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摘要：许多水库鉴于当时的认识水平和施工能力的限制，对坝基或坝身没有专门的防渗处理措施或防渗处理措施不足，造成较严重的坝基或坝身渗漏问题，存在很大的安全隐患，沦为病险坝，极大地制约了水库的安全和效益发挥。本文结合工程施工案例，分析高压喷射注浆技术在水库防渗中的应用。
关键词：高压喷射注浆技术；水库；防渗
中图分类号：O521 文献标识码：A 文章编号：
病险坝防渗薄弱部位大多位于坝基，几十年来世界各国在土石坝坝基防渗加固处理方面，广泛采用灌浆法和混凝土防渗墙法。但常规灌浆施加不大的压力就会导致坝体开裂，对坝基地层灌浆，在一定压力下一般可灌性差，而一旦可灌，浆液又扩散较远，难以控制。如采用混凝土防渗墙加固，由于防渗加固时要保持水库的正常运行，需从坝顶穿过坝体至坝基造墙形成上下等厚的墙体，防渗墙开槽造孔还将导致地基应力“释放”和刚性混凝土墙于固结泥皮接触不良，变形适应能力差，成槽也较困难。而且有的墙体内会产生气泡，混凝上防渗墙与坝基基岩及防滲墙分序浇注块之间易出现薄弱带，削弱防渗效果，加之混凝土防渗墙造价较高，故应用受到限制。
高压喷射注浆形成防渗墙可由钻机钻孔至所需处理的薄弱部位，并通过高压射流的冲击搅拌，水泥浆在喷射范围内与地层中的土石颗粒掺混搅合后形成防渗凝结体，从而达到防渗加固的目的，对坝体的原结构影响较小。高压喷射注浆施工较简单，工程造价相对较低，采用高压喷射注浆进行病险坝防渗加固具育较明显的优越性，故得到广泛的应用。可见，进一步研究高压喷射注浆技术在病险坝防渗加固中的应用非常必要。
一、高压喷射注浆工程设计
某水库大坝为碾压式均质土坝，坝高58．5m，坝顶高程为85．50m，坝顶长为500m，宽为7m。大坝于2010年11月开工，2011年9月15日开始蓄水，同年9月26日发现坝脚漏水，12月13日库水位上升到56．40m时漏水量为5L/s。随着库水位的升高，坝后渗流量迅速增大，浸润线出逸点抬高，坝后出现大面积明流、洇湿，大坝处于危险状态．经分析研究决定，采用劈裂灌浆和高压喷射注浆相结合以形成新的防渗体系，使大坝在较短的时间内解决渗透稳定问题，确保大坝安全。
高喷板墙轴线布置在坝轴线下游0．6m处、两道劈裂灌浆帷幕之间。根据该坝基岩有几条小断层和部分裂隙漏水的情况，高喷板墙最小深入基岩为4．6m，最大深入基岩为7．2m，深入截水槽顶部坝体5m，穿过坝体平均钻孔深为66．1m，最小孔深为64．23m，最大孔深为77．5m，孔距为1．25m。自下而上，平均开喷深度为64m，最小开喷深度为63．2m，最大开喷深度为66m；平均终喷深度为45．5m，最小终喷深度为45．3m，最大终喷深度为46m，平均板墙高度为18．5m。采用摆喷形式，摆喷角为30°，沿高喷灌浆轴线成折线连接，高喷板墙结构平面图见下图。
高喷板墙和劈裂灌浆泥墙帷幕呈交叉形连接，允许最大钻孔孔斜率为0．5%，轴线一侧最大偏距为0．33m，要求最小交叉高喷半径为1．1m；轴线两侧最大偏距为0．66m，要求最小交叉高喷半径为1．45m。
二、高压喷射注浆施工
1．施工工艺流程
高压喷射注浆施工工艺流程见下图。
2．施工
工艺参数
高压喷射注浆施工工艺参数见表5～4。
3．钻孔
①布孔
布孔分两序，第一序孔距2．5m，第二序孔距1．25m，高喷轴线与坝轴线平行。
②钻孔
用150磨盘钻和300型液压钻孔机钻孔，为保证垂直度，300型液压钻不加压。
③孔斜控制
控制孔斜率小于0．5％，用测斜仪量测。最不利情况可能是相邻两孔垂直灌浆轴线反向倾斜0．5%，所要求的喷射半径长度可达1．45m，而试验的喷射半径最短的只有0.8m，最长的也只有1.1m。遇此情况或类似情况，对该两孔或其中的一孔需要纠偏，或调整喷射方向，加大喷射角，以达到喷射板墙相接为止。因为这种情况出现的概率很小，而且有弥补的办法，所以仍维持钻孔倾斜率小于0.5%。
钻孔架的垂直调整是保证钻孔垂直度的最基本措施，同时加高钻孔机架，加固上下两个控制点，保证两点一垂线。
④冲孔
由于该坝土料含砂量高，每完成一个钻孔，很快出现沉砂抱管，完成一个孔的高喷灌浆之后，拔管很困难。所以每完成一个钻孔之后，用原钻杆注入稠泥浆冲孔，直到冲完沉砂为止，然后下注浆喷射管。
⑤特殊情况的处理
钻孔过程中，在接触带附近发现有很多孔漏浆，说明该处有空隙或有漏水通道。因此，必须加大孔深，使孔深超过漏浆部位2m以下，以静压灌浆方式开始用稠泥浆封堵，直至灌满再进行高喷。高喷深度为漏浆部位以下2m。为堵塞漏洞，在漏浆部位采用旋喷方式以增大凝结体，充分堵塞漏洞。
4．高喷灌浆
为增大射程，采用水、气、浆三管喷射形式。
①制浆
使用合格的42．5级普通(或矿渣)硅酸盐水泥，浆液密度为1．60～1．709／cm³，一般孔采用纯水泥浆，发现有漏水或有水流动的地方，加0．5％～1．0％的水玻璃，以促进速凝。
②喷射灌浆
当喷射管下至设计深度后，送入符合要求的水、气、浆，待浆液冒出孔口后，按设计要求摆动提升，自下而上直到设计高度，然后停水、气、浆，提出喷射管。喷射过程要做好记录，严格按下列要求控制施工质量：
a、提升速度误差不超过±5mm/min；
b、摆动速度误差不超过±5r/min；
c、摆动角度误差不超过±3°；
d、喷射提升过程中，为了避免埋管和抱管等事故发生，接卸管应事先做好准备，用最短的时间完成；
e、喷射过程中因发生事故停喷，恢复喷射时要从停喷深度以下0．5m处开喷；
f、喷射过程中如孔内漏浆，要停止提升，直到不漏浆为止，再继续提升，对基岩漏浆、有大块石位覆和槽底接触时，采用不提升定喷的方法，时间一般规定为lOmin；
g、喷射过程中孔内严重漏浆或发现严重漏水通道，应使用事先准备好的水玻璃、细砂；
h、喷射过程中要固定摆喷方向桩，以便随时检查和防止摆喷方向位移。
③回灌
每孔喷射结束后，应用高喷灌浆的冒浆进行前一孔回灌，回灌直至孔口液面不再下降为止，并观测各孔的回灌时间和浆量，做好记录。
④封孔
网灌结束后，路面混凝土板以下用黏土充填夯实，混凝土板用混凝土浇注并抹平。
三、灌浆质量检测
接触带高喷灌浆完工后应对高喷灌浆防渗墙进行质量检查。检查孔取样位置由甲方指定，取样钻孔位置选在桩号0+175．5和桩号0+176．75两个高喷孔之间的桩号0+176．125处，在高喷灌浆施一工轴线下游，距轴线0．4m。
取样孔的位置选在两高喷灌浆孔的连接处，通过钻孔连续取样来检查高喷灌浆最薄弱处。钻孔取样设备采用XJ-150型钻机，钻具使用φ146mm岩芯管。孔深41m处遇到高喷防渗墙，钻到48m终止，坝体部位取样长5m，基岩取样长2m，共钻人墙体为7m，取出高喷灌浆水泥墙芯5．6m，采芯率为80％。由于机械作用，水泥墙芯在岩芯管内被扭断，取出最大芯长为0．5m。坝体水泥墙芯呈灰色，质纯；基岩水泥墙呈红灰色，水泥包裹大量未风化完全的岩块。取样结束后，孔内使用水泥黏土浆进行圈灌封孔。
对取出的水泥岩芯做室内物理力学性能试验，表明水泥墙芯凝结性好，基岩水泥墙芯强度大于坝体水泥墙芯强度，最小强度不小于3MPa，渗透系数不大于(1.9)×10-6cm／s。整个高喷灌浆工程质景是可靠的，检查各项技术指标均达到或超过设计指标。
四、结束语
从以上质量检测情况，且在工程完成之后至今，没有出现渗漏的情况，这说明高喷灌浆防渗处理效果十分理想，值得推广。
参考文献：
[1]周书宪，高压喷射注浆技术在水利工程中的应用[J]，城市建设理论研究，2012.
[2]陶深山，高压喷射注浆技术在水库防渗中的应用[J]，建筑与文化，2012.
关键词：高压喷射注浆技术；水库；防渗
中图分类号：O521 文献标识码：A 文章编号：
病险坝防渗薄弱部位大多位于坝基，几十年来世界各国在土石坝坝基防渗加固处理方面，广泛采用灌浆法和混凝土防渗墙法。但常规灌浆施加不大的压力就会导致坝体开裂，对坝基地层灌浆，在一定压力下一般可灌性差，而一旦可灌，浆液又扩散较远，难以控制。如采用混凝土防渗墙加固，由于防渗加固时要保持水库的正常运行，需从坝顶穿过坝体至坝基造墙形成上下等厚的墙体，防渗墙开槽造孔还将导致地基应力“释放”和刚性混凝土墙于固结泥皮接触不良，变形适应能力差，成槽也较困难。而且有的墙体内会产生气泡，混凝上防渗墙与坝基基岩及防滲墙分序浇注块之间易出现薄弱带，削弱防渗效果，加之混凝土防渗墙造价较高，故应用受到限制。
高压喷射注浆形成防渗墙可由钻机钻孔至所需处理的薄弱部位，并通过高压射流的冲击搅拌，水泥浆在喷射范围内与地层中的土石颗粒掺混搅合后形成防渗凝结体，从而达到防渗加固的目的，对坝体的原结构影响较小。高压喷射注浆施工较简单，工程造价相对较低，采用高压喷射注浆进行病险坝防渗加固具育较明显的优越性，故得到广泛的应用。可见，进一步研究高压喷射注浆技术在病险坝防渗加固中的应用非常必要。
一、高压喷射注浆工程设计
某水库大坝为碾压式均质土坝，坝高58．5m，坝顶高程为85．50m，坝顶长为500m，宽为7m。大坝于2010年11月开工，2011年9月15日开始蓄水，同年9月26日发现坝脚漏水，12月13日库水位上升到56．40m时漏水量为5L/s。随着库水位的升高，坝后渗流量迅速增大，浸润线出逸点抬高，坝后出现大面积明流、洇湿，大坝处于危险状态．经分析研究决定，采用劈裂灌浆和高压喷射注浆相结合以形成新的防渗体系，使大坝在较短的时间内解决渗透稳定问题，确保大坝安全。
高喷板墙轴线布置在坝轴线下游0．6m处、两道劈裂灌浆帷幕之间。根据该坝基岩有几条小断层和部分裂隙漏水的情况，高喷板墙最小深入基岩为4．6m，最大深入基岩为7．2m，深入截水槽顶部坝体5m，穿过坝体平均钻孔深为66．1m，最小孔深为64．23m，最大孔深为77．5m，孔距为1．25m。自下而上，平均开喷深度为64m，最小开喷深度为63．2m，最大开喷深度为66m；平均终喷深度为45．5m，最小终喷深度为45．3m，最大终喷深度为46m，平均板墙高度为18．5m。采用摆喷形式，摆喷角为30°，沿高喷灌浆轴线成折线连接，高喷板墙结构平面图见下图。
高喷板墙和劈裂灌浆泥墙帷幕呈交叉形连接，允许最大钻孔孔斜率为0．5%，轴线一侧最大偏距为0．33m，要求最小交叉高喷半径为1．1m；轴线两侧最大偏距为0．66m，要求最小交叉高喷半径为1．45m。
二、高压喷射注浆施工
1．施工工艺流程
高压喷射注浆施工工艺流程见下图。
2．施工
工艺参数
高压喷射注浆施工工艺参数见表5～4。
3．钻孔
①布孔
布孔分两序，第一序孔距2．5m，第二序孔距1．25m，高喷轴线与坝轴线平行。
②钻孔
用150磨盘钻和300型液压钻孔机钻孔，为保证垂直度，300型液压钻不加压。
③孔斜控制
控制孔斜率小于0．5％，用测斜仪量测。最不利情况可能是相邻两孔垂直灌浆轴线反向倾斜0．5%，所要求的喷射半径长度可达1．45m，而试验的喷射半径最短的只有0.8m，最长的也只有1.1m。遇此情况或类似情况，对该两孔或其中的一孔需要纠偏，或调整喷射方向，加大喷射角，以达到喷射板墙相接为止。因为这种情况出现的概率很小，而且有弥补的办法，所以仍维持钻孔倾斜率小于0.5%。
钻孔架的垂直调整是保证钻孔垂直度的最基本措施，同时加高钻孔机架，加固上下两个控制点，保证两点一垂线。
④冲孔
由于该坝土料含砂量高，每完成一个钻孔，很快出现沉砂抱管，完成一个孔的高喷灌浆之后，拔管很困难。所以每完成一个钻孔之后，用原钻杆注入稠泥浆冲孔，直到冲完沉砂为止，然后下注浆喷射管。
⑤特殊情况的处理
钻孔过程中，在接触带附近发现有很多孔漏浆，说明该处有空隙或有漏水通道。因此，必须加大孔深，使孔深超过漏浆部位2m以下，以静压灌浆方式开始用稠泥浆封堵，直至灌满再进行高喷。高喷深度为漏浆部位以下2m。为堵塞漏洞，在漏浆部位采用旋喷方式以增大凝结体，充分堵塞漏洞。
4．高喷灌浆
为增大射程，采用水、气、浆三管喷射形式。
①制浆
使用合格的42．5级普通(或矿渣)硅酸盐水泥，浆液密度为1．60～1．709／cm³，一般孔采用纯水泥浆，发现有漏水或有水流动的地方，加0．5％～1．0％的水玻璃，以促进速凝。
②喷射灌浆
当喷射管下至设计深度后，送入符合要求的水、气、浆，待浆液冒出孔口后，按设计要求摆动提升，自下而上直到设计高度，然后停水、气、浆，提出喷射管。喷射过程要做好记录，严格按下列要求控制施工质量：
a、提升速度误差不超过±5mm/min；
b、摆动速度误差不超过±5r/min；
c、摆动角度误差不超过±3°；
d、喷射提升过程中，为了避免埋管和抱管等事故发生，接卸管应事先做好准备，用最短的时间完成；
e、喷射过程中因发生事故停喷，恢复喷射时要从停喷深度以下0．5m处开喷；
f、喷射过程中如孔内漏浆，要停止提升，直到不漏浆为止，再继续提升，对基岩漏浆、有大块石位覆和槽底接触时，采用不提升定喷的方法，时间一般规定为lOmin；
g、喷射过程中孔内严重漏浆或发现严重漏水通道，应使用事先准备好的水玻璃、细砂；
h、喷射过程中要固定摆喷方向桩，以便随时检查和防止摆喷方向位移。
③回灌
每孔喷射结束后，应用高喷灌浆的冒浆进行前一孔回灌，回灌直至孔口液面不再下降为止，并观测各孔的回灌时间和浆量，做好记录。
④封孔
网灌结束后，路面混凝土板以下用黏土充填夯实，混凝土板用混凝土浇注并抹平。
三、灌浆质量检测
接触带高喷灌浆完工后应对高喷灌浆防渗墙进行质量检查。检查孔取样位置由甲方指定，取样钻孔位置选在桩号0+175．5和桩号0+176．75两个高喷孔之间的桩号0+176．125处，在高喷灌浆施一工轴线下游，距轴线0．4m。
取样孔的位置选在两高喷灌浆孔的连接处，通过钻孔连续取样来检查高喷灌浆最薄弱处。钻孔取样设备采用XJ-150型钻机，钻具使用φ146mm岩芯管。孔深41m处遇到高喷防渗墙，钻到48m终止，坝体部位取样长5m，基岩取样长2m，共钻人墙体为7m，取出高喷灌浆水泥墙芯5．6m，采芯率为80％。由于机械作用，水泥墙芯在岩芯管内被扭断，取出最大芯长为0．5m。坝体水泥墙芯呈灰色，质纯；基岩水泥墙呈红灰色，水泥包裹大量未风化完全的岩块。取样结束后，孔内使用水泥黏土浆进行圈灌封孔。
对取出的水泥岩芯做室内物理力学性能试验，表明水泥墙芯凝结性好，基岩水泥墙芯强度大于坝体水泥墙芯强度，最小强度不小于3MPa，渗透系数不大于(1.9)×10-6cm／s。整个高喷灌浆工程质景是可靠的，检查各项技术指标均达到或超过设计指标。
四、结束语
从以上质量检测情况，且在工程完成之后至今，没有出现渗漏的情况，这说明高喷灌浆防渗处理效果十分理想，值得推广。
参考文献：
[1]周书宪，高压喷射注浆技术在水利工程中的应用[J]，城市建设理论研究，2012.
[2]陶深山，高压喷射注浆技术在水库防渗中的应用[J]，建筑与文化，2012.