摘要：小浪底高壓旋噴灌漿工程選用國際上先進的施工設備和施工工藝，通過現場試驗確定施工參數，在先進施工設備的保證下，通過控制施工工藝來保證施工質量.在小浪底工程中，用高壓旋噴灌漿技術構筑上游圍堰防滲墻、對左岸河床心墻區砂卵石地基加固、進行主壩混凝土防滲墻“老虎嘴”封堵和原1號槽孔修補，均取得了很好效果。

關鍵詞：高壓旋噴灌漿 圍井試驗 防滲墻 地基加固 地下工程補救 小浪底水利樞紐工程

高壓旋噴灌漿技術是使漿液在很高的壓力下通過注漿管，從噴嘴高壓射出，注入地基，在射流的沖擊、切削、攪拌作用下，漿液與原地基混為一體，對地基產生擠壓、滲透作用，使旋噴樁及其周圍土體的密實度和承載能力得到提高.其主要應用有：

①構筑防滲墻體;

②加固地基，提高地基承載力;

③用于地下構筑物的修補。

經過近年來的不斷開發和應用，高壓旋噴灌漿技術在各個方面都得到很快發展，應用領域不斷擴大，適應地層由開始限于中細砂、壤土、淤泥等細顆粒地層，逐漸擴大到包括強透水的砂卵石、卵漂石和堆石渣層、球狀體層等在內的整個第四系覆蓋層，施工設備、施工工藝不斷更新，漿液壓力、流量不斷增大，提升速度逐漸加快，噴漿設備更趨向于高壓力、大流量的二重管、三重管.二重管法是在壓縮空氣保護下，高壓漿液直接噴射到地層中;三重管法是在壓縮空氣保護下，由高壓水開路，同時注入低壓漿液進行旋噴.由于高壓旋噴灌漿技術對地基防滲與加固處理具有不需明挖、施工場地小等特點，因此，目前仍處在迅猛發展階段.

1　旋噴灌漿設備

小浪底高壓旋噴灌漿工程由意大利仕紀公司分包施工，主要設備包括高壓旋噴機、履帶自行式鉆機和供漿設備等.

履帶自行式高壓旋噴機型號為SIRIO2SC，本身具有一定的鉆進功能，機架高46 m.旋噴鉆桿為雙重管，內徑30 mm，為高壓漿液通道，外徑90 mm，內、外

徑之間有12個小孔為壓縮空氣通道.每節長3 m，裝卸方便，密封性好.旋噴機配有鉆灌參數自動記錄儀，型號為LUT2CL88，全過程自動記錄孔深、漿壓、氣壓、轉速、提升速度等參數，同時顯示于熒光屏上，便于參數的監測和隨時調整.履帶自行式鉆機為Casagrande鉆機C8型，自行定位，操作方便，性能穩定，帶有偏心鉆頭，可跟管鉆進，對地層適應性強.攪拌機有2臺，分別用于攪拌膨潤土漿液和水泥漿液，攪拌能力分別為12 m3/h和24 m3/h.2臺高壓泵型號分別為HT400和7T-450.7T-450型高壓泵最大輸漿壓力可達100 MPa，最大輸出流量可達453 L/min，高壓泵通過高壓管路與旋噴機連接.

2　現場圍井試驗

2.1　試驗布置及參數

圍井試驗的目的是選定合適的施工參數和漿液配比及驗證防滲墻滲透系數.試驗區位于旋噴灌漿防滲墻軸線下游側5 m的一塊平整場地上，與旋噴灌漿防滲墻地層一致，上部0～12 m為砂卵石填筑層，下部12～32 m為原河床覆蓋層.圍井由25個旋噴樁組成，其中16個間距1 m、深32 m的樁組成一個正方形圍井，中間有9個同樣深度的旋噴樁封底，即僅對這9個樁底部2 m進行旋噴.其布置如圖1所示.

根據工程類比和室內試驗，采用了摻加5%(水泥用量)膨潤土的穩定漿液，其水、水泥與膨潤土的配比為850∶450∶22，密度1.35g/cm3，馬氏粘度35～40s.施工參數：旋噴漿液壓力大于40 MPa，空氣壓力為1.5 MPa;2個噴嘴，直徑為3 mm，轉速12r/min，漿液流量225 L/min;提升速度：Ⅰ，Ⅱ序孔原地層為17cm/min，回填料區為26 cm/min，Ⅲ序孔均為26cm/min

2.2　滲透試驗

2.2.1　試驗方法

根據有關手冊①的規定，試驗方法分為定水頭法和變水頭法.定水頭法是指由套管隔離出試驗段，維持孔內水位不變，待流量穩定后，讀取時間和流量，按公式(1)計算滲透系數;變水頭法只能在圍井內使用，待圍井內注水達到飽和后，停止注水，記錄水位下降過程，按公式(2)計算滲透系數.

式中∶K為滲透系數，m/s;q為穩定滲透流量，m3/s;F為影響參數;Hc為穩定水頭，m;A為所測斷面面積，m2;L為所測段長，m;D為所測斷面直徑，m;T1，T2為時間，s;H1，H2為在時間T1，T2時的水頭，m.

 2.2.2　試驗結果

圍井旋噴樁完成后，在圍井內做了8次滲透試驗，其中6次是定水頭試驗，一次是變水頭試驗，一次是開挖后井內注水試驗;圍井外共做3次，試驗全部為定水頭試驗，其中有一次未成功.

圍井外測得2組滲透系數平均值為2.805×10-3cm/s，此數值與地質部門提供的滲透性為36～200 m/d(相當于4.16×10-2～2.3×10-3 cm/s)一致，說明這種方法是合適的.圍井內定水頭滲透試驗結果最大值為1.41×10-5 cm/s，最小值為1.17×10-6 cm/s，平均值為9.62×10-6 cm/s，變水頭試驗結果為3.705×10-6 cm/s，圍井內注水法測得的結果為5.925×10-7 cm/s.即滲透系數比原地層降低了三個數量級.

2.2.3　開挖檢查

在滲透試驗結束后，對圍井內部和外部的一側進行開挖檢查，開挖深度內部為6.8 m，外部為5.7 m，露出了4.2 m高的墻體(上部1.5 m沒有旋噴).從外觀看，墻體連續性、膠結性都較好.經實測，最大樁徑為2.56 m，最小樁徑為1.36 m，平均樁徑為1.84 m，墻體搭接處最小厚度為0.88 m.

3　應用實例

3.1　上游圍堰旋噴灌漿防滲墻施工

上游圍堰旋噴灌漿防滲墻作為枯水圍堰的主要防滲措施，并作為大壩的一部分起永久防滲作用，河床覆蓋層屬第四紀河床沖積物，級配不良，中小粒徑偏少，局部地段有較大粒徑卵石.設計單排樁防滲，樁距1.0 m，膠結強度R28=1.5～2.2 MPa，滲透系數小于等于10-6 cm/s.防滲墻軸線長400 m，孔底入基巖至少0.5 m，最大孔深51.0 m，共計旋噴樁408個，鉆孔總進尺11500 m，噴漿10074 m，成墻面積9897 m2.

3.1.1　施工參數

在施工中，通過調整提升速度控制樁徑來保證墻體的連接，提升速度介于15～26.7cm/min，根據孔序、孔深和孔斜情況調整參數，見表1(表中δ為偏斜率).

3.1.2　施工質量控制及效果

旋噴防滲墻體需深入基巖0.5 m以上，保證墻體與基巖的連接.施工時分Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ序孔，按逐序加密的原則施工，將Ⅰ序孔作為勘探孔，每個孔必須作基巖鑒定，對于Ⅱ，Ⅲ序孔根據Ⅰ序孔確定的基巖面確定孔深，但終孔時也需取樣鑒定.鉆孔偏斜率控制標準為小于1%.鉆孔完成后即進行測斜，盡快提交資料.工程師根據孔序、孔深和孔斜情況按表1中的數據調整提升速度，對于偏斜率大于1%的孔，采用降低提升速度來增加樁徑或增加附加樁的方法解決.

旋噴灌漿防滲墻的施工，減少了基坑滲水量，降低了大壩心墻區施工難度，說明防滲墻有較好的連續性和防滲性。