劉 康 中國(guó)水利水電第七工程局有限公司

1 工程概述

巴基斯坦高摩贊重力式拱壩壩高133m，壩頂全長(zhǎng)231m，固結(jié)灌漿工程分為：壩基固結(jié)灌漿、壩肩固結(jié)灌漿,固結(jié)灌漿孔深20m～～30m。

2 灌漿范圍和方法

工程壩址基巖主要為灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r、砂質(zhì)頁(yè)巖，以薄層狀為主，局部夾極薄層狀、中厚層狀灰?guī)r。受構(gòu)造、卸荷及風(fēng)化作用影響，巖體完整性差，巖體結(jié)構(gòu)類型主要為碎塊狀、碎裂及層狀碎裂。對(duì)壩基巖體進(jìn)行不同程度的固結(jié)灌漿處理，以改善巖體條件，增強(qiáng)巖體的整體性和均一性，提高淺層巖體的變形模量及防滲能力。

2.1 范圍

壩基開挖面位于弱卸荷帶中，壩基（肩）隱蔽裂隙發(fā)育，變形模量較低，需要在壩基巖面作全面固結(jié)灌漿處理。為了降低拱壩壩體基礎(chǔ)變形以及增強(qiáng)兩岸壩肩邊坡的自身穩(wěn)定性，同時(shí)使巖體自身應(yīng)力擴(kuò)散的更加均勻，在壩基混凝土范圍以外分別向上游以及下游對(duì)巖體固結(jié)范圍進(jìn)行一定的延伸。

根據(jù)壩基面各區(qū)域的具體地質(zhì)情況和壩體應(yīng)力分布特點(diǎn)，按孔深及孔排距將建基面內(nèi)分為五個(gè)灌漿區(qū)；建基面外分為兩個(gè)斜孔區(qū)：上游斜孔區(qū)范圍5.0m，下游斜孔區(qū)范圍10.0m。

壩基采用的基本孔為豎直孔；兩岸壩肩建基面因要提高弱卸荷巖體的利用程度，孔方向與巖石層面或裂隙大角度相交，以便穿過更多的裂隙，利于漿液充分地填塞層面及節(jié)理裂隙，增強(qiáng)灌漿效果。

壩基面外壩踵與壩趾分別為一排和三排的傾斜孔，各排與豎直方向夾角按a=n×3°遞增。

2.2 施工方法

壩基固結(jié)灌漿在1m蓋重條件下實(shí)施，采用自上而下分段、孔內(nèi)循環(huán)灌漿的方式，孔口鑲注長(zhǎng)2m直徑76mm的鋼管。

灌漿采用分兩序加密、自上而下分段、孔內(nèi)循環(huán)灌漿的方式；在巖石較好區(qū)域，為少占直線工期加快施工，宜采用沖擊鉆造孔，一次性成孔，自下而上分段、孔內(nèi)循環(huán)灌漿的方式。

為保證固結(jié)灌漿質(zhì)量，針對(duì)工程地質(zhì)特點(diǎn)，使用濕磨機(jī)將水泥磨細(xì)使比表面積由2800cm2/g提高到3200cm2/g，使細(xì)小裂隙能夠得到有效填充。

3 灌漿施工

3.1 鉆孔

（1）鉆孔采用C30沖擊鉆機(jī),孔徑Φ56mm～75mm或采用SGZ-ⅢA型地質(zhì)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合金剛石或硬質(zhì)合金鉆具清水鉆進(jìn)，開孔孔徑Φ91mm，鉆進(jìn)2m鑲注Φ76mm孔口管，其余孔段采用Φ56mm～76mm孔徑。（2）按設(shè)計(jì)圖布孔，布孔偏差控制在10cm以內(nèi)，因現(xiàn)場(chǎng)特殊情況改變孔位需要得到設(shè)計(jì)認(rèn)可以及監(jiān)理工程師的支持。（3）鉆進(jìn)過程中應(yīng)對(duì)孔內(nèi)諸情況如漏水、返水、巖芯破碎等進(jìn)行記錄。（4）灌漿孔施鉆應(yīng)按灌漿程序分序分段進(jìn)行。（5）鉆機(jī)安裝應(yīng)平整穩(wěn)固，鉆孔時(shí)保證孔向精確。（6）鉆孔孔底最大允許偏差值不大于1/40孔深，鉆孔偏差不滿足技術(shù)設(shè)計(jì)要求時(shí)應(yīng)立刻糾偏補(bǔ)救，若不能解決問題，則回填后重鉆。

3.2 鉆孔沖洗

使用高壓風(fēng)水管插入鉆孔底部，由底向頂對(duì)鉆孔進(jìn)行清洗，直至孔口完全返出清水為止。沖洗水壓為灌漿壓力的80%且≤1MPa；沖洗風(fēng)壓采用50%灌漿壓力且≤0.5MPa。洗孔前確保鄰邊孔已經(jīng)完成灌漿同時(shí)灌漿時(shí)間已經(jīng)超出24h，對(duì)孔內(nèi)裂隙完成清洗后立刻進(jìn)行灌漿，特殊情況時(shí)中斷灌漿時(shí)間若大于24h，復(fù)灌前需要重新洗孔。

3.3 壓水試驗(yàn)

（1）壓水試驗(yàn)方法根據(jù)DL/T 5200—2004《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》在完成裂隙沖洗后采用簡(jiǎn)易壓水和五點(diǎn)法。（2）簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)在沖洗完裂隙或者與裂隙沖洗過程中同步實(shí)施，試驗(yàn)壓力P=0.8×灌漿壓力（N），如果P>1MPa，則采用試驗(yàn)壓力為1MPa；壓水時(shí)間為20min，壓水試驗(yàn)流量每隔5min記錄一次，透水率用最后一次流量記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。（3）沖洗灌漿孔內(nèi)的裂隙用水要具有一定壓力，其壓力=0.8×灌漿壓力，同時(shí)小于1MPa。

3.4 灌漿

灌漿方法：固結(jié)灌漿采用孔口封閉自上而下分段灌漿循環(huán)鉆灌法和卡塞自下而上分段灌漿法，進(jìn)行孔內(nèi)循環(huán)、分段灌漿，射漿管距離孔底不得大于50cm；分三序灌注施工，施工順序依次為：Ⅰ序孔、Ⅱ序孔、III序孔，施工過程中邊排孔先于中排孔施工。

灌漿參數(shù)：按照5m灌漿段長(zhǎng)將30m孔深分成6個(gè)段次，灌漿壓力第一段為0.8MPa，第二至第六段為3MPa。1、2段灌漿壓力最終根據(jù)先導(dǎo)孔灌漿時(shí)的抬動(dòng)情況確定，抬動(dòng)≤0.2mm。最后一段大于5m小于8m時(shí)，按一段灌漿。

灌漿材料及配比：灌漿材料采用抗硫酸硅酸鹽32.5以上標(biāo)號(hào)水泥。漿液水灰比采用1、0.8、0.5（或0.6）等3個(gè)比級(jí)；開灌水灰比1：1。

漿液變換原則：灌漿時(shí)當(dāng)灌注壓力保持恒定，灌注率平穩(wěn)減小時(shí)，或者灌注率持續(xù)恒定但灌注壓力卻持續(xù)上升時(shí)，漿液水灰比需要保持恒定不變。當(dāng)某一水灰比的漿液灌注總量已經(jīng)>300L且注漿時(shí)間已經(jīng)1h，但注漿壓力和灌注率卻沒有發(fā)生明顯變化時(shí)，則需要將漿液濃度提高一級(jí)；當(dāng)灌漿率超過30L/min時(shí)，可越級(jí)上調(diào)漿液濃度，使用濃漿。

灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：固結(jié)灌漿每一灌注段次結(jié)束灌漿的標(biāo)準(zhǔn)：保持本段最大設(shè)計(jì)灌漿壓力，在注入率不超過1L/min時(shí)持續(xù)注入30min，則可停止灌漿。反之，則需要與設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師研究處理。

封孔：灌漿孔所有段次灌漿完成以后，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員及時(shí)組織監(jiān)理工程師聯(lián)合驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后立刻采用“全孔灌漿封孔法”進(jìn)行封孔。

4 特殊情況處理

（1）灌注過程中，如發(fā)生漏漿或冒漿，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件采用孔口封堵、填縫嵌縫、減壓、增濃、控量、間歇式灌注等方法進(jìn)行處置。針對(duì)第1和第2灌注段，流量大于10L，壓力應(yīng)控制在0.4MPa以下，流量小于10L可緩慢升壓。（2）灌漿時(shí)若出現(xiàn)串漿，如現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備滿足多孔同時(shí)灌注施工條件，可以對(duì)串漿孔同時(shí)灌注，否則應(yīng)對(duì)串漿孔串漿部位上部進(jìn)行堵塞，當(dāng)灌注段位完成灌漿后，再對(duì)串漿孔進(jìn)行洗孔灌注。（3）連續(xù)灌注過程中因故中斷灌漿的應(yīng)急處理方法：①盡量減少灌漿中斷時(shí)間并立刻恢復(fù)灌漿；②若灌漿中斷超過30min，則需利用鉆機(jī)掃孔并洗孔后重新灌漿；③重啟灌注的灰漿比級(jí)應(yīng)與開灌時(shí)灰漿比級(jí)相同，如果灌入量與中斷前類似，則可以直接使用中斷之前采用的水灰比，若灌入量降低明顯，則應(yīng)逐級(jí)提高濃度并采取辦法補(bǔ)灌；④在灌注過程中若回漿逐漸變濃，則使用相同的水灰比重新制備新漿灌注，視灌注效果續(xù)灌半小時(shí)方能結(jié)束；⑤大吃漿量段位的處理：濃漿、低壓、限量、限流、間歇灌漿，速凝劑加入漿液，采用混合漿液或者穩(wěn)定漿液灌注等。

5 質(zhì)量檢查

檢查內(nèi)容和方法：①采用灌前灌后測(cè)量巖體波速，并結(jié)合分析壓水試驗(yàn)、灌漿試驗(yàn)、取芯成果綜合評(píng)定灌漿效果。②采用“5點(diǎn)法”壓水試驗(yàn)進(jìn)行檢查復(fù)核是否滿足設(shè)計(jì)要求，檢查孔數(shù)量不低于灌漿孔總數(shù)的5%，檢查完成后進(jìn)行灌漿封孔。③分別在灌漿施工結(jié)束后的7天、14天、28天，采用壓水試驗(yàn)和巖體波速測(cè)試進(jìn)行質(zhì)量檢查。④壓水試驗(yàn)檢查合格標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。⑤固結(jié)灌漿聲波測(cè)試值應(yīng)95%達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，不達(dá)標(biāo)的≦總數(shù)量3%且不集中。⑥檢查孔應(yīng)取芯，巖芯獲得率≥85%。對(duì)④和⑤檢查不合格的處理：分析灌漿資料，孔、排距不合適則應(yīng)調(diào)并對(duì)不合格區(qū)域孔、排加密；原材料的問題，應(yīng)更換為合格原材料，并在不合格區(qū)域適當(dāng)增加灌漿孔；設(shè)備或不按灌漿施工工藝引起的問題，應(yīng)更換設(shè)備或施工當(dāng)事人，并在不合格區(qū)域適當(dāng)增加灌漿孔；對(duì)以上孔、排加密或增加孔灌漿完后，應(yīng)進(jìn)行壓水和聲波檢查，直到聲波檢查合格為止。

6 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)高摩贊大壩工程壩基（肩）進(jìn)行固結(jié)灌漿，改善基巖的力學(xué)性能指標(biāo)，提高基巖的利用程度；增強(qiáng)基巖的整體性，減少巖體變形和不均勻沉陷；補(bǔ)強(qiáng)巖石卸荷與開挖過程中形成的裂隙，降低巖體的滲透性；增強(qiáng)壩體與巖面及防滲帷幕的銜接，有效提高工程的安全性與耐久性。