高喷技术在围堰中的应用样本

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，经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，电站总装机容量为112MW, 属中型三等工程，其主要建筑物

2、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69月。一年内的水情变化大致如下：4 5月为春汛期，69月为河流汛期，1011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2100 m2 .共计5100延米，防渗面积为5100 m2 .上游围 堰防渗墙顶高程为2458.0m,底部高

3、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23m。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，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 2.53.5m。左岸高程24512490m为

4、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，用选定的配合比进行高压 喷射注浆工艺试验。经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

5、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压力(MPa)0.7气流量(m3/min)1.1气嘴个数2压力(MPa)35流量(L/min)70浆进浆密度(g/cm3)1.5回浆密度(g/cm3)N1.2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

6、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，经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

7、潜孔锤钻进，重新配制了75钻杆、146套管、 DHD340潜孔锤（风动冲击器）、146三偏心钻头，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，并 加长了喷杆，改进了喷杆接头工艺，增强了喷杆的强度和刚度，同时为解决抱 管的问题在台车提升装置上安装了振动装置。另外为满足施工需要

8、，使用了 XL-50旋喷机、ZJB/BP90变频高压注浆泵等深孔高喷灌浆设备。XL-50旋喷机 因扭矩大，下入喷杆时可在松软地层中钻进数十米深。ZJB/BP90变频高压注浆 泵采用变频电动机作为动力，经过调整电机转速可方便地调控灌浆泵的流量。主 要施工设备见表：主要机械设备表序 号名称规格型号主要技术指标单位数量用 途1KLEMM全液压履带式钻机KR805-1（德国）祖146mm孔径套管跟 进台1钻孔2旋喷钻机XL-50提速028m/min 转速0250r/min台1喷灌3电动空压机英格索兰650E风压 1.20MPa 风量 18.5m3/min台1钻孔灌浆用风4液压拔管机BQ-40起拔400t台1起拔套管5变频高压注浆泵ZJB/BP90最大压力50Mpa，流 量114L/min，功率 90kw台1两管法高喷灌浆 高压送浆6高速制浆机ZJ400400L搅拌30s转速 1300r/min台2制浆7储浆桶自制500L台1储浆8潜水泵2台2制浆站供水9载重汽车5T东风三平柴辆1运输10交流弧焊机BX2-300-1台1焊接5.3结构形式与工程布置的特点根据该工程的地质条件（覆盖层中孤石、漂石比较密集），采用高喷灌浆双排孔梅花布置旋喷套接O双排孔梅花布置旋喷套接O双排高喷梅花布置旋喷套接结构形式6.施工难点及对策6.1孔斜率要求高为