往复式高压旋喷技术在水库除险加固工程中的应用

往复式高压旋喷技术在水库除险加固工程中的引进及应用示范

1.立项背景2003年对红山水库大坝进行安全鉴定,定为3类坝,是一座需要除险加固的水库.除险工程有大坝加固.东坝肩绕渗处理.新建放水涵洞.对于东坝肩绕渗处理设计方案为高压旋喷灌浆,东坝肩绕渗处理采用往复式高压旋喷灌浆施工工艺,是新技术的引进及应用示范.2.任务要求设计主要内容为对桩号0-077～0+150采用高压喷射灌浆坝段进行防渗加固，孔距0.8m，沿坝顶轴线布设，高压灌浆轴线总长228m，286个孔形成柱状型连接。设计的工程量为高压悬喷浆进尺1943.75米,粘土层钻孔进尺2456.25米,岩石层钻孔进尺281.25米,砂砾石层钻孔进尺865米,要求2005年10月15日,完成合同工程量.通过施工处理,解决东坝肩绕渗问题.往复式高压喷射灌浆地基防渗加固新技术是一种新型造墙方法，主要适用于砂、砂性土、淤泥质土、砂砾石层的堤防和基础防渗加固处理。该技术具有机理明确、工艺简单、质量可靠、工效高、造价低、改善施工环境的显著优点。可广泛用于江河、湖泊、水库堤坝建造垂直防渗墙工程以及桥梁基础、路基加固、基坑止水等防渗加固工程。3.往复式高喷成墙原理往复式高喷在钻头上加高压喷嘴，钻喷一体机在自上而下钻进时利用高压水喷射切割钻头周围的地层形成扩大的钻孔。钻至设计深度，然后自下而上高喷水泥浆成墙（旋喷提升时成桩）。4.技术特点(1)钻孔扩孔(2)提高钻孔垂直度(3)解决了成孔难的问题(4)提高防渗效果(5)降低成本(6)提高工效(7)钻杆提升灵活，机具稳定性好(8)减少环境污染5.施工设备

6.试验方案设计

本试验段在防渗墙施工轴线上布设16个试验孔，其中9个旋喷孔，7个摆喷孔。钻孔深度按加密勘探孔的深度，旋喷桩底高程按加密勘探的底高程，此段基岩高程719.728m，坝顶高程731.428m，喷顶高程728.000m。7.试验成果8.采用高压旋喷灌浆施工工艺参数

项目单位参数孔距m0.8提升速度cm/min11高压水泥浆压力MPa36流量L/min75压缩气压力MPa0.5～0.7流量m3/min6钻进时高压水压力MPa15～25流量L/min75浆液比重g/cm31.48～1.509.工程完成的质量情况

根据实际施工情况,高压旋喷灌浆段长度238米,钻孔298个,完成的工程量为高压悬喷浆进尺1917.86米,粘土层钻孔进尺2938.332米,岩石层钻孔进尺298米,砂砾石层钻孔进尺512.932米,质量合格的孔2个,优良孔296个,优良率99.32%。10.创新点

往复式高喷在钻头上加高压喷嘴，钻喷一体机在自上而下钻进时利用高压水喷射切割钻头周围的地层形成扩大的钻孔。与常规的高压旋喷方法相比，往复式高压喷射采用了钻进时扩孔的原理，钻杆钻进时就会在扩大孔内沿铅直方向自动纠偏，能很好解决塌孔、埋钻杆和下不去喷浆管的问题，钻喷一体机，减少机械设备数量，减少施工人员数量，因在钻孔时,高压水流切割地层,形成松散状,旋喷灌浆时,成墙厚度厚，施工速度快，能降低工程造价1/3～1/4。

往复式高压喷射灌浆方法,简化了传统高喷灌浆施工中复杂的工序，集造孔与高压喷射为一体，解决了摆喷时喷嘴处墙体过薄、旋喷时水泥浪费，以及在砂、砂砾石层、淤泥层中成孔困难的问题，经过在呼图壁县红山水库除险加固工程中的应用,通过开挖直观检查和实验检测,渗透系数指标高于设计标准(106)(实验数据10