一、 概 述

    二道河子水庫位于內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市松山區(qū)西路嘎河中游，水庫大壩為均質(zhì)土壩，壩址左岸黃土包及溢洪道一帶呈雙層結(jié)構(gòu)，上部為砂壤土和壤土，下部為砂卵礫石層；壩基覆蓋層為砂卵石，并與黃土包下砂卵礫石層相互貫通，透水性強，滲透系數(shù)為８２～１２７ｍ／ｄ，砂壤土和壤土的滲透系數(shù)為０．２４ｍ／ｄ。這樣的土層結(jié)構(gòu)使大壩左岸黃土包和左壩端滲流不穩(wěn)定，當庫水位較高，蓄水時間較長時，左岸黃土包下游出現(xiàn)大面積漫浸，左壩端下游排水體下有集中滲流出現(xiàn)，伴有流水聲，嚴重威脅著水庫大壩的安全。
    經(jīng)過反復論證分析，決定采用高噴灌漿技術(shù)對該水庫進行除險加固。
    二、高噴灌漿防滲板墻施工設備及施工工藝
    １．施工設備
    主要施工設備為：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)。
    ２．施工工藝
    高壓噴射灌漿施工工藝流程見圖１。

　　

　　

    根據(jù)設計防滲板墻施工軸線和孔距確定孔位，并作好地面樁標記。鉆頭φ１５０ｍｍ，泥漿護壁，泥漿材料為鈣質(zhì)膨潤土、黏土、黃土、細砂等。攪拌漿液采用聯(lián)合攪漿機制漿，泥漿泵供漿，要求漿液拌合均勻，比重穩(wěn)定。漿液材料為純水泥漿，水泥為普通硅酸鹽水泥。
    噴射灌漿，將高噴管下入到孔內(nèi)，按造孔記錄及設計板墻底線控制下入深度，然后啟動高壓水泵、空氣壓縮機，攪漿機供漿，同時全面檢查各管路是否封閉，水、漿、氣壓力及流量是否符合設計參數(shù)要求，噴射管的噴射方向是否對正。啟動設備３ｍｉｎ后，待水泥漿從孔口返漿，再按設計提升速度開始提升。噴射灌漿結(jié)束后，進行靜壓回填灌漿，至液面不析水、不下沉為止。
    三、用圍井試驗確定施工參數(shù)
    １９９６年在壩后的地質(zhì)條件與壩址相近的地段做了一個五邊形試驗圍井，圍井邊長１．２ｍ，孔深１１．１～１５．０６ｍ，其中土層厚３．７ｍ，砂礫石層厚６．８ｍ，基巖平均埋深１０．５ｍ。
    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。其中土層高噴墻體厚度５～７ｃｍ，噴嘴雙面有效長度６．５５～７．４ｍ；砂礫石層擺角形成墻體厚度３０ｃｍ以上，雙面有效噴嘴噴射長度為２．７～３．０ｍ，全部滿足設計要求。
    經(jīng)研究論證后確定：高噴板墻孔距為１．１ｍ，灌漿軸線與噴射軸線夾角為３０°，墻體采用折線連接，砂礫石層和土層全部采用擺噴，擺角為２５°。鉆孔孔斜率必須小于１％，墻體厚度大于２０ｃｍ，墻體強度大于７０ＭＰａ，墻體滲透系數(shù)小于Ａ×１０－６ｃｍ／ｓ。
    四、高噴防滲板墻的施工
    二道河子水庫除險加固的主體工程為高壓噴射灌漿防滲板墻。１９９６年完成了３７ｍ試驗段的施工，１９９７年又完成了另外３７ｍ及５０ｍ試驗段。１９９８～２０００年，防滲板墻的施工全面展開，３年間進行了５６４ｍ設計軸線高噴防滲板墻的施工，共計完成鉆孔６２６孔，鉆孔總進尺為２４７７７．１４ｍ，灌漿總延米為１９５３２．５８ｍ，共使用水泥１３４４１．５ｔ。
    該防滲板墻設計采用折線連接，分兩序孔進行施工，第一序孔造孔及噴射灌漿完畢，等待１４ｄ后，再進行第二序孔的造孔及高噴灌漿的施工。具體墻體連接見圖２、圖３。

　　

　　

    五、特殊情況處理
    １．漏漿處理
    在二道河子水庫大壩高噴灌漿防滲板墻的施工中，有很多孔發(fā)生了漏漿現(xiàn)象，說明大壩基礎(chǔ)存在嚴重的集中滲流區(qū)及流沙區(qū)，對水庫大壩的穩(wěn)定十分不利。因此發(fā)生漏漿時，視嚴重程度采取了停止提升或放慢提升速度的辦法，讓漏漿地層充分灌滿水泥漿，從而達到灌漿的目的。在二序孔的鉆孔中，取出了固結(jié)良好的類似混凝土的水泥芯，因而用此方法處理漏漿切實可行。
    ２．孤石處理
    二道河子水庫大壩基礎(chǔ)以砂礫石為主，存在有個別大的孤石。高噴過程中，根據(jù)鉆孔記錄，在噴至孤石深度時，采取上、下５０ｃｍ加大擺角、放慢提升速度的辦法，充分將孤石用水泥漿包住，從而達到板墻充分連接的目的。
    ３．事故停噴
    如在高噴過程中發(fā)生停電等停噴事故，再次開噴時則采取復噴的辦法，解決因停噴造成的板墻連續(xù)性問題。