婁利華

（遼寧省水文水資源勘測(cè)局朝陽(yáng)分局朝陽(yáng)市122000）

水庫(kù)大壩灌漿施工技術(shù)與防滲加固處理研究

婁利華

（遼寧省水文水資源勘測(cè)局朝陽(yáng)分局朝陽(yáng)市122000）

水庫(kù)大壩灌漿施工技術(shù)、防滲加固處理措施是保障工程質(zhì)量最重要的手段，因水庫(kù)大壩灌漿施工技術(shù)直接影響整個(gè)水庫(kù)工程的運(yùn)行效果，因此，如何有效管理、控制水庫(kù)大壩灌漿施工效果尤為重要。文章結(jié)合某水庫(kù)大壩工程實(shí)例，詳細(xì)闡述該水庫(kù)所用的灌漿施工技術(shù)和防滲加固措施，以期為類(lèi)似水庫(kù)大壩工程提供重要借鑒及參考。

水庫(kù)大壩灌漿施工技術(shù)防滲加固處理

近些年，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水庫(kù)大壩建設(shè)獲得很大的進(jìn)步?，F(xiàn)階段，我國(guó)更加重視對(duì)水庫(kù)大壩施工技術(shù)的研究工作。水庫(kù)大壩作為水利工程建設(shè)施工的重要組成部分，也是最基本的擋水建筑設(shè)施，水庫(kù)大壩的穩(wěn)定性是判定該水利工程放水性能的主要指標(biāo)。但是，因水庫(kù)大壩長(zhǎng)期處在惡劣的運(yùn)行環(huán)境中，時(shí)常出現(xiàn)一系列滲漏問(wèn)題。直接影響整個(gè)工程的安全性和穩(wěn)定性。因此，建筑人員必須給予充分的重視，綜合分析水庫(kù)大壩灌漿施工技術(shù)和防滲加固處理措施。文中以某水庫(kù)大壩工程為研究依據(jù)，詳細(xì)闡述水庫(kù)大壩灌漿施工技術(shù)及一系列防滲加固處理對(duì)策，以期為水庫(kù)大壩工程穩(wěn)定運(yùn)行提供借鑒和參考。

1 工程實(shí)例

某水庫(kù)大壩工程主要包括泄洪表孔、大壩、放水鋼閘等部分組成，該水庫(kù)主要功能用于農(nóng)業(yè)灌溉，設(shè)計(jì)灌溉面積和實(shí)際灌溉面積分別為53.4 hm2、23.4 hm2。通過(guò)本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該水庫(kù)正常蓄水位為1 144.80 m，相對(duì)應(yīng)的庫(kù)容27.67萬(wàn)m3，設(shè)置洪水位1 145.11 m，校核洪水位約為1 145.21 m，總庫(kù)容達(dá)到32.7萬(wàn)m3。依據(jù)我國(guó)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》等條例規(guī)定，本次設(shè)計(jì)的大壩、溢洪道建筑物級(jí)別為5級(jí)，按照20年—遭遇洪水標(biāo)準(zhǔn)展開(kāi)設(shè)計(jì)。

大壩壩頂高程和頂長(zhǎng)度分別為1 146.0 m、58 m，壩底高程為1 129.7 m，壩頂部寬度為1.7 m。大壩上游、下游壩坡比均為1∶1.75，上游為干砌塊石護(hù)坡，下游采用草皮護(hù)坡。溢洪道設(shè)置在大壩左岸啞口位置，屬于無(wú)閘控制岸邊溢洪道，進(jìn)口使用寬頂堰過(guò)流，堰頂高程設(shè)定為1 144.80 m，溢洪道總長(zhǎng)度和溢流凈寬度分別為62.5 m、5 m。因兩岸邊坡嚴(yán)重垮塌，泄洪槽內(nèi)堆積大量的風(fēng)化料，直接影響泄洪效果。

2 水庫(kù)大壩灌漿施工要點(diǎn)

2.1 設(shè)計(jì)灌漿孔

該水庫(kù)工程使用油壓XU-150型回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔操作，強(qiáng)弱化巖石使用金剛石或硬質(zhì)合金鉆頭，布孔達(dá)標(biāo)后，可實(shí)施鉆機(jī)安裝就位工作。鉆機(jī)安裝使用水平尺對(duì)其水平進(jìn)行校正，有斜度時(shí)采用方木墊平，保證垂直鉆進(jìn)效果。鉆孔應(yīng)與灌漿順序相對(duì)應(yīng)，同一個(gè)孔鉆進(jìn)根據(jù)灌漿程序分段實(shí)施。孔底允許偏差值如附表。

附表帷幕孔孔底偏差值m

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙相關(guān)要求，使用全站儀對(duì)帷幕灌漿軸線(xiàn)進(jìn)行整體放樣。明確施工軸線(xiàn)后，從大壩壩頂沿著壩軸線(xiàn)方向設(shè)計(jì)兩排灌漿孔，第一排與大壩上游面的距離為3.2 m，與第二排灌漿孔距離2 m，孔距設(shè)定為2.5。施工過(guò)程中，應(yīng)使用鋼尺進(jìn)行重新校測(cè)，規(guī)定開(kāi)孔位置與設(shè)計(jì)部位偏差50 mm。因此，變更孔位必須征求監(jiān)理和設(shè)計(jì)工程師的同意。單孔灌漿工藝流程如圖1。

圖1 單孔灌漿工藝流程簡(jiǎn)圖

2.2 鉆孔沖洗、壓水試驗(yàn)

鉆孔沖洗應(yīng)在該鉆孔結(jié)束后進(jìn)行，采用壓力水對(duì)裂隙實(shí)施沖洗，待回水澄清約10 min結(jié)束，總時(shí)間不得超過(guò)30 min。沖洗有效壓力約為灌漿壓力的80%，不能大于1 MPa。裂隙沖洗完成后進(jìn)行壓水試驗(yàn)，根據(jù)監(jiān)理人指示，使用簡(jiǎn)易壓水、單點(diǎn)法展開(kāi)整個(gè)試驗(yàn)操作，試驗(yàn)孔數(shù)不得少于總孔數(shù)20%。壓水20 min后每隔5或10 min測(cè)度壓入流量，選取較大壓力最后1 min流量當(dāng)做試驗(yàn)透水率計(jì)算值。必須注意，如果周?chē)姓诠酀{的孔或灌漿結(jié)束不足24 h的孔，不得實(shí)施裂隙沖洗操作。灌漿孔裂隙沖洗完成后，該孔立即開(kāi)展連續(xù)灌漿作業(yè)。壓水試驗(yàn)成果如下：

式中q——透水率；

Q——最后一次壓入流量（L/min）；

P——壓力（MPa）。

2.3 灌漿

（1）灌漿方法。進(jìn)行灌漿過(guò)程中，使用自上而下、孔口封閉、孔內(nèi)循環(huán)等方式灌漿，其中，射漿管與孔底的距離不得超過(guò)0.5 m。該水庫(kù)大壩工程先導(dǎo)孔使用自上而下分段法完成壓水試驗(yàn)，自上而下分段灌漿法完成灌漿，孔基巖帷幕也采用自上而下分段灌漿法。灌漿完成標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)圖2。

圖2 水庫(kù)大壩灌漿試驗(yàn)工程效果圖

（2）灌漿材料及漿液變化。該水庫(kù)壩基巖石帷幕使用水灰比分別為：1∶1、2∶1、3∶1、0.8∶1、0.6∶1，按不同比例的純水泥漿液完成灌漿操作。開(kāi)灌使用3∶1比級(jí)漿液，并按照逐級(jí)加濃原則實(shí)施灌注。具體施工過(guò)程中，由于部分孔段發(fā)生孔口涌水的情況，對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)涌水的孔點(diǎn)，采用3∶1～1∶1不同濃度的漿液。所用水泥均由指定廠商生產(chǎn)的R32.5普通硅鹽酸水泥，水泥細(xì)度規(guī)定使用80方孔篩的篩余量不得超過(guò)5%。如果壩體接縫張開(kāi)度＜0.5 mm，水泥使用71方孔篩的篩余量不超過(guò)2%。采購(gòu)的水泥要有出廠化驗(yàn)單或合格證，對(duì)到貨水泥進(jìn)行貯存時(shí)，管理人員要根據(jù)不同品種、強(qiáng)度等級(jí)、袋裝或散裝分別存放在專(zhuān)用倉(cāng)庫(kù)或儲(chǔ)罐內(nèi)，避免因貯存不當(dāng)導(dǎo)致水泥變質(zhì)。袋裝水泥儲(chǔ)藏時(shí)間不得超過(guò)3個(gè)月，散裝水泥儲(chǔ)藏時(shí)間不應(yīng)大于6個(gè)月。水泥漿使用攪漿機(jī)進(jìn)行制作，采用過(guò)濾篩對(duì)大顆粒雜物實(shí)施清除處理，純水泥泥漿攪拌時(shí)間30 s。拌制細(xì)水泥泥漿及水泥黏土漿液過(guò)程中，添加適量的減水劑，在高速攪拌機(jī)中攪拌速度超過(guò)1 200 r/min，攪拌時(shí)間根據(jù)具體試驗(yàn)確定。

（3）灌漿操作中特殊情況處理對(duì)策?，F(xiàn)場(chǎng)灌漿過(guò)程中，如果出現(xiàn)串漿的情況，根據(jù)個(gè)體情況分別使用封堵、降壓、限流等措施進(jìn)行處理。灌漿中若因故發(fā)生中斷，立即采取針對(duì)性措施恢復(fù)灌漿。如果中斷時(shí)間大于30 min，則使用壓力水進(jìn)行沖孔，重新開(kāi)展灌漿操作。對(duì)于孔口涌水量比較大的灌漿孔段，在灌漿之前測(cè)讀涌水壓力、涌水量，依據(jù)實(shí)際涌水情況，選擇純壓法灌漿、掃孔、縮短灌漿段長(zhǎng)度、復(fù)灌等措施進(jìn)行處理。灌漿操作中若遇到吃漿量和涌水較大的情況，使用純壓法實(shí)施灌漿，每次灌注水泥量不得大于2 t。進(jìn)行灌漿施工時(shí)，若施工人員沒(méi)有合理控制灌漿壓力，極易出現(xiàn)冒漿的情況。當(dāng)壩坡位置發(fā)生冒漿，可采用開(kāi)挖回填處理對(duì)策，并使用間歇式灌漿法，為漿液提供充足的吸收時(shí)間。若水庫(kù)大壩底部發(fā)生冒漿，必須對(duì)冒漿通道實(shí)施填堵處理，合理控制灌漿時(shí)間間隔和灌漿量。若封孔操作中，孔口位置出現(xiàn)漿液外冒的情況，應(yīng)及時(shí)將漿液清理干凈，避免影響封口效果。

3 防滲加固處理要點(diǎn)

施工現(xiàn)場(chǎng)采用雙層雙缸立式灌漿機(jī)進(jìn)行制漿操作，上層專(zhuān)用于制漿，泥漿混合時(shí)間3 min。同時(shí)，把混合完成的水泥漿添加適量減水劑，攪拌速度控制為＞1 200 r/min時(shí)進(jìn)行高速攪拌，攪拌完成的水泥漿停止一段時(shí)間，攪拌2 min，保證泥漿的一致性和漿料的連續(xù)性。依據(jù)規(guī)范要求，泥漿由孔底噴射管0.5 m，每個(gè)填充長(zhǎng)度控制為500 m，若遭遇特殊情況可適當(dāng)延長(zhǎng)或縮短填充長(zhǎng)度，總長(zhǎng)度控制在1 000 m。如果灌漿壓力處于恒定狀態(tài)，注射速率可以持續(xù)下降，若注射速率不變，灌漿壓力不斷上升，不會(huì)改變其水灰比。當(dāng)泥漿注入率大于30 L/min時(shí)，依據(jù)工程具體情況，可越級(jí)使用濃漿完成灌注操作。

4 結(jié)論

水庫(kù)大壩工程中的灌漿施工和防滲加固處理是保障工程質(zhì)量的關(guān)鍵措施，目前已得到廣泛的重視和關(guān)注。隨著我國(guó)水庫(kù)大壩防滲技術(shù)的快速發(fā)展，大壩劈裂灌漿技術(shù)廣泛應(yīng)用于病險(xiǎn)堤壩中，對(duì)提升堤壩防治工作的合理性、科學(xué)性產(chǎn)生重要影響。文中以某水庫(kù)大壩工程為研究實(shí)例，詳細(xì)分析該水庫(kù)堤壩使用的防滲施工技術(shù)，并提出一系列灌漿施工要求及防滲加固方法，從而達(dá)到穩(wěn)固水庫(kù)大壩工程的目的。

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2016-10-21）

婁利華（1982-），女，遼寧朝陽(yáng)人，工程師，從事水文測(cè)驗(yàn)，墑情監(jiān)測(cè)、降水量統(tǒng)計(jì)，水文數(shù)據(jù)分析、水文與水資源工程管理等工作。