高壓噴射灌漿技術(shù)在三刀水庫的應(yīng)用

高壓噴射灌漿技術(shù)在三刀水庫的應(yīng)用

1高壓噴射灌漿在我國高噴系統(tǒng)的應(yīng)用情況20世紀60年代末，日本基于化學污泥的高壓噴射技術(shù)首次引入中國。20世紀70年代，它在中國被引入。20世紀80年代，它被廣泛應(yīng)用于水利工程。20世紀90年代，國際承包商完成了灘工程和小浪底工程的高噴技術(shù)滲透墻，設(shè)備先進，技術(shù)先進，施工周期長，質(zhì)量好，促進了中國高噴技術(shù)的發(fā)展。高壓噴射灌漿是利用能量較大的水氣同軸噴射切割摻攪地層,同時將凝結(jié)材料,如水泥漿,灌注摻攪地層,形成要求性狀的凝結(jié)體,高噴灌漿分為旋噴、擺噴和定噴3種形式。它施工簡便、范圍廣,有很大的發(fā)展空間。2壩體及壩體設(shè)計三刀水庫1956年設(shè)計施工,1958年竣工并交付使用,設(shè)計庫容598.9萬m3,設(shè)計標準為20年一遇洪水,100年一遇洪水校核。水庫有主壩、輸水涵洞、溢洪道、跌水等工程組成,工程等級為IV等,建筑物級別為4級。主壩為均質(zhì)土壩,壩長581m,壩頂高程146.0m,最大壩高7.64m,壩頂寬5m,迎水坡為1:4,背水坡馬道以上1:3.5,馬道以下1:4。溢洪道工程為有閘控制的溢洪閘,閘孔凈寬9m,分3孔,閘底板高程143.3m,最大泄量48.9m3/s。泄水渠與灌溉渠交叉處建有跌水工程,跌水進口高程141.4m,寬29m,共6級跌水,跌差7m。三刀水庫是一座以防洪、灌溉為主,兼顧水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的?、裥退畮?。設(shè)計灌溉面積0.08萬hm2,有效灌溉面積0.067萬hm2,防洪保護下游一個鎮(zhèn)區(qū),6個行政村,7000人口,0.2萬hm2耕地。3施工工藝3.1施工設(shè)備主要施工設(shè)備為:造孔系統(tǒng)、高壓水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、制漿供漿系統(tǒng)、提升噴射系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)。3.2折線形防滲板墻高噴墻的結(jié)構(gòu)形式采用擺噴折接,高噴灌漿共布置307個灌漿孔,孔距1.2m,擺噴角度30°,采用三管法設(shè)備施灌制作折線形防滲板墻,高噴灌漿深10m。分Ⅰ、Ⅱ序孔進行施工,Ⅰ序孔從軸線向內(nèi)側(cè)擺噴,Ⅱ序孔從軸線向外側(cè)擺噴。3.3其它技術(shù)參數(shù)的測試施工所采用的高噴參數(shù),按設(shè)計要求進行了試驗,試驗中對不同地層的提升速度、擺動角度及水、氣、漿等各項技術(shù)參數(shù)進行測試,凝固14d后,進行注水試驗,然后全部挖開檢查,發(fā)現(xiàn)板墻噴射均勻,連接牢固。砂礫石層擺角形成墻體厚度20cm以上,雙面有效噴嘴噴射長度為2.5～2.8m,墻體強度大于5.0MPa,墻體滲透系數(shù)小于A×10-6cm/s。全部滿足設(shè)計要求。3.4施工方法3.4.1用稠微漿擋墻施工鉆機安放平穩(wěn),孔位偏差小于50mm,均用水平尺校正機臺水平和鉆機立軸垂直度。通過回轉(zhuǎn)鉆進、泥漿護壁成孔。失漿嚴重時,注入稠泥漿或粘土進行堵漏處理。鉆進過程中使用測斜儀對鉆孔進行測斜,當發(fā)現(xiàn)鉆孔傾斜時,及時采取補救措施,以確保成孔傾斜度小于1%。鉆孔結(jié)束后及時向孔內(nèi)注入稠泥漿,防止塌孔。地質(zhì)人員跟班對巖芯進行分層描述。3.4.2原位噴射和回填灌為保證先期形成的板墻與后期形成的板墻有效連結(jié),采用間隔性Ⅰ序孔、Ⅱ序孔施工方法,即先施工完Ⅰ序孔,然后再施工Ⅱ序孔;高噴機就位后,先在地面進行試擺和試噴,定好噴射方向,待各項參數(shù)達到要求后再下噴射管至孔底,先按規(guī)定參數(shù)進行原位噴射,待漿液返出孔口、情況正常后方可開始提升噴射。單孔噴灌結(jié)束后,采用0.7:1的純水泥漿進行回填補灌,反復(fù)進行,直至漿面不再下沉為止;在噴灌過程中,隨時監(jiān)測進漿比重,回漿比重、流量,水、氣、漿的壓力和流量,擺噴角度,提升速度等施工參數(shù),并詳細記錄。4滲透系數(shù)k高噴防滲板墻完工后經(jīng)開挖檢驗和圍井抽水試驗,板墻折接完好,成墻厚度≥20cm,滲透系數(shù)K≤5×10-6cm/s,完全達到設(shè)計要求。該工程建成4年來,經(jīng)過枯水季節(jié)缺水和汛期行洪考驗,其截潛效果相當好。5高噴施工控制(1)高噴灌漿屬于地下隱蔽工程,對施工參數(shù)必須嚴格控制才能保證施工質(zhì)量。其中,高噴管的提升速度、高壓水的壓力、水泥漿液的比重、回漿量等是高噴施工控制的關(guān)鍵。(2)控制好高噴管的提升速度及充分利用回漿是節(jié)約水泥消耗量的關(guān)鍵,在礫石層、卵石層中,由于地層的滲透性強,高噴管的提升速度不能太快,一般為7～12cm/s,在沒有回漿的地段要停止提升直到有回漿出現(xiàn)