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摘要：以某坝基渗漏进行高喷灌浆处理，介绍高喷灌浆防渗止水施工技术及其应用，以
供同行参考。
关键词：高喷灌浆；防渗止水；施工应用
高压喷射灌浆技术目前已应用于房层建筑、公路交通、水利水电工程等领域的基础防渗加固工程中。
高压喷射灌浆其基本原理是利用高压形成的喷射流强制切割掺搅地层，改变地层的结构和组成，同时灌入水泥浆或混合浆形成连续板状或柱状凝结体，起到加固和防渗的目的。与一般注浆相比，不存在可灌性问题，只要高压射流能破坏的土体，高喷灌浆均可处理，尤其在一般注浆无法处理的细砂、粉细砂地层中效果更为明显。
该技术不需开挖地基，只要钻孔至地下设计深度，就可以按设计要求造就一定几何形状的混凝土凝结体，成为结构密实、强度大、有足够防渗性能的防渗墙，以满足工程需要。其工程质量比较可靠，施工速度快，造价较低。
高压喷射灌浆防渗墙属于地下隐蔽工程，其施工工艺复杂，技术要求高，因此，施工前应针对不同的地层情况做好施工前的生产性试验，根据试验结果选择合理的施工参数是保证施工质量的关键。
一、某中型水库除险加固工程高喷灌浆介绍
广东省潮州市某中型水库总库容为6，000万立方米，主坝为碾压式均质土坝，最大坝高为35m，坝长为640m。主要功能为灌溉、发电、防洪。因运行时间长，病险隐患增多，需要进行除险加固处理。其中主副坝坝身及坝基防渗处理均采用高喷灌浆。
二、地质勘探资料
根据勘探及试验资料，坝体由杂色粘土和砂质粘土填筑而成，碾压质量差，密度不均匀。坝基接触带为第三系粉砂、细砂夹粉土，密实，厚2～13m，左坝基较薄，右坝基较厚，取样颗分试验小于0.075mm颗粒含量占87.2%，可灌性极差；下部基岩为白云岩，表层弱风化，透水率为0.9～38Lu。
三、主坝防渗灌浆设计
高压摆喷技术在广东推广应用时间较早，已广泛应用于水利工程堤坝防渗加固中，成熟经验较多，2000年曾在某水库副坝中使用，孔距为2.2m，开挖检查搭接效果较理想，因此无需再进行摆喷试验。
高压旋喷是近几年才应用于水利工程大坝防渗加固中，可借用资料不多，故施工前应进行旋喷试验，复核设计参数的合理性。
该水库主坝特点是坝不高，坝较长，坝体坝基均需进行防渗处理。结合工程实际，防渗灌浆总体设计方案为上段（坝土+粉细砂层）采用高压喷射灌浆，下段基岩采用常规帷幕灌浆（防渗标准q≤5Lu）。其中左坝段粉砂层较薄，采用高压摆喷灌浆，里程为0-014～0+202，长216m；右坝段位于老河床上，粉砂层较厚，是防渗处理的重点坝段，采用高压旋喷灌浆，里程为0+202～0+658.456m。
高喷灌浆采用三重管。为便于高喷灌浆施工，高喷轴线布置于坝轴线上游2m，平行于坝轴线。其中高压摆喷孔距为2m，采用折线形式连接，板墙轴线与高喷轴线交角为25°，分两序施工；高压旋喷孔距为1m，套接，成桩直径要求不小于1.2m，亦分两序施工。
四、旋喷灌浆试验
1.旋喷试验区布置
试验区布置于右坝肩上游，里程为0+535～0+539。此段坝土厚5～6m，以下为粉细砂层，坑挖可检查坝土段及粉细砂层段成桩情况。试验区布置见图1，孔距均为1m。其中旋喷轴线上试验孔钻孔深度按设计要求施工，浆液为纯水泥浆，水灰比为1：1，两翼试验孔钻孔深度为15m，分别掺10%膨润土和掺30%膨润土。
试验用膨润土从20km外的土料场附近运输。
2.主要技术参数
提升速度：旋喷轴线孔为10cm/min，掺10%膨润土孔为11cm/min，掺30%膨润土孔为12cm/min；
旋转速度： 9转/min，喷嘴直径1.8～2.5mm；
水压：Ⅰ序孔、Ⅱ序孔35～38MPa，水量50～70L/min；
气压： 0.7MPa，气量2～3L/min；
浆压： 0.7～1.0MPa，浆量50～60L/min；
浆液密度：纯水泥浆1.5～1.6g/cm3，混合浆液1.3～1.4g/cm3。
3.试验检查
3.1、开挖检查：观察描绘孔斜、桩径、搭接厚度、凝结体强度情况；
3.2、室内试验：通过钻孔取样两组送室内进行抗压及弹模试验；
3.3、注水检查：检查孔内注水检查凝结体的渗透性。试验成果见表1
从开挖出露的桩体看，搭接厚度为0.4～0.56m，且纯水泥浆桩径明显大于混合浆液桩径。
旋喷试验结果表明，采用三重管施工工艺是可行的，设计参数基本合理。浆液宜采用纯水泥浆，提升速度不应大于10cm/min。
4.现场施工
4.1、施工方法
由于帷幕灌浆时浆液易串入坝体影响高喷质量，施工顺序要求先高喷后帷幕灌浆。为加快施工进度，按每40m坝段划分一个单元，高喷和基础帷幕灌浆交替进行。高喷钻孔要求钻至基岩层，深入基岩0.5m，然后下高喷管开始喷射、提升。
主要施工设备：高喷台车2台，高压泵2台，150型钻机17台，灌浆设备8台套。
高压喷射施工工艺流程：
定孔→钻机就位→钻孔→高喷台车就位→下喷管至孔底→制浆→自下而上旋转（摆动）提升至设计顶高程→冲洗喷管→高喷台车移位→回灌→成桩。
4.2、特殊情况处理
4.2.1、因故停喷后重新恢复施工前，应将喷管下放0.3m，采取搭接处理后，方可继续向上提升和灌浆，并记录中断深度和时间。
4.2.2、当冒浆量超过注浆量20%或完全不冒浆时，应及时进行处理。若冒浆量过大，可采取提高喷射灌浆压力、缩小喷嘴孔径、加快提升速度等方法解决；若系地层中有较大空隙引起的不冒浆，可采取降低提升速度、加大浆液浓度等方法解决。 4.2.3、旋喷与摆喷搭接处增加两个旋喷孔，先旋喷后摆喷。
五、效果评价
高压旋喷灌浆总孔数为473个，总进尺为9，957.8m，其中旋喷段长9，060.4m，耗用水泥4，546，500kg，单位耗量501.8kg/m；高压摆喷灌浆总孔数为108个，总进尺为1，108.3m，其中摆喷段长950.4m，耗用水泥434，900kg，单位耗量457.6kg/m。
1.钻孔检查
1.1、旋喷凝结体上钻孔检查共13个，其中4个为原孔检查，9个沿轴线偏离原孔0.25m。共进行注水试验42段，渗透系数1.54～7.33×10-6cm/s，平均值为4.5×10-6cm/s，满足设计要求；
1.2、取芯观察，旋喷凝结体胶结强度较高，且第三系粉砂层段明显高于坝土段。
2.开挖检查
2.1、旋喷成桩径为1.25～1.4m；
2.2、旋喷各桩之间套接良好，厚度为40～55cm；
2.3、旋喷桩结构密实，水泥浆分散性好，与坝土胶结良好；
2.4、摆喷板墙厚为9～26cm，搭接处厚度为20～30cm，板墙连续完整。
3.巡视检查
3.1、坝下游田地内原来的出水点水量已明显减小或消失；
3.2、坝下游管理所水井内出水明显减小，水位下降；
3.3、安设于下游坝脚的量水堰测不到渗水，高喷板墙整体防渗效果较好。
六、经验总结
1.高喷灌浆较适合于粉砂层坝基防渗处理。粉砂层因其颗粒较细，常规帷幕灌浆时有如铺了一层厚厚的反滤，吃水不吃浆，难以形成防渗帷幕；
2.旋喷浆液应采用纯水泥浆，不宜采用混合浆液。由于旋喷冲切掺搅范围大，土层升扬置换率低，大部分被切割破坏土体将与水泥浆液混合凝固硬化，凝结体已具有良好塑性，无需再掺入粘土或膨润土；
3.坝土一般密实度较高，采用高压旋喷进行防渗处理，因旋喷切割土层作用弱，设计孔距不宜过大，以0.8～1.0m为宜；
4.旋喷与摆喷搭接宜采用先旋喷后摆喷，搭接效果较理想；
5.帷幕灌浆轴线布置于高喷轴线上游或下游均可，搭接效果影响甚微，具体应视场地条件而定。本工程设计两条轴线相距仅0.8m，为避免钻孔破坏防渗板墙，旋喷段帷幕灌浆孔应正对两旋喷孔之间，摆喷段因其采用折线搭接，帷幕灌浆孔则要求对齐摆喷孔。
6.某水库主坝左坝段采用高压摆喷灌浆，右坝段采用高压旋喷灌浆，下部基岩采用常规帷幕灌浆进行防渗处理，有效地截断了坝基粉细砂层渗漏。工程施工过程顺利，并收到了很好的防渗效果。
参考文献：
[1]尤立峰，王宗礼，尤立委，高喷灌浆技术及其影响因素分析，甘肃科技，2010.
[2]中华人民共和国电力行业标准. DL/T5200-2004，水电水利工程高压喷射灌浆技术规范，中国电力出版社，2004.
供同行参考。
关键词：高喷灌浆；防渗止水；施工应用
高压喷射灌浆技术目前已应用于房层建筑、公路交通、水利水电工程等领域的基础防渗加固工程中。
高压喷射灌浆其基本原理是利用高压形成的喷射流强制切割掺搅地层，改变地层的结构和组成，同时灌入水泥浆或混合浆形成连续板状或柱状凝结体，起到加固和防渗的目的。与一般注浆相比，不存在可灌性问题，只要高压射流能破坏的土体，高喷灌浆均可处理，尤其在一般注浆无法处理的细砂、粉细砂地层中效果更为明显。
该技术不需开挖地基，只要钻孔至地下设计深度，就可以按设计要求造就一定几何形状的混凝土凝结体，成为结构密实、强度大、有足够防渗性能的防渗墙，以满足工程需要。其工程质量比较可靠，施工速度快，造价较低。
高压喷射灌浆防渗墙属于地下隐蔽工程，其施工工艺复杂，技术要求高，因此，施工前应针对不同的地层情况做好施工前的生产性试验，根据试验结果选择合理的施工参数是保证施工质量的关键。
一、某中型水库除险加固工程高喷灌浆介绍
广东省潮州市某中型水库总库容为6，000万立方米，主坝为碾压式均质土坝，最大坝高为35m，坝长为640m。主要功能为灌溉、发电、防洪。因运行时间长，病险隐患增多，需要进行除险加固处理。其中主副坝坝身及坝基防渗处理均采用高喷灌浆。
二、地质勘探资料
根据勘探及试验资料，坝体由杂色粘土和砂质粘土填筑而成，碾压质量差，密度不均匀。坝基接触带为第三系粉砂、细砂夹粉土，密实，厚2～13m，左坝基较薄，右坝基较厚，取样颗分试验小于0.075mm颗粒含量占87.2%，可灌性极差；下部基岩为白云岩，表层弱风化，透水率为0.9～38Lu。
三、主坝防渗灌浆设计
高压摆喷技术在广东推广应用时间较早，已广泛应用于水利工程堤坝防渗加固中，成熟经验较多，2000年曾在某水库副坝中使用，孔距为2.2m，开挖检查搭接效果较理想，因此无需再进行摆喷试验。
高压旋喷是近几年才应用于水利工程大坝防渗加固中，可借用资料不多，故施工前应进行旋喷试验，复核设计参数的合理性。
该水库主坝特点是坝不高，坝较长，坝体坝基均需进行防渗处理。结合工程实际，防渗灌浆总体设计方案为上段（坝土+粉细砂层）采用高压喷射灌浆，下段基岩采用常规帷幕灌浆（防渗标准q≤5Lu）。其中左坝段粉砂层较薄，采用高压摆喷灌浆，里程为0-014～0+202，长216m；右坝段位于老河床上，粉砂层较厚，是防渗处理的重点坝段，采用高压旋喷灌浆，里程为0+202～0+658.456m。
高喷灌浆采用三重管。为便于高喷灌浆施工，高喷轴线布置于坝轴线上游2m，平行于坝轴线。其中高压摆喷孔距为2m，采用折线形式连接，板墙轴线与高喷轴线交角为25°，分两序施工；高压旋喷孔距为1m，套接，成桩直径要求不小于1.2m，亦分两序施工。
四、旋喷灌浆试验
1.旋喷试验区布置
试验区布置于右坝肩上游，里程为0+535～0+539。此段坝土厚5～6m，以下为粉细砂层，坑挖可检查坝土段及粉细砂层段成桩情况。试验区布置见图1，孔距均为1m。其中旋喷轴线上试验孔钻孔深度按设计要求施工，浆液为纯水泥浆，水灰比为1：1，两翼试验孔钻孔深度为15m，分别掺10%膨润土和掺30%膨润土。
试验用膨润土从20km外的土料场附近运输。
2.主要技术参数
提升速度：旋喷轴线孔为10cm/min，掺10%膨润土孔为11cm/min，掺30%膨润土孔为12cm/min；
旋转速度： 9转/min，喷嘴直径1.8～2.5mm；
水压：Ⅰ序孔、Ⅱ序孔35～38MPa，水量50～70L/min；
气压： 0.7MPa，气量2～3L/min；
浆压： 0.7～1.0MPa，浆量50～60L/min；
浆液密度：纯水泥浆1.5～1.6g/cm3，混合浆液1.3～1.4g/cm3。
3.试验检查
3.1、开挖检查：观察描绘孔斜、桩径、搭接厚度、凝结体强度情况；
3.2、室内试验：通过钻孔取样两组送室内进行抗压及弹模试验；
3.3、注水检查：检查孔内注水检查凝结体的渗透性。试验成果见表1
从开挖出露的桩体看，搭接厚度为0.4～0.56m，且纯水泥浆桩径明显大于混合浆液桩径。
旋喷试验结果表明，采用三重管施工工艺是可行的，设计参数基本合理。浆液宜采用纯水泥浆，提升速度不应大于10cm/min。
4.现场施工
4.1、施工方法
由于帷幕灌浆时浆液易串入坝体影响高喷质量，施工顺序要求先高喷后帷幕灌浆。为加快施工进度，按每40m坝段划分一个单元，高喷和基础帷幕灌浆交替进行。高喷钻孔要求钻至基岩层，深入基岩0.5m，然后下高喷管开始喷射、提升。
主要施工设备：高喷台车2台，高压泵2台，150型钻机17台，灌浆设备8台套。
高压喷射施工工艺流程：
定孔→钻机就位→钻孔→高喷台车就位→下喷管至孔底→制浆→自下而上旋转（摆动）提升至设计顶高程→冲洗喷管→高喷台车移位→回灌→成桩。
4.2、特殊情况处理
4.2.1、因故停喷后重新恢复施工前，应将喷管下放0.3m，采取搭接处理后，方可继续向上提升和灌浆，并记录中断深度和时间。
4.2.2、当冒浆量超过注浆量20%或完全不冒浆时，应及时进行处理。若冒浆量过大，可采取提高喷射灌浆压力、缩小喷嘴孔径、加快提升速度等方法解决；若系地层中有较大空隙引起的不冒浆，可采取降低提升速度、加大浆液浓度等方法解决。 4.2.3、旋喷与摆喷搭接处增加两个旋喷孔，先旋喷后摆喷。
五、效果评价
高压旋喷灌浆总孔数为473个，总进尺为9，957.8m，其中旋喷段长9，060.4m，耗用水泥4，546，500kg，单位耗量501.8kg/m；高压摆喷灌浆总孔数为108个，总进尺为1，108.3m，其中摆喷段长950.4m，耗用水泥434，900kg，单位耗量457.6kg/m。
1.钻孔检查
1.1、旋喷凝结体上钻孔检查共13个，其中4个为原孔检查，9个沿轴线偏离原孔0.25m。共进行注水试验42段，渗透系数1.54～7.33×10-6cm/s，平均值为4.5×10-6cm/s，满足设计要求；
1.2、取芯观察，旋喷凝结体胶结强度较高，且第三系粉砂层段明显高于坝土段。
2.开挖检查
2.1、旋喷成桩径为1.25～1.4m；
2.2、旋喷各桩之间套接良好，厚度为40～55cm；
2.3、旋喷桩结构密实，水泥浆分散性好，与坝土胶结良好；
2.4、摆喷板墙厚为9～26cm，搭接处厚度为20～30cm，板墙连续完整。
3.巡视检查
3.1、坝下游田地内原来的出水点水量已明显减小或消失；
3.2、坝下游管理所水井内出水明显减小，水位下降；
3.3、安设于下游坝脚的量水堰测不到渗水，高喷板墙整体防渗效果较好。
六、经验总结
1.高喷灌浆较适合于粉砂层坝基防渗处理。粉砂层因其颗粒较细，常规帷幕灌浆时有如铺了一层厚厚的反滤，吃水不吃浆，难以形成防渗帷幕；
2.旋喷浆液应采用纯水泥浆，不宜采用混合浆液。由于旋喷冲切掺搅范围大，土层升扬置换率低，大部分被切割破坏土体将与水泥浆液混合凝固硬化，凝结体已具有良好塑性，无需再掺入粘土或膨润土；
3.坝土一般密实度较高，采用高压旋喷进行防渗处理，因旋喷切割土层作用弱，设计孔距不宜过大，以0.8～1.0m为宜；
4.旋喷与摆喷搭接宜采用先旋喷后摆喷，搭接效果较理想；
5.帷幕灌浆轴线布置于高喷轴线上游或下游均可，搭接效果影响甚微，具体应视场地条件而定。本工程设计两条轴线相距仅0.8m，为避免钻孔破坏防渗板墙，旋喷段帷幕灌浆孔应正对两旋喷孔之间，摆喷段因其采用折线搭接，帷幕灌浆孔则要求对齐摆喷孔。
6.某水库主坝左坝段采用高压摆喷灌浆，右坝段采用高压旋喷灌浆，下部基岩采用常规帷幕灌浆进行防渗处理，有效地截断了坝基粉细砂层渗漏。工程施工过程顺利，并收到了很好的防渗效果。
参考文献：
[1]尤立峰，王宗礼，尤立委，高喷灌浆技术及其影响因素分析，甘肃科技，2010.
[2]中华人民共和国电力行业标准. DL/T5200-2004，水电水利工程高压喷射灌浆技术规范，中国电力出版社，2004.