趙洪志　劉志紅

摘要：鉆孔高壓噴射防滲板墻施工技術(shù)從國(guó)外引入我國(guó)以來(lái)，已經(jīng)被水庫(kù)防滲與加固工程等廣泛應(yīng)用，但是鉆孔高噴板墻施工設(shè)備復(fù)雜、施工成本較高、效率低逐漸被振孔高噴工藝所取代，其具有施工設(shè)備簡(jiǎn)單、采用鉆噴一體化、施工效率高、成本低等特點(diǎn)。文章以尼爾基水利樞紐工程為例，對(duì)振孔高噴板墻施工工藝的局限性進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：高噴防滲板墻；施工工藝；振孔高噴；水庫(kù)防滲與加固工程；水利工程 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TV544 文章編號(hào)：1009-2374（2016）26-0108-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.26.052

1 施工段工程地質(zhì)概況

右副壩地層復(fù)雜，由上而下：黏土層→含泥砂礫、碎石黏土層→含碎石黏土、風(fēng)化巖層→含泥碎塊石、卵礫石層→含碎石黏土、含泥碎石層→花崗閃長(zhǎng)巖、石英角巖、綠簾長(zhǎng)英角巖。

導(dǎo)流明渠縱向圍堰段是天然砂礫石層，局部礫石，基巖為花崗閃長(zhǎng)巖；主壩上游圍堰、廠房縱向圍堰建基在天然砂礫石層河床上，人工回填砂礫石層，基巖為花崗閃長(zhǎng)巖。

2 高噴防滲板墻施工

導(dǎo)流明渠縱向圍堰采用的施工工藝是振孔旋噴灌漿，墻體采用套接方式，即相鄰孔段旋噴成墻，設(shè)兩排旋噴孔，排距和孔距分別是0.6m和0.8m；在主壩上游臨時(shí)圍堰、廠房縱向圍堰段采用振孔擺噴灌漿施工工藝，單排孔布置，孔距0.6～0.8m。振孔墻體設(shè)計(jì)厚度≥20cm，墻體抗壓強(qiáng)度R28≥2MPa，墻體滲透系數(shù)K<1×10-5cm/s。

施工效果檢查結(jié)果如下：（1）直接觀察開挖后成墻密度和連續(xù)性，采用鉆孔取芯做室內(nèi)試驗(yàn)、抗壓等強(qiáng)度指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)；（2）通過(guò)閉氣抽水試驗(yàn)，集中漏水通道極少，基本符合設(shè)計(jì)要求的防滲標(biāo)準(zhǔn)，為下道工序施工創(chuàng)造了有利條件。

事實(shí)證明振孔高噴板墻在天然砂礫石地層和人工砂礫石層中的應(yīng)用是成功的，既能達(dá)到設(shè)計(jì)的防滲標(biāo)準(zhǔn)，又能節(jié)約成本和提高施工效率，但在地層中出現(xiàn)粒徑較大的塊石和漂石時(shí)，其局限性就充分暴露出來(lái)，只能采用原來(lái)的鉆孔工藝施工，如仍采用振孔工藝則會(huì)產(chǎn)生漏噴、搭接不連續(xù)等效果，對(duì)墻體的防滲性能產(chǎn)生不利影響，在廠房圍堰施工中就出現(xiàn)了這種情況。

在尼爾基右副壩布置單排振孔高噴孔，孔距0.6～0.8m。在右副壩段作振孔高噴試驗(yàn)，受地質(zhì)條件影響，在振孔過(guò)程中出現(xiàn)進(jìn)尺受阻現(xiàn)象，通過(guò)增加振錘功率、改變孔位等方法處理，效果欠佳，并且振管反彈現(xiàn)象明顯，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求墻深，導(dǎo)致振孔高噴試驗(yàn)失敗。試驗(yàn)表明：振孔高噴工藝在右副壩含泥碎塊石地層中受地層限制明顯，主要是因?yàn)檎窨资┕に嚐o(wú)法穿透地層中粒徑較大塊石致使成孔受阻，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

3 高噴板墻鉆孔施工工藝

3.1 工藝試驗(yàn)

由于振孔高噴工藝在右副壩含泥碎塊石地層中受地層限制，為解決這一問(wèn)題，經(jīng)參建各方研究擬采用鉆孔高噴工藝。在地層較復(fù)雜、具有代表性地段進(jìn)行高噴灌漿工藝試驗(yàn)，共完成試驗(yàn)孔10個(gè)，形成高噴試驗(yàn)防滲墻180.0m2。

試驗(yàn)段為右副壩壩體場(chǎng)外的與壩基相似地層的地段，試驗(yàn)段分別采用孔距1.2m、1.3m、1.4m、1.5m、1.6m，共計(jì)5個(gè)孔。

3.2 試驗(yàn)墻體質(zhì)量檢查

3.2.1 開挖檢查。試驗(yàn)段施工結(jié)束后，在規(guī)范規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)防滲墻體進(jìn)行全斷面開挖檢查。外露墻體1.6m，其中沙礫石層墻體出露0.5m。在擴(kuò)散半徑1.2m處，水泥結(jié)石均質(zhì)分布，墻體表面平整光滑，單邊外形為較規(guī)則扇形，在孔距1.7m的兩孔之間，擴(kuò)散半徑為1.0m左右。Ⅰ序孔之間搭接較少，但與孔距為1.0的孔搭接明顯，Ⅱ序孔搭接墻厚為35cm左右。在進(jìn)行雙側(cè)開挖檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)墻體連續(xù)，隨著孔距的加大，搭接效果逐漸減弱，墻厚除靠近噴嘴附近有4處不足0.2m以外其余均滿足設(shè)計(jì)墻厚要求，搭接部位最大墻厚達(dá)到68cm。

3.2.2 鉆孔注水檢查。為檢驗(yàn)墻體的效果，在孔距1.0m、1.2m墻體搭接處，采用鉆孔取芯，并進(jìn)行孔內(nèi)注水檢查，結(jié)果見表1：

從表1看出：在孔距1.2m處墻體透水率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于孔距1.0m處墻體透水率。在施工中噴射的提升速度前者比后者慢，這就充分表明在搭接條件滿足要求的前提下，提升速度越慢，噴射效果越好，從而表明提升效果對(duì)墻體質(zhì)量效果影響較大。

3.2.3 室內(nèi)試驗(yàn)。在大孔距部位墻體隨機(jī)鉆孔取樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，平均抗壓強(qiáng)度為5.0MPa。

從各種試驗(yàn)結(jié)果中可以看出，在右副壩砂礫石層、含泥塊石層中采用鉆孔工藝與振孔工藝相比，受地層局限性影響較小，因此在施工中應(yīng)根據(jù)具體情況參考選擇合適的工藝，以便達(dá)到預(yù)期效果。

3.3 鉆孔高噴工藝的成功應(yīng)用

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，在全面右副壩施工中全面采用鉆孔高噴工藝施工，共完成高噴防滲墻26848.2m2。在施工結(jié)束后采用圍井檢查，圍井布置位置、滲透系數(shù)見表2：

施工中根據(jù)不同的地層進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，通過(guò)分組抽取式樣的方式進(jìn)行返漿和墻體式樣抗壓試驗(yàn)，結(jié)果表明返漿滿足設(shè)計(jì)要求3MPa的指標(biāo)；墻體式樣抗壓強(qiáng)度平均為5.0MPa，最小為2.0MPa，均滿足設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)。

通過(guò)試驗(yàn)資料說(shuō)明鉆孔高噴工藝在含有大塊石的地層中應(yīng)用，能夠克服振孔工藝在這種地層中的不足，并且效果顯著，在實(shí)際施工中可以穿插使用，以達(dá)到互補(bǔ)的效果。

4 振孔高噴施工工藝的應(yīng)用分析

在尼爾基水利樞紐導(dǎo)流明渠天然砂礫石地層和主壩上游臨時(shí)圍堰、廠房縱向圍堰天然和人工填筑砂礫石地層中振孔板墻施工工藝得到廣泛應(yīng)用且取得明顯效果，但在右副壩地層復(fù)雜、大塊石含量較多的地層中無(wú)法解決成孔困難的問(wèn)題而存在局限性，經(jīng)研究分析主要有以下兩方面因素：

4.1 地層因素

振孔高噴工藝主要是靠噴灌一體化和大功率振動(dòng)錘成孔，最后提升噴射灌漿成墻。其主要優(yōu)點(diǎn)是在地層中沒有大塊石的情況下施工效率高、操作簡(jiǎn)單且施工成本較低，在其適應(yīng)的地層中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。但由于其對(duì)地層要求的嚴(yán)格性決定了其應(yīng)用的局限性，導(dǎo)致其在較大密實(shí)度的天然黏土層、較大粒徑的砂礫石層和含泥塊石層中實(shí)施受阻，成孔過(guò)程中無(wú)法穿過(guò)較大的塊石層，從而使其在這種地層中應(yīng)用出現(xiàn)墻體深度不滿足設(shè)計(jì)要求及漏噴導(dǎo)致墻體防滲性能不滿足要求等現(xiàn)象。

4.2 工藝設(shè)備因素

由于振孔高噴防滲墻施工工藝是剛發(fā)展的一種新工藝，因此施工設(shè)備、施工工藝還需進(jìn)一步改進(jìn)和完善，如果在施工中采用邊振孔、邊旋轉(zhuǎn)的成孔設(shè)備將會(huì)比現(xiàn)在的設(shè)備只能加大振錘功率、增加風(fēng)壓和水壓等要實(shí)用和方便得多；施工設(shè)備有待結(jié)合施工實(shí)踐進(jìn)一步研發(fā)。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）振孔高噴板墻工藝，在其適合的地層條件下，具有施工效率高、操作簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)，但在底層較硬和存在粒徑較大的孤石、塊石地層，會(huì)出現(xiàn)墻體深度不滿足設(shè)計(jì)要求及漏噴導(dǎo)致墻體防滲性能不滿足要求等形象；（2）振孔高噴板墻施工技術(shù)在尼爾基水利樞紐廣泛應(yīng)用，提高了效率，節(jié)約了大量成本，表明了該施工工藝技術(shù)具有非常明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；（3）無(wú)論是振孔工藝還是鉆孔工藝只要根據(jù)不同的地層條件互補(bǔ)使用，既能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，又能提高工作效率，同時(shí)也能大量節(jié)約成本，只要應(yīng)用得當(dāng)，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益明顯。

參考文獻(xiàn)

[1] 白永年，吳士寧，王洪恩.土石壩加固[M].北京：水利電力出版社，1992.

作者簡(jiǎn)介：趙洪志（1971-），男，遼寧綏中人，中國(guó)水利水電第一工程局有限公司高級(jí)工程師，研究方向：水利水電施工技術(shù)、項(xiàng)目管理。

（責(zé)任編輯：王 波）