□林文平

一、工程概況

羅坑徑水庫位于廣東省博羅縣麻陂鎮(zhèn)境內(nèi)，距麻陂鎮(zhèn)7km，為小(1)型水庫，工程樞紐由主壩、副壩、溢洪道、灌溉涵管等組成。主壩為均質(zhì)土壩，其中最大壩高21.5m，壩頂長110m，水庫的任務(wù)以灌溉為主兼顧防洪、城鎮(zhèn)供水。

從施工期布設(shè)先導(dǎo)孔所探明的地質(zhì)勘查資料得知，主壩壩體填筑土多為含礫粘土，干密度在1.29～1.48g/cm3之間，孔隙比在0.847～1.136 之間，數(shù)值波動變化較大，說明壩體的填筑質(zhì)量不穩(wěn)定，絕大部分填筑土粘性較差，結(jié)構(gòu)較為松散，因此壩體的滲透系數(shù)較大，經(jīng)水庫管理單位觀測檢查，在高水位時，發(fā)現(xiàn)壩背坡表面濕潤、有滲水，個別部位出現(xiàn)“牛皮漲”現(xiàn)象，當(dāng)水庫水位稍高時，壩的滲透量加快，給水庫帶來安全隱患。經(jīng)過加固方案的論證比較，決定主壩壩身及壩基采用壩體劈裂灌注粘土漿進(jìn)行防滲處理的加固方法，以期達(dá)到壩體防滲的要求，確保水庫大壩的安全運行。

二、劈裂灌漿技術(shù)的機理

劈裂灌漿技術(shù)是一項處理病險堤壩的常用技術(shù)。其基本施工工藝是：沿壩軸線小應(yīng)力面布設(shè)灌漿孔，通過較高的灌漿壓力劈開壩體，由防滲漿液沿壩軸線構(gòu)成垂直連續(xù)的防滲帷幕，以解決壩體滲透穩(wěn)定問題，同時在反復(fù)劈裂—回彈過程中的漿壩互壓和析水濕陷固結(jié)，使灌漿軸線兩側(cè)一定范圍內(nèi)壩體土的密實度也得到提高。由于采用較高的灌漿壓力，漿液具有劈裂、穿透、充填、滲透等作用，凡是橫穿壩體的洞穴、裂縫、松散土層都被充填滲透、擠壓密實，形成以漿脈為主體，并有一定寬度的防滲帶，從而達(dá)到防滲加固的目的。

三、灌漿施工

在本工程施工中，主要是圍繞以下五方面技術(shù)要點來進(jìn)行實施，包括:灌漿布孔、施工設(shè)備選擇、灌漿壓力確定、漿液選擇與制作、灌漿過程控制以及特殊情況的處理。

(一)灌漿布孔及設(shè)備選擇

沿主壩軸線全線布孔，布置范圍：0+000～0+100樁號，最終孔距5m。為掌握壩體及地基的地質(zhì)情況，沿布孔線每隔40m布設(shè)一個先導(dǎo)孔，以確定灌漿孔底壩基巖和相對不透水層頂線高程。灌漿分三序進(jìn)行，第一序孔距為20m，第二序孔距為10m，第三序孔距加密為5m?？咨钽@至壩基下3m的相對不透水層(見圖1、圖2)。灌漿設(shè)備采用XL-100型鉆機1臺，WJG-80型攪漿機1臺，YSB-250/120型灌漿泵2臺，經(jīng)緯儀1臺，DS3水準(zhǔn)儀1臺，1000L儲漿罐2個。

(二)灌壓力的確定

灌漿壓力分為起始劈裂壓力、單孔灌漿最大壓力和屈服壓力，是在灌漿施工必須確定和嚴(yán)格控制的壓力。灌漿壓力受壩高、壩坡、壩體土料特性、壓實質(zhì)量、鉆孔深度以及實施灌漿的材料等因素影響。根據(jù)設(shè)計的要求和本工程已進(jìn)行的先導(dǎo)孔作劈裂灌注試驗，來確定起始劈裂壓力、單孔灌漿最大壓力、屈服壓力和初步估算注漿量，以指導(dǎo)工程的全過程灌漿施工。

本工程通過試灌實測起始劈裂壓力為0.13～0.19MPa，確定單孔灌漿最大壓力為0.23MPa，單孔灌漿最大壓力是灌漿時一定要控制不能超過的壓力。依據(jù)已有的經(jīng)驗和施工圖估算，一般壩體防滲帷幕厚度呈“上下薄，中間厚，兩端薄”的狀態(tài)，故擬定漿體厚度為5～10cm。

(三)灌漿材料的選擇與制作

劈裂灌漿制漿材料原則上使用純粘土漿，粘粒含量要適宜，相關(guān)的指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)范及設(shè)計的要求。本工程的取土料場經(jīng)試驗，其顆粒級配較合理，有機質(zhì)可溶鹽含量低，含砂量少，穩(wěn)定性好，膠體率較高，適于作劈裂灌漿制漿材料。

采用攪漿機濕法制漿，隨時測定泥漿的濃度，漿液稠度由專門人員用比重計進(jìn)行控制。泥漿濃度在灌漿初始時用稀漿，密度為1.2～1.3kg/cm3,待壩體被劈裂開后改用濃漿，正常灌注漿時濃度可達(dá)1.5～1.6 kg/cm3,封孔時濃度可達(dá)1.7 kg/cm3以上。土料經(jīng)浸泡、過篩，送入攪漿機攪拌，制出漿液后再經(jīng)過兩次孔目為5mm的篩子過濾后，貯入儲漿罐備用。

(四)灌漿過程的控制

灌漿采用孔底注漿全孔灌注法，施灌時按照：稀漿開路、濃漿灌注、分序施灌、先疏后密、少灌多復(fù)、控制漿量的原則進(jìn)行，實施時將注漿管下到離鉆孔底部0.5～1.0m處。其工藝流程按：開挖溝槽→鉆孔→制漿→灌漿→終灌→封孔。具體的施灌方法及工藝依據(jù)《土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行，在此就不一一闡述?，F(xiàn)主要介紹在施工過程中應(yīng)注意控制的要點：壓力、灌漿量、壩體的變形控制、復(fù)灌次數(shù)及間隔時間。

1、嚴(yán)格控制灌漿壓力。灌漿壓力根據(jù)上述試驗初定的大小按每階段控制，使用準(zhǔn)確可靠的壓力儀表和儀表旁的排漿閥控制孔口壓力，不得隨意施壓。每孔每次均有專人負(fù)責(zé)觀測記錄，從起始灌注至終灌均須按照預(yù)定的方案進(jìn)行，通過逐步提高壓力的方式，增加灌漿壓力，并按“內(nèi)劈外不劈”的原則加以把握，嚴(yán)禁一次劈裂很長的情況出現(xiàn)。

2、灌漿量的控制。在灌漿過程中盡量推遲壩頂出現(xiàn)裂縫的時間，采用控制灌漿泵流量等措施控制好每次的灌入量，否則壩體裂縫會逐漸擴大，同時壩體會產(chǎn)生壓縮和位移。制定好停灌標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)灌注時不吃漿、壩頂連續(xù)冒漿3次或孔口壓力達(dá)到0.23MPa時，立即停灌，再提升注漿管3.5m，繼續(xù)進(jìn)行灌注，如此反復(fù)，直至達(dá)到實際要求為止。每次灌漿量控制在5m3以內(nèi)。

3、壩體的變形控制。本工程重點控制壩體的橫向水平位移與豎向沉陷，在壩軸線方向每隔20m設(shè)置一組木樁觀測標(biāo)點，每組分壩頂、上下游壩肩、背水坡各一個觀測標(biāo)點，利用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等測量儀器在灌漿期間，每天觀測2次，非灌漿期間，每5天觀測1次，觀測壩體的橫向、豎向的位移情況，同時觀測局部位置的沉陷等其他情況，做好觀測記錄，以判斷壩體的位移是否在規(guī)范的范圍內(nèi)，以便制定對策。

4、復(fù)灌次數(shù)及間隔時間。按規(guī)范每孔必須復(fù)灌至少5次以上，第一序孔吸漿量較大，復(fù)灌次數(shù)也相應(yīng)多些。按現(xiàn)場的實測，基本每孔復(fù)灌6～8次。第二序孔主要起到均勻帷幕的作用，復(fù)灌次數(shù)可少些，一般為4～5次。第三序孔主要是起到加密、充實帷幕的作用，復(fù)灌次數(shù)3次。在靠近壩肩兩邊段，因鉆孔深度較淺，三個序段的復(fù)灌次數(shù)也相應(yīng)減少?？傊?，依據(jù)現(xiàn)場的實際吸漿量、壩體的變化情況，可適當(dāng)調(diào)整復(fù)灌次數(shù)。

復(fù)灌的間隔時間，采用的控制原則是“灌漿量大，間隔時間長；灌漿量小，間隔時間短”。待前一次灌入的泥漿基本固結(jié)后，再進(jìn)行復(fù)灌。本工程的復(fù)灌時間最短3天，最長22天。

四、灌漿的效果

羅坑徑水庫主壩壩體經(jīng)劈裂灌漿加固后，原壩體濕潤、滲水及牛皮漲的現(xiàn)象被解除；在正常蓄水位的條件下，檢查壩后埋設(shè)的測壓管，其下游坡水位比灌漿前明顯降低；經(jīng)檢查孔注水試驗，其指標(biāo)均能滿足設(shè)計與規(guī)范的要求；測量壩橫斷面面積均比灌漿前略有縮小，說明壩體干密度有一定的提高。

五、結(jié)語

在小型水庫土壩壩體防滲加固中，劈裂灌漿技術(shù)具有造價低、質(zhì)量好、易于操作的特點，經(jīng)過實施可以解決土壩滲漏的問題，提高壩體的密實度，增強水庫大壩的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，使得水庫能正常蓄水，安全運行。實踐證明，劈裂灌漿技術(shù)是一項很有應(yīng)用價值的工程技術(shù)，是可行的，值得推廣。