含泥量多少、孔隙度等地层参数也各不相同，所以说高喷施工参数的选择不能完全照搬其他同类工程应通过现场实验决定这是成功构筑高喷截渗墙的关键

三、钻孔施工风动冲击偏心跟管钻进技术，与国内传统的泥浆护壁回转钻进和冲击钻进的方法相比，其具有钻进效率高（5〜8倍）、钻孔质量好、孔内事故少等优点，是一种施钻砂卵石地层、块碎石地层较为理想的方法根据以往的施工经验，具体施工时还应注意以下几点、不可盲目追求钻孔进尺1在人工填筑体中使用潜孔锤造孔时，钻进效率较高，这时不可盲目加大给进压力以追求进尺，应随时注意孔口上返岩屑情况，及时调整钻压及其他钻进参数，防止因岩屑产生过多来不及返出而造成人为卡钻事故，影响钻孔工效钻进过程中若遇较大粒径的块石体时，且不可强行跟进，应采用捣、打相结合的方法，防止套管卡死在孔内，造成废孔、深孔（孔深＞）钻进时，新旧套管不宜混用215m在施工中，为了减少管材消耗，节约工程成本，护壁套管往往都是多批次、无定期的疲劳使用，部分旧套管的外壁及丝扣在使用过程中已受到不同程度的磨损，在进行深孔钻进时，随着钻孔深度的增加，套管外壁所承受的摩阻力及管体底部受到的冲击拉力也随之增大，若新旧套管混用，在孔内发生脱丝及断管的机率也会增大，将极大影响成孔效率、严格控制钻孔偏斜3在高喷施工中，钻孔偏斜是影响墙体可靠搭接的关键因素施工时可采用如下措施以防止钻孔发生偏斜

①钻机就位后，应垫稳及调整钻机，使开孔钻具始终保持在铅垂状态

②开孔钻具应采用大一级钻具，在钻至块石层后要反复上下活动，避免回填土层中的砾石造成钻孔偏斜

③下入跟进套管并用水平尺反复校对垂直度，如明显有偏斜，则拔出后填入砂砾石料而后重新在原处开孔

④钻进中发现套管有偏斜现象，应全部拔出重新开孔

⑤进口跟管钻机（如）应启用自动纠偏系统SM-400,、把握好两序孔间的施工间隔4按分序加密的原则，高喷孔多分为两序孔施工在前一次序孔高喷施工结束后，合理确定下一次序孔的开孔时间尤为重要若开孔时间过早，钻孔时释放入地层内的高能量的压缩空气，极可能会破坏前一次序孔已形成的但强度尚很低的水泥墙体；若开孔时间过晚，原以扩散到孔周围的水泥浆体已具有了较高的凝结强度，将会增加跟管钻进的难度一般以天为宜3〜

6、采用特制塑料管护壁5PVC人工填筑体块石层一般漏失量较大，若采用传统的泥浆护壁工艺，需用大量的塑性浆液，护孔成本高，效率低采用特制的管护壁，护孔效果好，且此管在高PVC压射流束的强力冲击作用下极易破坏，不会影响喷射质量

四、高压旋喷灌浆施工、参数的选择1通过现场试验，选择符合实际地质情况的高喷参数，具体参数如下表:项目技术参数相应要求备注压力40〜46MPa水嘴个数:2个局压水排量水嘴直径75L/min:

1.75〜

1.85mm压力

0.3〜

0.5MPa风嘴个数2个压缩空气排量气嘴与水嘴间隙

1.5〜2M3/min

1.5〜

2.0mm压力

0.3~

0.6Mpa迸浆比重三

1.6g/cm3充分利用孔浆液口返浆排量回浆比重40〜70L/min

21.2g/cm3——排I序孔:3〜5cmzmin根据地层和返浆情况做适当调——排II序孑整，在地层交界处、大块石密提升速度二#序孑区采用降低提升速度、静喷、L:5~6cm/min FI二排序复喷等措施L:5〜6cmzmin II旋转速度孔6〜8r/min:6~7cm/min、返浆不正常的处理2在设备及施工参数均正常的情况下，孔口返浆不正常主要有两种原因，一是地层漏浆，二是相邻孔串浆施工时对于孔口返浆不正常的孔段根据实际情况我们应采取不同措施进行处理

①孔口不返浆停提静喷；降低水压，但浆压、风压、进浆量不变，可孔口加砂或掺加速凝剂；可提动喷具以防止卡管；上述措施返浆后，将水压及其他参数调5cm整正常，再正常提升

②有返浆，但不正常的孔段，采取间歇提升的方法，返浆正常后正常喷射

③本孔不返浆，而邻孔返浆时，各参数不变，正常提升

④针对有些含砂量很少的块石层，下喷具前对花管护壁的钻孔进行预注浆，PVC以解决地层的漏浆问题、合理进行回浆利用3回浆利用就是在喷浆的同时把孔内返出的浆液进行回收、净化，然后根据回浆比重再次配浆灌注，这样可大大减少浆材的用量，降低工程成本但在粉细颗粒或泥质含量较高的层段，净化系统对混在浆液中的泥质及粉细砂的净化分离效果是很差的，净化后的浆液其实是泥质、水泥及粉细砂组成的混合浆液，回浆比重的测读不能真实反映水泥的含量，若直接按此读数配制浆液将难以保证施工质量因此在此层段不宜进行回浆利用、不能忽视封孔灌浆4封孔灌浆即是在喷浆结束后，通过送浆管路及时向孔内补充地层漏失的浆液它是喷浆的最后一道工序，也是平时施工中易被忽视的一道工序此道工序做的好坏在密实、漏浆小的地层（如砂层、土层）中影响不大，但在人工填筑块石层中，由于地层的透水性很强，漏浆较为严重，其将直接关系着上部墙体成墙的好坏所以在喷浆结束后，应安排专人在孔口向孔内补充浓浆，直至浆面不下降为止、质量控制5高喷质量主要靠中间工序的质量控制，严格施工质量过程控制是保证工程质量最有效的手段施工中严格每个孔、每一层、每一段的高喷过程质量控制，各施工人员定岗定责，严格按照施工技术要求进行施工只要每个过程都是合格的，那么高喷防渗墙的质量也一定是合格的

五、通过钻孔和灌浆实际情况指导后续施工、钻孔施工过程进一步认识地层1

①根据孔内上返岩屑的颗粒，可以了解地层中岩性的好坏、含砂量的多少及地层的大致分层情况

②根据孔口返水颜色的变化，可以了解地层含泥量的大小

③地层中若存在大的块石体时，跟管钻进速度会变慢，且成孔后起拔套管的难度加大

④渗透性好的地层，在序孔钻喷结束后，序孔的水泥结石较多，钻进速度也I II会变慢，钻材消耗严重

⑤基岩返水较大，可以说明基岩裂隙发育，透水性极强，防渗难度加大、高喷施工过程进一步认识地层2

①孔口不返浆、漏浆严重或相邻孔串浆的孔段，表明该处地层空洞大、孔隙率高、渗透性好

②喷孔时卡喷具、埋喷具现象较多的孔段，表明该处地层松散、架空、塌孔严重

③I序孔喷浆后，若相邻孔漏浆现象减少，孔口返浆趋于正常，则表明I序孔施工已在一定程度上达到充填地层空隙改善地层的效果、对架空地层进行预注浆3通过钻孔和灌浆施工，可以判断出人工填筑体中存在架空地层，对这一地层在高喷之前采用预先注入纯水泥浆、水泥一水玻璃浆液、水泥一膨润土早强塑性速凝稳定浆液，把架空地层的空隙基本充填密实再进行高喷施工，防渗的效果将更加出色、对裂隙发育的基岩进行静压灌浆4通过钻孔判断围堰河床基岩裂隙较多，一般的高喷灌浆很难充填这样的裂隙，所以在高喷过后对基岩灌入水泥-膨润土速凝浆液，采取孔口封闭孔内循

0.8:1环的静压灌浆方法，确保基岩的防渗

六、结束语通过采取了一系列施工技术措施，解决了工程量大，工期紧，施工场地不平1整，地质条件复杂，大块石含量多，且围堰填筑不密实，基岩透水率大，施工中漏浆现象普遍，围堰防渗质量要求高，施工难度大等重重困难，保证了大坝基坑的抽水，为后续工程施工打下坚实基础施工过程中，采用偏心跟管钻进，解决了在架空较严重的大块石层中成孔难2的问题，采用高喷灌浆和预注浆同时进行的灌浆方式，成功解决了架空严重的地层中堵漏和成墙的难题围堰高喷防渗墙施工完毕后，基坑抽水情况表明高喷防渗墙施工方案、方3法、技术措施、工艺是正确的，施工是有效的，成功的。