1· 工程概况
1.1 工程位置和主要技术指标
魏楼水库位于驻马店市遂平县嵖岈山乡魏楼村，奎旺河支流南石羊河上游，控制流域面积8.20 km2，总库容440 万m3。是一座始建于50 年代初的小型水库,由于年久失修,改建前几乎丧失了水库的基本功能。2010 年起,国家为改变遂平西部山区的抗旱、防洪、调节水位的综合功能，重新投资数百万人民币，对水库进行扩容加固。魏楼水库水库除险加固后是一座以防洪、灌溉为主，结合供水、发电、养殖、旅游等综合利用为一体的小（1）型水库。防洪标准达到50 年一遇洪水设计，500 年一遇洪水校核，水库兴利水位142.75 m，相应库容280 万m3，死水位为129.30 m，死库容10 万m3，设计洪水位145.38 m，相应库容386 万m3，校核洪水位146.18m，相应库容423 万m3，工程规模属小（1）型水库，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4 级，次要建筑物级别为5 级，临时建筑物为5 级。该水库运行50 多年来，工程效益得到充分发挥，在防汛除涝、发电、供水、养殖、灌溉、促进当地经济社会发展等方面发挥重要作用。
1.2 工程布置
水库工程包括大坝、溢洪道、输水洞等。大坝东西向，均质土坝，坝长460 m；溢洪道位于河槽左岸山坡处，紧靠大坝，由引水渠段及控制段、陡坡段及消能段组成，进口底部高程142.75 m，底宽22.00 m；输水洞位于0+255 m 桩号处，钢筋混凝土箱涵，设有进口控制闸，闸门为平面钢闸门。
1.3 工程建设内容
一是大坝维修加固工程：大坝上游坝坡放缓工程、大坝高压摆喷灌浆防渗处理工程、坝顶泥结碎石路面、防浪墙工程、上游坝坡修复工程、白蚁防治、下游贴坡排水工程、下游排水沟及踏步、戗台道路、下游草皮护坡工程等。二是输水洞工程：拆除重建输水洞进出口及闸室，结合大坝上游放缓加固、下游戗台。三是溢洪道工程：溢洪道渠底硬化、整修护砌两岸边坡、增设下游消能设施、溢洪道道路等。四是其他工程：包括管理房屋基相关设施、防汛道路、观测设施及金属结构及设备安装。
1.4 完成的主要工程量
该工程已按设计及合同内容全部完成，完成的主要工程量为：钻机钻灌浆孔:5251 m；高压摆喷灌浆：2119 m；石方开挖3471 m3、土方开挖33011 m3；土方回填61270 m3；浆砌石2369 m3；反滤料4233 m3；干砌石5064 m3。混凝土1757 m3。白蚁治理2500 m2；混凝土路面4263 m2；房屋建筑152.76 m2；泥结碎石防汛路1200 m2；闸门及启闭机安装2 台套。
1.5 工程投资及主要目标完成情况
工程核定合同金额为760 多万元整人民币。工程于2011 年3 月22 日开工，2011 年12 月21 日完工，质量等级全部合格，施工过程无发生任何事故。
2 ·大坝高压摆喷灌浆防渗处理
2.1 设计基本要求
为解决大坝渗漏问题，按设计要求在主河槽段大坝桩号0+058 ～0+255 m 之间坝基及砂卵石层采取高压摆喷设计方案，坝顶高程146.50 m，灌浆孔上端高程为126.30 m，下端至坝基线以下2 m，其中在输水洞洞身左右个5 m 范围内灌浆深度为坝顶至坝基线以下2 m。根据魏楼水库情况，在大坝沿坝顶中心线方向布一排防渗灌浆剖面，孔间距1.30 m，单排布孔。采用3 序孔施工。先施工1 序孔，再施工2 序孔，最后施工3 序孔，相邻两孔施工时间相隔≥3 d，选用3 重管高压摆喷灌浆方法，防渗墙体以折线相接，折线与轴线夹角1200，摆角300，3 序相间灌浆。防渗墙体有效厚度在紧靠喷射管两侧的混凝土宽约0.10～0.30 m，造孔的孔斜率要求<0.80％。灌浆材料为水泥浆，水泥强度等级为PO42.5 水泥，浆液水灰比1：1.10 为宜，比重1.60 g/cm3。
2.2 施工工艺及主要施工设备
高压摆喷灌浆施工工序为：布孔、钻孔、制浆、高压灌浆、静压回灌。主要施工设备有：钻机、高喷台车、制浆机、高压水泵、空压机、灌浆泵。
2.2.1 布孔
按设计要求的钻孔位置布置在坝顶轴中心线方向，孔距1.30 m。
2.2.2 钻机钻孔
钻孔用地质钻机进行钻孔施工，采用130 mm 合金钻具，泥浆护壁的方法进行施工。钻机就位后，校平并稳固钻机，保证钻孔施工中，钻机不移动，不倾斜，并对准孔位，保证实际孔位与设计孔位偏差≤50 mm，钻孔过程中应经常检查钻机的水平度，以保证钻孔的垂直度在0.80%以内。钻机钻至设计孔深后应超钻20 cm，并冲洗钻孔，以保证高喷施工中高喷管下到设计位置。完成后钻机向前移动3.90 m 进行下一孔施工。当1 序孔施工完成时返回，进行2 序孔施工任务，3 序孔最后进行施工。
2.2.3 浆液配制
高喷灌浆采用纯水泥浆，本次设计水泥为PO42.5 级普通硅酸盐水泥，灌浆用水符合饮用水要求。水泥浆液采用高速搅拌机制浆时间≥2 min，且用筛网过滤并在比重检测合格后才能送入孔内，水灰比比重误差≤±0.10；浆液自制备到用完时间应<4 h。
2.2.4 高喷灌浆
一是下高喷管前，应进行地面试喷，以检查机械及管路的运行情况，下入或拆卸高喷管时，应采取措施防止喷嘴堵塞；二是当高喷管下至设计深度后，应调准喷射方向和摆动角度，并按规定的施工工艺参数进行原位喷射，待浆液返出孔口，情况正常后方可开始提升喷射。高喷灌浆宜全孔自下而上连续作业，需中途拆卸喷射管时，搭接段应进行复喷，复喷长度≥0.20 m。
2.3 施工出现的问题及采取的措施
按照试验段效果采取最优参数，由于坝顶宽度限制在施工中为了减少设备来回移动次数，以30 m 为一段先进行1 序孔施工布孔- 钻机钻孔- 浆液配制- 高压喷射灌浆，施工正常。2 序施工钻孔正常，高压灌浆开始出现串孔、漏浆、冒浆现象，随着2序高压灌浆的向前推进在坝顶沿布孔轴线方向出现一道纵向裂缝最宽处有5 cm，发现问题后及时停下来分析原因，在坝顶裂缝最严重处人工向下开挖3 m，发现裂缝是沿坝轴线纵向贯通的，且水泥浆整个充满。监理人员把发现的问题及时报告建设单位，与设计部门沟通。在监理单位组织下建设单位、施工单位、设计单位各位专家共同协商解决防渗灌浆过程中问题，经过反复论证综合分析达成一致意见，并形成会议纪要，内容如下：一是由于本水库大坝初期建设时间交久且已经加固多次，具体情况等慢慢观察；二是施工单位施工段长度加大，延长水泥浆固结时间；三是改变施工工艺并对参数作适当调整，比如灌浆压力适当调小，延长施工坝段长度等措施。
通过把施工段长度30 m 延长至80 m，灌浆压力由0.80 MPa调小至0.70 MPa，必要时还可以调小。灌浆时间适当减少，坝顶沿轴线出现纵向裂缝的现象有所缓解，经过与施工单位协商，在目前各项条件不变的情况下，增大灌浆孔距，等到刚出现裂缝时立即停灌，换下一孔采用多次复灌方法基本解决了上述问题。
3· 防渗效果检查
魏楼水库除险加固工程于2011 年3 月1 日开工建设，2011年8 月5 日开始对土坝采用高压摆喷灌浆技术进行处理，2011年9 月6 日大坝防渗灌浆施工完成。2011 年12 月14 日具有甲级资质的工程质量检测机构到现场对魏楼水库大坝防渗工程进行检测。一是高压摆喷防渗墙墙体渗透系数检测：主要检测工具是秒表、电测水位计，通过现场钻孔注水试验检测，土坝墙体两个部位的渗透系数均满足设计要求；二是高压防渗墙墙体均匀连续性检测：主要检测工具是俄罗斯OKO-2 地质雷达，通过现场地质雷达检测，所检部位墙体基本连续、高压摆喷灌浆位置墙体基本密实。
4 ·防渗灌浆施工中的建议
4.1 先导孔
施工前沿坝体灌浆轴线方向每30 m 左右布置一个先导孔，利用先导孔采取芯样，可摸清各坝段坝体土质类别、地层变化、漏浆程度、基岩深度等情况；应多与地质钻探部门联系把具体地质情况搞清楚。
4.2 高压摆喷灌浆常见问题
当出现串孔、漏浆、冒浆、塌孔、裂缝等时应沉着应对，积极采取增大泥浆护壁、加大泥浆稠度、压重、降低灌浆压力、多次复灌等措施。
4.3 适时调整施工工艺
魏楼水库始建于1958 年大跃进期间，由群众队伍进行施工，工程质量相对较差，虽然经过几次维修加固，由于是山区缺少符合防渗要求的土料，坝体情况复杂，又没有可靠的施工资料备查，针对出现的问题应积极应对，在保证质量的前提下，通过改变施工工艺、灵活调整各项参数达到施工质量效果。
4.4 做好前期准备工作
如勘察设计单位应把地质条件摸清楚以便设计图纸合理，施工中减少变更，确保工程按期完成。
4.5 后期管理
加强后期工程管理工作，管理单位应加强管理与维护工作，有必要时进行复灌，以便充分发挥工程效益。
5· 结语
高压摆喷灌浆技术在魏楼水库除险加固工程中得到了很好的应用，它具有工程造价适中、防渗效果良好、施工条件要求低等优点，随着这项技术逐步成熟，必将在更多的防渗工程中推广和使用。
1.1 工程位置和主要技术指标
魏楼水库位于驻马店市遂平县嵖岈山乡魏楼村，奎旺河支流南石羊河上游，控制流域面积8.20 km2，总库容440 万m3。是一座始建于50 年代初的小型水库,由于年久失修,改建前几乎丧失了水库的基本功能。2010 年起,国家为改变遂平西部山区的抗旱、防洪、调节水位的综合功能，重新投资数百万人民币，对水库进行扩容加固。魏楼水库水库除险加固后是一座以防洪、灌溉为主，结合供水、发电、养殖、旅游等综合利用为一体的小（1）型水库。防洪标准达到50 年一遇洪水设计，500 年一遇洪水校核，水库兴利水位142.75 m，相应库容280 万m3，死水位为129.30 m，死库容10 万m3，设计洪水位145.38 m，相应库容386 万m3，校核洪水位146.18m，相应库容423 万m3，工程规模属小（1）型水库，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4 级，次要建筑物级别为5 级，临时建筑物为5 级。该水库运行50 多年来，工程效益得到充分发挥，在防汛除涝、发电、供水、养殖、灌溉、促进当地经济社会发展等方面发挥重要作用。
1.2 工程布置
水库工程包括大坝、溢洪道、输水洞等。大坝东西向，均质土坝，坝长460 m；溢洪道位于河槽左岸山坡处，紧靠大坝，由引水渠段及控制段、陡坡段及消能段组成，进口底部高程142.75 m，底宽22.00 m；输水洞位于0+255 m 桩号处，钢筋混凝土箱涵，设有进口控制闸，闸门为平面钢闸门。
1.3 工程建设内容
一是大坝维修加固工程：大坝上游坝坡放缓工程、大坝高压摆喷灌浆防渗处理工程、坝顶泥结碎石路面、防浪墙工程、上游坝坡修复工程、白蚁防治、下游贴坡排水工程、下游排水沟及踏步、戗台道路、下游草皮护坡工程等。二是输水洞工程：拆除重建输水洞进出口及闸室，结合大坝上游放缓加固、下游戗台。三是溢洪道工程：溢洪道渠底硬化、整修护砌两岸边坡、增设下游消能设施、溢洪道道路等。四是其他工程：包括管理房屋基相关设施、防汛道路、观测设施及金属结构及设备安装。
1.4 完成的主要工程量
该工程已按设计及合同内容全部完成，完成的主要工程量为：钻机钻灌浆孔:5251 m；高压摆喷灌浆：2119 m；石方开挖3471 m3、土方开挖33011 m3；土方回填61270 m3；浆砌石2369 m3；反滤料4233 m3；干砌石5064 m3。混凝土1757 m3。白蚁治理2500 m2；混凝土路面4263 m2；房屋建筑152.76 m2；泥结碎石防汛路1200 m2；闸门及启闭机安装2 台套。
1.5 工程投资及主要目标完成情况
工程核定合同金额为760 多万元整人民币。工程于2011 年3 月22 日开工，2011 年12 月21 日完工，质量等级全部合格，施工过程无发生任何事故。
2 ·大坝高压摆喷灌浆防渗处理
2.1 设计基本要求
为解决大坝渗漏问题，按设计要求在主河槽段大坝桩号0+058 ～0+255 m 之间坝基及砂卵石层采取高压摆喷设计方案，坝顶高程146.50 m，灌浆孔上端高程为126.30 m，下端至坝基线以下2 m，其中在输水洞洞身左右个5 m 范围内灌浆深度为坝顶至坝基线以下2 m。根据魏楼水库情况，在大坝沿坝顶中心线方向布一排防渗灌浆剖面，孔间距1.30 m，单排布孔。采用3 序孔施工。先施工1 序孔，再施工2 序孔，最后施工3 序孔，相邻两孔施工时间相隔≥3 d，选用3 重管高压摆喷灌浆方法，防渗墙体以折线相接，折线与轴线夹角1200，摆角300，3 序相间灌浆。防渗墙体有效厚度在紧靠喷射管两侧的混凝土宽约0.10～0.30 m，造孔的孔斜率要求<0.80％。灌浆材料为水泥浆，水泥强度等级为PO42.5 水泥，浆液水灰比1：1.10 为宜，比重1.60 g/cm3。
2.2 施工工艺及主要施工设备
高压摆喷灌浆施工工序为：布孔、钻孔、制浆、高压灌浆、静压回灌。主要施工设备有：钻机、高喷台车、制浆机、高压水泵、空压机、灌浆泵。
2.2.1 布孔
按设计要求的钻孔位置布置在坝顶轴中心线方向，孔距1.30 m。
2.2.2 钻机钻孔
钻孔用地质钻机进行钻孔施工，采用130 mm 合金钻具，泥浆护壁的方法进行施工。钻机就位后，校平并稳固钻机，保证钻孔施工中，钻机不移动，不倾斜，并对准孔位，保证实际孔位与设计孔位偏差≤50 mm，钻孔过程中应经常检查钻机的水平度，以保证钻孔的垂直度在0.80%以内。钻机钻至设计孔深后应超钻20 cm，并冲洗钻孔，以保证高喷施工中高喷管下到设计位置。完成后钻机向前移动3.90 m 进行下一孔施工。当1 序孔施工完成时返回，进行2 序孔施工任务，3 序孔最后进行施工。
2.2.3 浆液配制
高喷灌浆采用纯水泥浆，本次设计水泥为PO42.5 级普通硅酸盐水泥，灌浆用水符合饮用水要求。水泥浆液采用高速搅拌机制浆时间≥2 min，且用筛网过滤并在比重检测合格后才能送入孔内，水灰比比重误差≤±0.10；浆液自制备到用完时间应<4 h。
2.2.4 高喷灌浆
一是下高喷管前，应进行地面试喷，以检查机械及管路的运行情况，下入或拆卸高喷管时，应采取措施防止喷嘴堵塞；二是当高喷管下至设计深度后，应调准喷射方向和摆动角度，并按规定的施工工艺参数进行原位喷射，待浆液返出孔口，情况正常后方可开始提升喷射。高喷灌浆宜全孔自下而上连续作业，需中途拆卸喷射管时，搭接段应进行复喷，复喷长度≥0.20 m。
2.3 施工出现的问题及采取的措施
按照试验段效果采取最优参数，由于坝顶宽度限制在施工中为了减少设备来回移动次数，以30 m 为一段先进行1 序孔施工布孔- 钻机钻孔- 浆液配制- 高压喷射灌浆，施工正常。2 序施工钻孔正常，高压灌浆开始出现串孔、漏浆、冒浆现象，随着2序高压灌浆的向前推进在坝顶沿布孔轴线方向出现一道纵向裂缝最宽处有5 cm，发现问题后及时停下来分析原因，在坝顶裂缝最严重处人工向下开挖3 m，发现裂缝是沿坝轴线纵向贯通的，且水泥浆整个充满。监理人员把发现的问题及时报告建设单位，与设计部门沟通。在监理单位组织下建设单位、施工单位、设计单位各位专家共同协商解决防渗灌浆过程中问题，经过反复论证综合分析达成一致意见，并形成会议纪要，内容如下：一是由于本水库大坝初期建设时间交久且已经加固多次，具体情况等慢慢观察；二是施工单位施工段长度加大，延长水泥浆固结时间；三是改变施工工艺并对参数作适当调整，比如灌浆压力适当调小，延长施工坝段长度等措施。
通过把施工段长度30 m 延长至80 m，灌浆压力由0.80 MPa调小至0.70 MPa，必要时还可以调小。灌浆时间适当减少，坝顶沿轴线出现纵向裂缝的现象有所缓解，经过与施工单位协商，在目前各项条件不变的情况下，增大灌浆孔距，等到刚出现裂缝时立即停灌，换下一孔采用多次复灌方法基本解决了上述问题。
3· 防渗效果检查
魏楼水库除险加固工程于2011 年3 月1 日开工建设，2011年8 月5 日开始对土坝采用高压摆喷灌浆技术进行处理，2011年9 月6 日大坝防渗灌浆施工完成。2011 年12 月14 日具有甲级资质的工程质量检测机构到现场对魏楼水库大坝防渗工程进行检测。一是高压摆喷防渗墙墙体渗透系数检测：主要检测工具是秒表、电测水位计，通过现场钻孔注水试验检测，土坝墙体两个部位的渗透系数均满足设计要求；二是高压防渗墙墙体均匀连续性检测：主要检测工具是俄罗斯OKO-2 地质雷达，通过现场地质雷达检测，所检部位墙体基本连续、高压摆喷灌浆位置墙体基本密实。
4 ·防渗灌浆施工中的建议
4.1 先导孔
施工前沿坝体灌浆轴线方向每30 m 左右布置一个先导孔，利用先导孔采取芯样，可摸清各坝段坝体土质类别、地层变化、漏浆程度、基岩深度等情况；应多与地质钻探部门联系把具体地质情况搞清楚。
4.2 高压摆喷灌浆常见问题
当出现串孔、漏浆、冒浆、塌孔、裂缝等时应沉着应对，积极采取增大泥浆护壁、加大泥浆稠度、压重、降低灌浆压力、多次复灌等措施。
4.3 适时调整施工工艺
魏楼水库始建于1958 年大跃进期间，由群众队伍进行施工，工程质量相对较差，虽然经过几次维修加固，由于是山区缺少符合防渗要求的土料，坝体情况复杂，又没有可靠的施工资料备查，针对出现的问题应积极应对，在保证质量的前提下，通过改变施工工艺、灵活调整各项参数达到施工质量效果。
4.4 做好前期准备工作
如勘察设计单位应把地质条件摸清楚以便设计图纸合理，施工中减少变更，确保工程按期完成。
4.5 后期管理
加强后期工程管理工作，管理单位应加强管理与维护工作，有必要时进行复灌，以便充分发挥工程效益。
5· 结语
高压摆喷灌浆技术在魏楼水库除险加固工程中得到了很好的应用，它具有工程造价适中、防渗效果良好、施工条件要求低等优点，随着这项技术逐步成熟，必将在更多的防渗工程中推广和使用。