摘要:某工程水庫(kù)由于建設(shè)多年，維護(hù)保養(yǎng)不利，水庫(kù)壩體存在軟弱夾層及裂縫和深層隱蔽裂縫、塌坑等有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)，因此工程采用劈裂灌漿技術(shù)，解決了水庫(kù)壩體局部不穩(wěn)定的問題。文章介紹灌漿施工技術(shù)在水庫(kù)壩體施工過程遇到的一些問題和解決措施。
　　關(guān)鍵詞:劈裂灌漿施工 水庫(kù)加固 變形觀察
　　中圖分類號(hào):TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2011)03(a)-0106-01
　　1 工程概況
　　某水庫(kù)建成于1988年，土壩壩高32.5m，壩長(zhǎng)284m，集水面積42km2，庫(kù)容1023萬(wàn)m3，灌溉農(nóng)田1847hm2，并作為城市流沙的供水水源，并兼有發(fā)電效益。隨后，按照千年一遇的標(biāo)準(zhǔn)完善配套設(shè)施、加固大壩并完成加高土壩4m，使庫(kù)容增至1564萬(wàn)m3，效益更加顯著。
　　然而，由于水庫(kù)所處的峽谷山區(qū)，是省內(nèi)四大暴雨區(qū)之一，洪患無(wú)常，水庫(kù)未能發(fā)揮更大的攔蓄洪水作用。于是，在1994年水庫(kù)上游庫(kù)尾建成１座總庫(kù)容1843萬(wàn)m3的調(diào)節(jié)水庫(kù)，集水面積30.7hm2，大大減輕下庫(kù)的防洪壓力。該庫(kù)土壩最大壩高57m，成為區(qū)域水庫(kù)壩高之首，壩長(zhǎng)376m。這座水庫(kù)的主要功能是蓄洪治澇，錯(cuò)開下游水庫(kù)洪峰發(fā)電，尾水歸入下庫(kù)，使水資源得到充分綜合開發(fā)利用，補(bǔ)充了城市供水水源。
　　上庫(kù)大壩建成后，出現(xiàn)嚴(yán)重的滲漏和管涌病害，使上、下兩庫(kù)安全同時(shí)受到威脅。為了確保安全，一方面限制上庫(kù)蓄水量，一方面采取勘察和物理勘探的手段查明隱患，并對(duì)大壩進(jìn)行3次充填灌漿除險(xiǎn)加固處理。但未能解除大壩存在的隱患，險(xiǎn)情依然存在。對(duì)這樣一座帶病運(yùn)轉(zhuǎn)、未能發(fā)揮最大蓄水功能的水庫(kù)，經(jīng)水行政主管部門專家組鑒定，列入重點(diǎn)除險(xiǎn)加固的病險(xiǎn)工程基建項(xiàng)目。
　　2 工程施工
　　該水庫(kù)壩體劈裂灌漿加固工程自2001年4月15日開工至2001年9月25日完成主體工程施工，共完成軸線長(zhǎng)280m，4個(gè)分部，8個(gè)單元，42孔，鉆孔1287.7m，灌漿1287.7m，灌土1124.6m3，每延長(zhǎng)一米平均灌土0.92m3。
　　布孔：沿壩軸線上游0.3m單排布孔，孔徑6m。
　　鉆孔：采用新型地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，孔徑90mm，采取上部干鉆，下部加少量泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。
　　下注漿管：驗(yàn)孔合格后，下內(nèi)徑38mm注漿管，距孔底1m～3m，中部繞海帶，其上細(xì)土封孔。
　　造漿設(shè)備：采用WJG80-1攪灌機(jī)，該機(jī)具有高速攪漿、自動(dòng)篩漿、自動(dòng)拌漿、防沉淀儲(chǔ)漿及壓力灌漿的特點(diǎn)，可進(jìn)行全機(jī)自動(dòng)連續(xù)性攪灌作業(yè)。
　　灌漿：灌漿泵采用38mm無(wú)縫鋼管送漿，通過注漿管灌漿。
　　泥漿密度：每次灌漿稀漿開始，灌3min～5min后，濃度逐步加大，正常灌漿一般保持在1.5～1.6g/cm³范圍內(nèi)。
　　孔口壓力：由孔口壓力表顯示，灌漿時(shí)專人監(jiān)視，壓力過高時(shí)給于調(diào)節(jié)，正常灌漿控制在0.15MPa～0.25MPa，個(gè)別情況，允許壓力不超過0.4MPa。少灌多復(fù)，單孔灌漿次數(shù)5～9次，前3次灌土量占總數(shù)的52.5%，前5次灌土量占總灌土量85.6%。
　　劈裂灌漿要求“內(nèi)劈外不劈”，采取壩頂面晚劈、少劈，處理后縫寬未超過10mm。充分發(fā)揮泥漿的內(nèi)劈作用。
　　3 壩體細(xì)節(jié)施工情況
　　壩頂劈裂縫：大壩劈裂灌漿，壩頂出現(xiàn)劈裂縫是施工過程中的一個(gè)正?，F(xiàn)象，規(guī)范要求控制在30mm以內(nèi)。劈裂縫的出現(xiàn)說明壩體內(nèi)部已實(shí)現(xiàn)劈裂，并發(fā)展到壩頂，從直觀上反映了壩體內(nèi)形成的漿脈是豎直和連續(xù)的。該壩在灌漿期有8個(gè)孔出現(xiàn)劈裂縫，分布在0+098～0+200之間，多發(fā)生在灌漿的第4～6次?？p寬1mm～8mm，縫長(zhǎng)58.7m，9條縱縫有6條發(fā)生在鉆孔軸線下游側(cè)0.8m左右，壩軸線下游0.5m左右。
　　壩坡面漏漿：灌漿時(shí)壩坡面出現(xiàn)漏漿，也是劈裂灌漿的常見現(xiàn)象，說明壩體內(nèi)隱患、透水通道、水平縫隙、洞穴等被壓力漿液穿透，流出壩坡外，隱患被泥漿充填密實(shí)。該壩壩坡漏漿，迎水坡出現(xiàn)2次，分別在壩頂下6m，有4次在壩頂下8m，1次在壩頂下1m，發(fā)生漏漿的灌漿孔主要在岸壩坡段的鉆孔范圍內(nèi)，并且多數(shù)孔在灌第4次時(shí)出現(xiàn)，說明壩體下部已飽滿，壓力漿液已作用到壩體上部。所有漏漿部位均已務(wù)實(shí)，在下次灌漿時(shí)未發(fā)生漏漿。
　　帳幕孔串漿：全壩段壩基帳幕灌漿，已在3個(gè)月前結(jié)束，其套管和護(hù)壁仍在壩體內(nèi)，護(hù)壁管較短不到1m，兩管間存有間隙。由于劈裂孔和帳幕孔相距很近，當(dāng)劈裂灌漿時(shí)偶有泥漿從帳幕灌漿兩管空隙中冒出。同時(shí)會(huì)出現(xiàn)劈裂灌漿相鄰孔的串漿現(xiàn)象，說明兩孔在孔低已劈裂串通，帳幕已形成。
　　孔內(nèi)冒漿：孔口冒漿常發(fā)生在灌漿初期，影響整個(gè)灌漿的正常進(jìn)行。本次灌漿在灌第5～6次時(shí)，有數(shù)孔發(fā)生孔口冒漿，這主要是前次灌漿結(jié)束，提拔注漿管后，孔口重新封堵不嚴(yán)所致，經(jīng)過再次封堵未發(fā)生孔口冒漿現(xiàn)象。
　　4 壩體的施工變形監(jiān)測(cè)
　　觀測(cè)網(wǎng)的建立。系用四縱十橫的觀測(cè)網(wǎng)對(duì)壩體的水平和垂直位移進(jìn)行觀測(cè)。
　　觀測(cè)方法。水平位移觀測(cè)采用視準(zhǔn)線法，位移向下游設(shè)為“+”，向上游設(shè)為“—”，垂直位移采用高程法。下降為“+”，上升為“-”。
　　觀測(cè)樁。觀測(cè)樁為新埋的木樁，直徑12cm，長(zhǎng)80cm，共布6排，壩頂3排，上游壩肩2排，下游壩肩1排，下游壩坡3排，壩頂下5m處2排，壩頂下10m處1排，每排設(shè)10樁，樁距20m。
　　觀測(cè)結(jié)果。工程觀測(cè)從2001年4月17號(hào)開始，灌漿期間平均每7d觀測(cè)一次，歷時(shí)153d。在整個(gè)壩體灌漿施工期間，壩體穩(wěn)定，變形正常。以起始觀測(cè)到第5次和第10次相隔一個(gè)月，觀測(cè)值略有變化。壩頂3排，垂直位移呈緩慢沉陷趨勢(shì)，水平位移則始終無(wú)變化。壩肩3排在第5次觀測(cè)時(shí)，垂直位移有點(diǎn)沉陷，水平位移在外張，在后面的觀測(cè)時(shí)，又出現(xiàn)壩體回彈壓縮現(xiàn)象，其沉陷和外張均比前幾次的觀測(cè)有變化，坡肩的垂直位移由沉陷轉(zhuǎn)向上升，說明停灌后互壓作用發(fā)揮，并繼續(xù)緩慢的使壩體更加密實(shí)。
　　5 施工質(zhì)量控制于檢查
　　5.1 土工試驗(yàn)
　　試驗(yàn)所取土樣送樣測(cè)定，主要對(duì)土樣的物理性質(zhì)和滲透性進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果：土樣的密度在2.71～2.74g/cm³之間，一半以上為2.72g/cm³；土性的塑性含水量分別在26.5%～32.5%和17.6%～21.3%，塑性指數(shù)在9.0～13.5之間，土樣干密度在1.61～1.73g/cm³漿脈平均干密度1.68g/cm³，壓密實(shí)土平均干密度1.65g/cm³。灌漿前現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試不同深度的土樣，其干密度分別為1.55g/cm³和1.42g/cm³。
　　水平滲透系數(shù)是了解壩體質(zhì)量的基本依據(jù)之一，是反映壩體抗?jié)B性能的重要指標(biāo)。測(cè)試結(jié)果顯示，壩體水平滲透系數(shù)在8.92×10-6～2.78×10-7之間，漿脈水平滲透系數(shù)在5.13×10-6～2.78×10-7之間，壓實(shí)土水平滲透系數(shù)在8.92×10-6～9.45×10-7之間。從測(cè)試可以看出即便是最大值也是滿足壩體防滲入技術(shù)要求的。
　　6 結(jié)語(yǔ)
　　水庫(kù)加固施工中，通過壓力泥漿在鉆孔內(nèi)使壩體沿鉆孔軸線劈裂，并逐步發(fā)展到頂部，泥漿在劈裂縫中形成漿體帳幕，通過漿壩互壓，使?jié){體帳幕兩側(cè)壩體都得到壓實(shí)，壩內(nèi)縫縫隙軟弱夾層被充填密實(shí)，提高了水庫(kù)土壩整體質(zhì)量。水庫(kù)經(jīng)過加固處理后，現(xiàn)水庫(kù)正處于在高水位運(yùn)行，從水庫(kù)加固灌漿前后來看，灌漿前壩體存在的塌坑和滲流，塌坑消失，并且流量也小于灌漿前。通過對(duì)水庫(kù)壩體的加固施工后，消除了壩體內(nèi)隱患，提高了抗?jié)B能力和穩(wěn)定性，并取得了良好的防滲處理效果。