基础遇深层粉细沙层岩溶

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1、深层充填粉细沙层岩溶采用新三管中压浆往复高喷成墙施工技术中国水利水电第九工程有限公司刘启国【摘要】在大型水库基础处理施工中，不可避免的遇到深层岩溶处理问题，在深层岩溶中遇到粉细沙层时处理尤为困难，高水头水库防渗帷幕要确保渗流系数达到防渗标准，需要彻底解决帷幕线区域内的岩溶地质。四川武都水库基础处理难度为国内仅有，世界少有难度的基础处理工程，在底层廊道KS1沙层段采用常规帷幕灌浆施工时出现灌浆效果差，灌后无法成孔等现象，无法形成完整的帷幕墙，为解决这一重大技术难题，中国水利水电基础局有限公司、中国水利水电第

2、九工程局有限公司联合四川省设计院、国电贵阳勘测设计研究院及国内知名水电基础处理专家开展了技术创新，取得了深层粉细沙层岩溶基础处理国内首创、国际领先的新工艺，同时形成了全液压潜孔钻高精度造孔施工工艺，取代了长期以来地质回旋钻垂线孔造孔工艺。由于在深层全充填粉细沙层岩溶基础处理防渗效果显著，技术先进，工效较高，故有明显的社会效益和经济效益。【关键词】深层岩溶粉细沙层新三管中压浆往复喷1工程概况四川武都水库工程位于四川省江油市武都镇上游约4km，是涪江上一座具有防洪、灌溉、发电、供水、改善环境、旅游和水产养殖等

3、综合利用效益的龙头水库，水库总库容5.72亿m3，电站装机容量为3×50MW，枢纽主要建筑物有碾压混凝土重力坝和坝后式厂房等。水库坝址位于涪江武都河段上游约4km的摸银洞，坝型为碾压混凝土重力坝，坝顶高程660.34m，坝顶长度736.0m，最大坝高120.34m。在底层帷幕轴线上经专项探测发现分布有粉细沙层，桩号为底洞0+031.00～底洞0+051.00桩号、高程EL498～EL518区域，形状及厚度不规则，上下游范围不确定，在该部位下游排帷幕灌浆施工时出现灌后塌孔、孔口返细沙等现象，为检验该沙层段帷

4、幕灌浆效果，在该部位下游排帷幕轴线上布置临时检查孔，检查孔在砂层段不能成孔，常规水泥灌浆效果不明显。2010年4月2日，业主在组织召开了“武都水库底层帷幕灌浆深层岩溶处理施工与技术方案研讨会”并形成会议纪要，与会的专家达成一致意见，对该部位粉细沙层段防渗帷幕先采用高喷处理。2该技术特点（1）利用全液压潜孔钻机加扶正器造孔替代地质回旋钻机垂线孔造孔工艺，工效提高10倍以上，并能以较高工效穿越深层粉细沙层岩溶，并能将部分粉细沙吸出孔外，降低了沙层的密实度，造孔精度也远高于地质回旋钻垂线孔造孔精度。（2）采用新

5、三管法中压浆往复喷施工工艺巧妙的解决了以往施工中的高喷成孔难、水浆喷嘴易堵、水压单一切割半径小、浆液浓度低等问题。（3）该施工工法工效高、工程质量较易保证。3工艺原理采用全液压潜孔钻机加扶正器造孔穿过粉细沙层岩溶，利用高喷机将三重喷管下至岩溶沙层顶部，用高压水（大于35MPa）、中压浆（大于15MPa）、中压风（大于0.8MPa）从顶部旋转切割沙层下喷，喷至穿过沙层进入基岩50cm，到达底部后，待孔口返浆达到设计标准后开始旋转切割上喷，转速与提升或下降速度根据沙层的密实度确定，利用高压水和中压浓浆结合风压

6、保护水击和排气，将粉细沙与水泥浆液结合在一起，形成密实帷幕防渗墙体。4施工工艺流程及操作要点4.1施工工艺流程施工准备全液压潜孔钻机造孔施工新三管中压浆下降喷射新三管中压浆提升喷射置换封孔检查孔施工。4.2操作要点4.2.1全液压潜孔钻造孔施工造孔孔径及施工工艺根据岩石条件、岩溶埋深、粉细沙层厚度等因素确定，可采用全液压潜孔钻偏心正循环带钢套段钻进和直冲反循环抽沙钻进，对深层岩溶沙层一般较密实，沙层较薄，一般为5m~20m厚，因为沙层埋深较深，在施工中较易采用直冲反循环抽沙钻进，穿过沙层进入基岩0.5m，

7、（直冲正循环钻孔施工工艺流程参见图1，直冲反循环成孔钻孔成孔示意图参见图2，以下为施工中的具体要求及注意事项和施工方法：图1直冲反循环钻孔施工工艺流程图图2直冲反循环钻孔成孔示意图1、施工要求及注意事项1）严格控制钻机开孔精度，为方便钻机就位和锚固，混凝土盖板上沿高喷轴线铺设两榀工字钢，每榀工字钢的长度与高喷轴线长度一致，用水准仪对工字钢进行校平后固定。2）根据施工控制点，利用全站仪现场测量放孔，将要钻进的高喷孔的孔位测放点，高喷孔孔位与设计孔位的偏差不大于2cm；钻机就位后，用地锚钢筋将钻机固定在工字钢

8、上，校正钻机立轴，进行钻孔施工，孔口导向管需高出混凝土盖板20cm，防止钻孔中流出的细沙倒灌。3）钻进过程中每1.5米加一个孔斜扶正器，确保钻孔精度，同时及时用高精度测斜仪进行孔斜测量。如发现孔斜超过设计标准孔斜，立即停止钻进，进行纠偏或将原孔回填后重新开孔，该造孔工艺孔斜保证率较高，一般情况下不会出现孔斜偏大。4）钻孔到达沙层顶部后立即起用反循环钻程序钻进，将孔壁部分细沙抽出孔外，作用有两个方面，一方面可有效阻止细沙封堵潜孔