張正榮　和　蕊

（中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司陜西西安710043）

淺析影響水工建筑物基巖灌漿質(zhì)量的因素及控制措施

張正榮和蕊

（中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司陜西西安710043）

水工建筑物水泥灌漿施工，是一種隱蔽性極強(qiáng)的工程，灌漿質(zhì)量的好壞，對(duì)建筑物的安全運(yùn)行、正常發(fā)揮效益具有重要的意義，歷來(lái)備受重視。本文以廣東黃田水電站為例，對(duì)影響灌漿質(zhì)量的主要因素進(jìn)行了分析，提出了水工建筑物基礎(chǔ)灌漿施工過(guò)程中質(zhì)量控制的重點(diǎn)與難點(diǎn)，并結(jié)合工程監(jiān)理的成功經(jīng)驗(yàn)提出了質(zhì)量控制措施。

水工建筑物；基礎(chǔ)灌漿；質(zhì)量控制；分析研究

水利水電工程設(shè)計(jì)中，根據(jù)壩址基巖地質(zhì)情況及相對(duì)隔水層分布情況，對(duì)建筑物基巖采用固結(jié)灌漿及帷幕灌漿，通過(guò)帷幕灌漿提高壩基巖石的防滲性能，以最大限度的減少庫(kù)區(qū)水沿壩基的滲漏及減低壩基揚(yáng)壓力。由于該項(xiàng)工程具有極強(qiáng)的隱蔽性，影響工程質(zhì)量的因素較為復(fù)雜，質(zhì)量控制難度大，如果控制不當(dāng)，不僅起不到預(yù)期效果，還會(huì)給工廠留下嚴(yán)重的隱患，影響工程效益的發(fā)揮，因此，施工中應(yīng)特別重視，加強(qiáng)質(zhì)量控制。實(shí)踐證明，監(jiān)理工程師在灌漿施工過(guò)程中進(jìn)行的質(zhì)量控制活動(dòng)對(duì)灌漿效果具有重要的作用。

1　工程概況

廣東黃田水電站位于廣東省河源市東源縣境內(nèi)東江干流中上游河段上，是東江干流十四個(gè)梯級(jí)中的第八級(jí)。樞紐布置從左到右依次為混凝土連接壩、電站廠房、14孔泄水閘、船閘、右岸土壩段。土壩為均質(zhì)土壩；泄水建筑物由14孔開敞式泄水閘組成；電站廠房為河床式擋水廠房，廠內(nèi)安裝4臺(tái)燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)；電站總裝機(jī)容量20MW，多年平均年發(fā)電量9395萬(wàn)kW·h。

混凝土建筑物基礎(chǔ)均建于強(qiáng)風(fēng)化巖層上，壩基巖體左岸為侏羅系粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾細(xì)砂巖，河床及右岸為第三系礫巖。相對(duì)隔水層（q≤5Lu）埋深頂板高程20.26m～34.54m。據(jù)此，對(duì)建筑物基巖采用固結(jié)灌漿及帷幕灌漿。

2　設(shè)計(jì)技術(shù)要求

帷幕灌漿孔單排布置，帷幕線為壩軸線往下游1.5m，孔距3.0m。灌漿孔孔深按照設(shè)計(jì)圖紙的帷幕線高程控制，透水率不大于5Lu。

3　灌漿施工工藝及參數(shù)指標(biāo)

灌漿采用先固結(jié)后帷幕的順序進(jìn)行。灌漿過(guò)程按照分序加密的原則分兩次序施工，當(dāng)?shù)谝淮涡蚩捉K孔后才進(jìn)行中間第二序孔的鉆灌工作。灌漿壓力均為0.4MPa；水灰比采用5∶1、3∶1、2∶1、1.5∶1、1∶1、0.8∶1、0.5∶1七個(gè)比級(jí)。灌漿時(shí)漿液濃度由稀到濃，開灌水灰比5∶1或3∶1。帷幕灌漿在設(shè)計(jì)壓力下，當(dāng)吸漿量小于0.4L/min，持續(xù)灌60min，灌漿結(jié)束。

4　灌漿質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1灌漿記錄儀器質(zhì)量控制

水利水電工程灌漿施工采用灌漿記錄儀監(jiān)控質(zhì)量，均取得了較好的工程效果。使用灌漿自動(dòng)記錄儀能夠?qū)崟r(shí)的收集灌漿數(shù)據(jù)，減少人為因素的弄虛作假，保證灌漿施工質(zhì)量和進(jìn)度，進(jìn)而達(dá)到維護(hù)工程質(zhì)量和安全目的［1］。為了杜絕利用灌漿記錄儀造假、規(guī)范灌漿記錄儀的現(xiàn)場(chǎng)灌漿數(shù)據(jù)，針對(duì)本工程特點(diǎn)，監(jiān)理工程師要求承包人采用GJM-IV型灌漿自動(dòng)記錄儀。該記錄儀能夠生成符合要求的所有記錄報(bào)表和成果，按預(yù)先設(shè)定的格式列表打印出壓力、流量、累積流量、水灰比、累計(jì)注灰量、工作時(shí)間等參數(shù)的記錄表格，并可以通過(guò)主機(jī)的通信接口與普通計(jì)算機(jī)或轉(zhuǎn)存設(shè)備聯(lián)機(jī)，將測(cè)量記錄數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)保存，供后續(xù)的資料分析處理。

儀器能否正常使用及準(zhǔn)確地記錄灌漿數(shù)據(jù)對(duì)灌漿質(zhì)量及效果評(píng)價(jià)起到至關(guān)重要的作用。施工中擬使用的所有壓力表、傳感器、流量計(jì)、比重計(jì)及其自動(dòng)記錄儀等測(cè)量?jī)x器均需經(jīng)過(guò)法定部門鑒定。開罐前，承包人須向監(jiān)理機(jī)構(gòu)提交相關(guān)鑒定資料，監(jiān)理將有關(guān)數(shù)據(jù)（編號(hào)及有效期）錄入臺(tái)賬，書面資料保存歸檔，待施工設(shè)備及儀器進(jìn)場(chǎng)后，根據(jù)所報(bào)資料對(duì)擬投入使用的設(shè)備儀器逐一核對(duì)，并在施工過(guò)程中加強(qiáng)檢查。凡未經(jīng)法定部門鑒定或鑒定不合格、超過(guò)有效期的測(cè)量?jī)x器儀表嚴(yán)禁使用。如在施工中，需要增加儀器或?qū)σ褤p壞儀器進(jìn)行更換，須在儀器進(jìn)場(chǎng)后，將儀器及其率定校準(zhǔn)資料送交監(jiān)理核準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理應(yīng)將損壞及增加的儀器編號(hào)等數(shù)據(jù)逐一記錄，并在相應(yīng)臺(tái)賬中予以注明。

表1　單位注入量成果表

表2　檢查孔壓水試驗(yàn)成果

4.2鉆孔質(zhì)量控制

孔位偏差或鉆孔方位角偏差超過(guò)設(shè)計(jì)要求，漿液難以流到達(dá)位置或影響防滲墻的連續(xù)性。鉆孔開始前，監(jiān)理應(yīng)對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行孔位檢查。保證固帷幕灌漿孔不大于10cm，方位角偏差不大于50，俯射角偏差不大于2.50。對(duì)于遇有廊道或埋件及設(shè)備無(wú)法到達(dá)位置等特殊情況的孔位，需通過(guò)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。鉆孔成孔后，灌漿前必須進(jìn)行鉆孔沖洗和裂隙沖洗，孔內(nèi)沉積厚度不大于20cm。

4.3止?jié){塞及射漿管安裝

止?jié){塞及尾管的安放是否準(zhǔn)確對(duì)灌漿質(zhì)量造成直接影響，止?jié){塞安放位置決定了灌漿段長(zhǎng)度。采用孔口封閉灌漿法時(shí)，第一段灌漿塞應(yīng)阻塞在基巖接觸面以上0.5m處［2］；采用自孔口向孔底分段灌漿時(shí)，灌漿塞則安放于上一灌漿段底以上0.5m處；尾管必須深入灌漿段底部，如尾管口離孔底距離過(guò)大，在灌漿時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，底部漿液將沉淀，導(dǎo)致該灌漿段底的漿液無(wú)法在孔中循環(huán)。因此，要求尾管關(guān)口離孔底距離不得大于0.5m，在尾管及止?jié){塞的安裝滿足要求后，可進(jìn)行鉆孔沖洗，簡(jiǎn)易壓水結(jié)合裂隙沖洗同時(shí)進(jìn)行，壓水試驗(yàn)則在裂隙沖洗完成后進(jìn)行，待上述工序均完成后應(yīng)及時(shí)提交相應(yīng)資料，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)。

4.4水泥漿液質(zhì)量控制

采用集中制濃漿、灌漿點(diǎn)配漿的方式，組成制漿供漿系統(tǒng)。漿液由集中制漿站拌制，配制水灰比為0.5:1，濃漿經(jīng)輸送管道輸送至個(gè)灌漿點(diǎn)，在旁站監(jiān)理下，將其稀釋至所需的濃度。

4.5灌漿過(guò)程質(zhì)量控制

在灌漿過(guò)程中，通過(guò)自動(dòng)灌漿記錄儀對(duì)注漿壓力、漿液密度及流量實(shí)時(shí)監(jiān)控。在控制灌漿壓力的同時(shí)，需對(duì)每罐漿液的比重測(cè)量，檢查其是否滿足配合比要求。并結(jié)合安裝在回漿管上的壓力表對(duì)自動(dòng)記錄儀中反映的數(shù)值進(jìn)行比較，以形成多重控制。當(dāng)符合漿液變換條件時(shí)由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理在灌漿施工記錄表和打印結(jié)果單上簽字，以確保各道工序均能得到有效控制并保證資料完整。當(dāng)施工過(guò)程中出現(xiàn)特殊情況時(shí)及時(shí)向建設(shè)方匯報(bào)，由設(shè)計(jì)提出處理意見。

4.6封孔質(zhì)量控制

帷幕灌漿結(jié)束并經(jīng)檢驗(yàn)合格后，采用全孔灌漿封孔法封孔，即用0.5:1濃漿將孔內(nèi)稀漿置換。封孔水泥漿凝固、取出止?jié){塞后，安放止?jié){塞的孔段空余部分采用M25干硬性水泥砂漿人工封填搗實(shí)。

4.7灌入量的控制與檢查

在每批水泥進(jìn)入集中制漿站時(shí)，監(jiān)理對(duì)該批次水泥的強(qiáng)度等級(jí)、批號(hào)、數(shù)量等進(jìn)行登記入冊(cè)，從而在總體上對(duì)水泥用量進(jìn)行控制；定期檢查集中制漿站的漿液配置記錄表并核對(duì)灌漿資料中的耗灰量。并與自動(dòng)記錄儀所反應(yīng)的灌漿量進(jìn)行對(duì)比，從以上幾個(gè)方面對(duì)灌入水泥量進(jìn)行多重控制。

5　灌漿效果檢查及成果分析

5.1灌漿成果（見表1）

5.2單位注灰量分析

從表2看到，帷幕灌漿Ⅰ序孔平均單位水泥注入量6.4kg/m，Ⅱ序孔平均單位水泥注入量2.1kg/m，僅為Ⅰ序孔的61.8%。隨著灌序遞增，灌前單位單位注灰量呈遞減趨勢(shì)，符合正常的灌漿變化規(guī)律［2］。

5.3灌漿前后透水率分析

帷幕灌漿孔Ⅰ序孔、Ⅱ序孔灌前平均透水率為9.7Lu、5.8 Lu；Ⅱ序孔比Ⅰ序孔分別減少了78.9%、40.2%。隨著灌序遞增，灌前透水率呈遞減趨勢(shì)，符合正常的灌漿變化規(guī)律［2］。

5.4灌后檢查孔壓水試驗(yàn)成果分析

灌漿質(zhì)量檢查以檢查孔壓水試驗(yàn)為主。壓水試驗(yàn)結(jié)果是質(zhì)量檢查的主要手段，其結(jié)果是評(píng)價(jià)灌漿質(zhì)量和工程驗(yàn)收的重要依據(jù)。檢查孔位置應(yīng)有代表性，數(shù)量須滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，應(yīng)選擇透水率和單位注漿量大的部位進(jìn)行檢查。帷幕灌漿檢查孔為灌漿孔總數(shù)的10%，共3個(gè)，保證一個(gè)驗(yàn)收單元不少于一個(gè)。壓水試驗(yàn)在監(jiān)理工程師旁站下進(jìn)行。

試驗(yàn)結(jié)果表明，灌后透水率q=1～3Lu占100%，遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)要求的q＜5Lu規(guī)定。

6　結(jié)語(yǔ)

黃田水電站壩基灌漿后壓水試驗(yàn)檢查結(jié)果透水率小于q＜5Lu，滿足設(shè)計(jì)要求，灌漿效果明顯。監(jiān)理工程師采取的質(zhì)量控制措施是有效的。陜西水利

［1］柏龍君、周紹武，基于物聯(lián)網(wǎng)的灌漿監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用研究［J］.水利水電技術(shù)2013年第4期；

［2］謝華東、趙瑯，苗尾水電站大壩基礎(chǔ)帷幕灌漿特殊情況處理工藝［J］.水利水電技術(shù)2015年第7期。

（責(zé)任編輯：唐紅云）

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