田 強(qiáng)

(貴州省思南縣水務(wù)局板橋鎮(zhèn)水務(wù)站，貴州 思南565100)

在大壩除險(xiǎn)加固中，帷幕灌漿技術(shù)是一項(xiàng)常用到的施工技術(shù)，其自20世紀(jì)以來，一直是水工建筑物地基防滲處理的主要手段。帷幕灌漿技術(shù)主要是通過預(yù)先在設(shè)計(jì)位置上進(jìn)行成孔、清孔等一些列工作后，進(jìn)而進(jìn)行行止水和壓水實(shí)驗(yàn)，最后進(jìn)行配漿灌注，以便更好的達(dá)到工程設(shè)計(jì)預(yù)定的目的。其施工質(zhì)量直接關(guān)系到大壩的防漏防滲質(zhì)量。

1 工程概況

桃坪水庫位于思南縣長壩鄉(xiāng)楓香坨村，該水庫大壩為均質(zhì)土壩。壩頂高程687.00 m，最大壩高12.3 m，現(xiàn)有壩頂寬約3.0 m，大壩中部壩體垮塌，壩頂寬度約20 cm，壩頂長72 m;上游壩坡坡比為1:1.86，迎水面為塊石護(hù)坡，經(jīng)多年風(fēng)浪掏蝕損毀嚴(yán)重，壩面雜草叢生，下部壩體填筑土料直接裸露在外，坡面不平整;下游設(shè)一級(jí)馬道，馬道高程680.00 m，馬道以上壩坡坡比為1:2.55，以下坡比1:1.79，下游坡面為植草護(hù)坡，壩面不平整，中部壩體垮塌;下游壩腳為墻式排水設(shè)施，排水棱體高1.2 m，排水已棱體失效。

2 水庫大壩安全評(píng)價(jià)

大壩為均質(zhì)土壩，壩體寬厚。壩體土為中壓縮性低液限粘土，含較多強(qiáng)風(fēng)化巖碎片，總體壓實(shí)較差，上下游壩坡塊石護(hù)坡破損嚴(yán)重，局部有沉降、變形現(xiàn)象。庫區(qū)出露地層為二疊系上統(tǒng)吳家坪組、長興組(P2W·C)，巖性:灰至深灰色中厚層至塊狀石灰?guī)r，夾泥巖和頁巖，庫區(qū)獨(dú)特的地理位置，庫區(qū)為一小盆地，周邊地勢(shì)較高，兩岸無單薄地形及低于校核洪水位的低鄰谷分布，壩體、壩體與壩基接觸帶存在滲漏。

3 壩基防滲帷幕灌漿設(shè)計(jì)

3.1 施工次序

帷幕施工按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ孔序的順序，逐漸加密的原則，第一序孔孔距8 m，二、三序孔依次中間內(nèi)插分三序進(jìn)行，孔距為4 m、2 m。在施工前應(yīng)選取相隔較遠(yuǎn)具有代表性的部位進(jìn)行試驗(yàn)灌漿，驗(yàn)證灌漿技術(shù)要求適合合適，取得經(jīng)驗(yàn)，而后全面展開施工。

3.2 灌漿材料

本工程灌漿材料采用普通硅酸鹽水泥，水泥的強(qiáng)度等級(jí)不得低于P·O32.5。灌漿施工中若遇到特殊情況，可在水泥漿中摻加速凝劑、粉煤灰或細(xì)砂，。摻用粉煤灰的品質(zhì)指標(biāo)應(yīng)符合DL/T5055的要求。所摻細(xì)砂的SO3含量不得大于1%(以重量計(jì))，含泥量不得大于3%，有機(jī)質(zhì)含量不得大于3%。

3.3 鉆孔

灌漿鉆孔應(yīng)按設(shè)計(jì)圖進(jìn)行，鉆孔位置與設(shè)計(jì)孔位偏差不大于10 cm;因固變更孔位時(shí)，應(yīng)征得設(shè)計(jì)同意，實(shí)際孔位應(yīng)有記錄?？咨顟?yīng)符合設(shè)計(jì)要求，每段結(jié)束后，孔底殘留巖心和沉淀不應(yīng)超過20 cm。固結(jié)灌漿和帷幕灌漿孔，其孔底的偏差值不得大于表1中的規(guī)定。鉆孔過程中應(yīng)對(duì)巖層、巖性變化及孔內(nèi)發(fā)生的各種異常情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。

表1 鉆孔孔底最大允許偏差值

3.4 洗孔及壓水試驗(yàn)

先導(dǎo)孔應(yīng)自上而下分段進(jìn)行壓水試驗(yàn)，壓水試驗(yàn)應(yīng)在裂隙沖洗后進(jìn)行，用以了解巖體內(nèi)裂隙發(fā)育情況，為灌漿提供帷幕深度、水泥用量及水灰比的選擇，并與已灌的各孔進(jìn)行綜合分析，及時(shí)總結(jié)，提高施工工藝。壓水試驗(yàn)壓力采用灌漿壓力0.3 Mpa，試段長度不小于5.00 m。

3.5 灌漿

采用自上而下分段灌漿法，根據(jù)本工程實(shí)際情況和工程類比，壩體可控制在0.3 Mpa，接觸帶壓力建議可控制在0.3～0.5 Mpa，并以不引起壩體變形為原則，基巖段灌漿壓力建議控制在0.5～1.0 Mpa。各孔的灌漿壓力，應(yīng)在先導(dǎo)孔灌漿試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在灌漿施工過程中可作適當(dāng)調(diào)整。

3.6 灌漿質(zhì)量檢查

帷幕灌漿質(zhì)量檢查以檢查孔的壓水試驗(yàn)成果為主，結(jié)合竣工資料和測(cè)試成果的分析綜合評(píng)定。檢查標(biāo)準(zhǔn)為:巖石透水率q≤5 Lu。檢查孔沿帷幕中心線布置，具體位置根據(jù)灌漿資料分析而定，為巖體破碎、構(gòu)造發(fā)育部位，以及鉆孔偏斜過大、注入量過大、吸漿量相互矛盾的孔或變漿不當(dāng)，或突增突減乃至突然不吸漿的孔，冒漿、漏漿較嚴(yán)重的孔段附近，同時(shí)起到補(bǔ)強(qiáng)和檢查的目的，其進(jìn)尺按灌漿孔進(jìn)尺的10%計(jì)。檢查孔壓水試驗(yàn)應(yīng)在該部位灌漿結(jié)束14 d后進(jìn)行。壓水試驗(yàn)采用自上而下分段卡塞進(jìn)行，壓水試驗(yàn)方法按現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。壓水試驗(yàn)結(jié)束后，按有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行灌漿和封孔。帷幕灌漿檢查孔應(yīng)采取巖心，計(jì)算其獲得率并加以描述。壓水試驗(yàn)檢查，壩體與基巖以按觸帶合格率應(yīng)為100%;以下的各孔段的合格率在90%以上，不合格段的透水率值不超過設(shè)計(jì)規(guī)定值的100%，且不集中，灌漿質(zhì)量可以為合格。

4 壩體充填灌漿設(shè)計(jì)

4.1 施工次序

與帷幕孔序相結(jié)合，同樣按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ孔序的順序，逐漸加密的原則，第一序孔孔距8 m，二、三序孔依次中間內(nèi)插分三序進(jìn)行，孔距4 m、2 m。在施工前應(yīng)選取相隔較遠(yuǎn)具有代表性的部位進(jìn)行試驗(yàn)灌漿，驗(yàn)證灌漿技術(shù)要求合適，取得經(jīng)驗(yàn)，而后全面展開施工。

4.2 灌漿材料

壩體充填灌漿采用粘土水泥漿，灌漿土料選用壩體填筑土料，漿液物理力學(xué)性能指標(biāo)為:容重1.3～1.6 t/m3、粘度30～100 s、穩(wěn)定性∠0.1 g/cm3、膠體率〉80%、失水量 10～30 cm3/30min。選用水泥與壩基帷幕灌漿相同，每米孔深每次灌漿量為0.3～0.5 m3。

4.3 灌漿壓力

注漿管上端孔口壓力應(yīng)小于4.9×104Pa。

4.4 灌漿

本工程帷幕灌漿主要采用的方法是自上而下分段鉆灌，分段原則為:第一段段長2 m，以下各段以5.0～7.0 m，特殊情況下可適當(dāng)縮短或加長，但不得大于10 m。固結(jié)灌漿采用自上而下、孔內(nèi)循環(huán)法灌漿，一般作單孔灌注。在保證正常供漿前提下，也可2孔并聯(lián)灌注，嚴(yán)禁串聯(lián)灌注。帷幕灌漿第一段阻塞在基巖面以上混凝土內(nèi)，以下各段應(yīng)分別阻塞在上一灌段底以上0.5 m左右。阻塞不住時(shí)，可逐漸上移阻塞器，不得下移。阻塞器移動(dòng)后，應(yīng)保證射漿管距孔底不超過0.5 m。漿液水灰比采用 3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.5∶1五個(gè)比級(jí)。開灌水灰比采用3∶1。施工過程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況(如灌前透水率大于10 Lu)，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)，可調(diào)整開灌水灰比。

4.5 灌漿綜合控制

灌漿過程中，隨時(shí)測(cè)量進(jìn)漿和回漿比重，當(dāng)回漿失水變濃時(shí)，換用與進(jìn)漿相同比級(jí)的新漿液進(jìn)行灌注。漿液水灰比改變后，如灌漿壓力突增或注入率突減至原注入率的1/2以下時(shí)，應(yīng)立即回稀至原水灰比進(jìn)行灌注，并查明原因。灌漿待凝，固結(jié)灌漿孔上一段灌漿結(jié)束后應(yīng)待凝24 h后再進(jìn)行下一段的鉆灌作業(yè)。單元灌漿區(qū)內(nèi)同時(shí)進(jìn)行鉆孔沖洗、壓水試驗(yàn)、灌漿作業(yè)的孔數(shù)不超過2個(gè)。

4.6 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及封孔

在設(shè)計(jì)灌漿壓力下，當(dāng)灌漿孔段注入率小于1.0 L/min時(shí)，延續(xù)灌注30 min且固結(jié)灌漿總時(shí)間不小于60 min可結(jié)束灌漿作業(yè)。有涌水的、發(fā)生過灌漿中斷的及地質(zhì)缺陷部位的固結(jié)灌漿孔，其終孔段灌漿結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行全孔復(fù)灌。帷幕灌漿孔、灌后壓水檢查孔封孔采用“全孔灌漿封孔法”，漿液采用水灰比為0.5∶1的水泥漿，封孔壓力采用最大壓力。漿液凝固后及時(shí)清除孔口淺部的浮漿，用M30水泥砂漿回填密實(shí)并抹平。

5 結(jié)語

桃坪水庫大壩除險(xiǎn)加固帷幕灌漿的施工方法簡單易行，效果好，工作量小，節(jié)約投資。在施工期，通過10個(gè)檢查孔壓水試驗(yàn)表明，灌漿質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);另外，從灌漿工程結(jié)束至今已10年之久，壩下沼澤化現(xiàn)象已基本消失，有力地證明了灌漿效果的顯著性。此次基礎(chǔ)帷幕灌漿施工總結(jié)出的施工參數(shù)、施工工藝、方法等，為基礎(chǔ)帷幕灌漿提供了有價(jià)值的參考。

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