盧祖貴

（福建省古田縣水利局，福建古田352200）

1 工程概況

嶺里水庫(kù)位于福建古田縣嶺里村，水庫(kù)壩址主河道長(zhǎng)2.99 km，河道坡降69.5‰，壩址控制流域面積2.05 km2，水庫(kù)總庫(kù)容119.3萬(wàn)m3，是具有防洪、灌溉、供水和發(fā)電等綜合效益的?。?）型水庫(kù)。嶺里水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高26.0 m，正常蓄水位614.8 m，壩頂高程619.0 m，壩底高程593.0～598.0 m，壩底寬96.30 m，壩頂長(zhǎng)119.20 m，壩頂寬度5.0 m，大壩基礎(chǔ)上游部分為土基，下游部分為巖基。

輸水涵洞位于大壩中部偏左岸，進(jìn)水口底高程602.0 m，為城門(mén)型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，全長(zhǎng)79 m，斷面尺寸為0.65 m×1.2 m，出水口底高程599.2 m，涵洞水力坡降為3.5%，最大輸水量為1.2 m3/s，主要為下游灌溉、人飲和發(fā)電等供水。

水庫(kù)建于1980年，1986年和1996年兩次對(duì)大壩進(jìn)行劈裂灌漿加固，但效果不明顯，2002年大壩被鑒定為三類(lèi)壩。為早日消除大壩安全隱患，確保大壩安全運(yùn)行，經(jīng)充分論證和專(zhuān)家會(huì)商，決定采用高壓旋噴灌漿對(duì)大壩進(jìn)行防滲加固處理。

2 壩體及涵洞周邊存在的主要問(wèn)題

2.1 壩體問(wèn)題

嶺里水庫(kù)大壩經(jīng)過(guò)近30年的運(yùn)行逐步進(jìn)入老化狀態(tài)，不僅存在管理嚴(yán)重落后、蟻患危害大等問(wèn)題，而更為嚴(yán)重的是滲流安全問(wèn)題。

（1）土壩施工質(zhì)量差，局部出現(xiàn)接觸漏水情況，壩體存在滲漏及接觸滲漏，長(zhǎng)期發(fā)展會(huì)形成流土、管涌等破壞。

（2）左岸壩肩凝灰熔巖風(fēng)化層較厚，上部基巖較破碎，右岸接頭和背水坡滲漏，危及大壩整體穩(wěn)定，壩基未進(jìn)行防滲帷幕灌漿，存在較嚴(yán)重防漏滲問(wèn)題。

2.2 輸水涵洞周邊問(wèn)題

嶺里水庫(kù)下游緊挨著嶺里、壩頭等村莊，保護(hù)人口6000人，灌溉耕地面積250 ha，電站裝機(jī)270 kW。灌溉、供水和發(fā)電主要通過(guò)輸水涵洞引水。根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)檢查情況分析，輸水涵洞經(jīng)過(guò)30年的運(yùn)行，其周邊主要存在以下問(wèn)題：

（1）涵洞上部發(fā)現(xiàn)有規(guī)則干燥小裂隙，多處敲擊有空鼓現(xiàn)象，洞頂土質(zhì)存在不均勻沉降，涵洞與壩體接觸處有明顯空隙，滲流嚴(yán)重。

（2）由于土壩砌筑材料較差且含砂量大，輸水涵洞與壩體無(wú)法形成整體，導(dǎo)致輸水涵洞周邊及下部滲漏量較大。

3 輸水涵洞周邊及底部加固方法及技術(shù)措施

根據(jù)嶺里水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固施工設(shè)計(jì)要求，擬對(duì)壩體及壩基存在滲漏部位實(shí)行單管高壓旋噴灌漿加固處理，主要采用的工藝技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 嶺里水庫(kù)高壓旋噴灌漿參數(shù)表Table 1:Parameters of the high pressure jet grouting for reha?bilitation of Gutianling earth dam

噴射介質(zhì)為水泥基質(zhì)漿液，使噴射管做一定角度的旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動(dòng)，利用高壓水形成高速?lài)娚淞魇?，沖擊、切割、破碎地層土體，并以水泥基質(zhì)漿液充填、摻混其中，形成柱形斷面板墻狀的凝結(jié)體，以提高壩體防滲能力，從而增強(qiáng)壩體整體性和防滲性。由于輸水涵洞處于大壩中部偏左岸，涵洞高程599.2～602.0 m，輸水涵洞周邊及底部無(wú)法全部采用原設(shè)計(jì)加固處理方案。經(jīng)工程設(shè)計(jì)技術(shù)人員認(rèn)真研究和探討，擬通過(guò)不同的布孔及鉆孔，在原設(shè)計(jì)高壓旋噴的基礎(chǔ)上，結(jié)合選用更改噴嘴方向、擺噴及定噴等灌漿方法，并采取相應(yīng)的灌漿技術(shù)措施加以處理，確保涵洞周邊達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3.1 布孔及鉆孔

布孔的合理與否是輸水涵洞周邊灌漿加固處理取得預(yù)期效果的前提。根據(jù)施工設(shè)計(jì)和相關(guān)工程的施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本工程涵洞寬度（0.65 m），施工中主要在距涵洞中心0.8 m處的左右兩側(cè)各布設(shè)一孔，鉆至基巖相對(duì)不透水層0.5～1.0 m處；在涵洞左右側(cè)兩孔中共布設(shè)3孔（間距為原施工設(shè)計(jì)的0.4 m），并鉆至距涵洞頂0.5 m處，鉆孔布置見(jiàn)圖1。

圖1 涵洞周邊鉆孔布置示意圖（單位：mm）Fig.1 Grouting holes drilled around the culvert

3.2 灌漿方法

（1）涵洞底至壩底：主要通過(guò)涵洞左右兩側(cè)鉆孔，采用定噴折接連接，如圖2所示，左右兩孔向涵洞中心線相對(duì)方向折向上游15°方向定噴連接。

圖2 涵洞下部定噴折接橫斷圖（單位：mm）Fig.2 Cross section of polyline connection in directional jet grouting under the culvert

（2）涵洞洞身部位：可采用旋噴和注漿相結(jié)合的方法。為了確保在洞身側(cè)墻能承受的壓力范圍內(nèi)，漿液能充分注滿(mǎn)涵洞兩側(cè)空隙，根據(jù)比能值公式E＝（PQ）/（100V），可通過(guò)適當(dāng)控制噴射灌漿壓力、提升速度和注漿量來(lái)控制比能值E，在不劈裂洞身側(cè)墻的情況下，達(dá)到水泥漿液注滿(mǎn)空隙的防滲設(shè)計(jì)要求。

（3）涵洞頂以上0.5 m部位：采用兩側(cè)孔向涵洞中心線定噴和中間三孔更改噴嘴方向相結(jié)合的方法，左右兩孔向涵洞中心線相對(duì)方向折向上游15°方向定噴連接，同時(shí)中間三孔也可在距洞頂0.5 m處更改噴嘴垂直于涵洞頂方向擺噴。通過(guò)定噴和擺噴的結(jié)合，能充分讓漿液注滿(mǎn)洞頂?shù)乃锌障?，達(dá)到防滲的目的。

（4）壩頂至涵洞頂以上0.5 m部位：壩頂至距涵洞頂0.5 m處按原施工設(shè)計(jì)方案，采用高壓旋噴灌漿加固處理。

3.3 技術(shù)措施

施工中不僅要選擇正確的布孔、鉆孔和正確的灌漿方法，還要對(duì)水泥、漿液和各道工序的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制和檢查，主要應(yīng)掌握以下施工技術(shù)措施和方法。

（1）必須嚴(yán)格控制鉆孔垂直度、高程和平面位置，確保鉆孔能布設(shè)在設(shè)計(jì)要求的位置是灌漿加固處理取得預(yù)期效果的關(guān)鍵，也是首要前提。

鉆機(jī)就位后，用水平尺校正機(jī)身，使鉆桿軸線垂直對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心位置，鉆孔過(guò)程中，每鉆3 m必須用水平尺測(cè)量一次，以確保鉆孔傾斜偏差控制在1%以?xún)?nèi)。

造孔結(jié)束后進(jìn)行護(hù)壁，將鉆桿提出，下設(shè)底端用透水無(wú)紡布包扎護(hù)壁管，進(jìn)行成孔護(hù)壁，護(hù)壁套管接頭用塑料密封帶連接。護(hù)壁套管下至孔底后，采用YGB液壓拔管機(jī)將套管分節(jié)拔出。

（2）配制漿液時(shí)，要確定相應(yīng)水灰比的加水高度及加灰量（1.2∶1水灰比每次加入水240 kg，水泥200 kg），并在攪拌機(jī)上做好標(biāo)記。配置過(guò)程中嚴(yán)格按照已標(biāo)明的加水高度及加灰量進(jìn)行控制，充分拌和后，用比重計(jì)對(duì)配制好的漿液密度進(jìn)行測(cè)量，控制漿液密度，符合要求后方可進(jìn)行送漿。

（3）下放噴射管之前，必須在地面上進(jìn)行試噴，以檢查管道的暢通性及各項(xiàng)指標(biāo)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，地面試噴同時(shí)調(diào)準(zhǔn)噴射方向及角度，試噴正常后應(yīng)用膠帶把噴嘴封上，以避免入孔過(guò)程中發(fā)生噴嘴堵塞。當(dāng)噴管下入設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)先進(jìn)行原地靜噴噴漿，待水泥漿液返出孔口，情況正常后方可開(kāi)始高壓噴射灌漿提升，并根據(jù)工程需要調(diào)節(jié)噴射壓力和灌漿量，改變噴嘴移動(dòng)方向和速度，控制噴射固結(jié)體的形狀，即圓盤(pán)狀、圓柱狀、大底狀、糖葫蘆狀、大帽狀和墻壁狀。

（4）灌漿過(guò)程應(yīng)經(jīng)常檢測(cè)水泥漿液的進(jìn)漿和回漿比重，當(dāng)與設(shè)計(jì)水灰比的漿液比重誤差超過(guò)0.1時(shí)，應(yīng)停止作業(yè)，重新調(diào)整漿液水灰比。若因供風(fēng)、水、電中斷或拆卸注漿管不能連續(xù)噴灌時(shí)，重新進(jìn)行高噴灌漿的搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.5 m，若中斷超過(guò)30 min，恢復(fù)作業(yè)時(shí)搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于1 m。

4 工程質(zhì)量檢查及評(píng)價(jià)

輸水涵洞周邊灌漿加固處理完成28 d后，采取在左右側(cè)孔與涵洞邊墻中心線上鉆孔檢查法，檢查孔自上而下分段鉆孔、取芯，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)靜水頭壓水試驗(yàn)，同時(shí)做抗壓強(qiáng)度及滲透系數(shù)試驗(yàn)。高噴檢查孔注水試驗(yàn)成果見(jiàn)表2，芯樣抗壓強(qiáng)度范圍為1.95～7.62 MPa。

表2 高噴檢查孔注水試驗(yàn)成果表Table 2:Results of water pressure test at high pressure jet grouting holes

根據(jù)表2檢查孔注水試驗(yàn)成果可看出，涵洞兩側(cè)從595.0～604.5 m高程（灌漿位置涵洞高程為600.6～601.8 m），2個(gè)試驗(yàn)孔現(xiàn)場(chǎng)注水滲透系數(shù)范圍為1.21×10-6～7.26×10-6cm/s,均小于1.0×10-5cm/s，多呈微透水和極微透水，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，總體防滲效果較好。

5 結(jié)語(yǔ)

近幾年，隨著土壩病險(xiǎn)庫(kù)安全狀況日益受關(guān)注，越來(lái)越多的土壩病險(xiǎn)庫(kù)得到有效高噴灌漿加固整治，但特殊位置的涵洞周邊噴灌加固卻始終不夠理想。嶺里水庫(kù)涵洞周邊噴灌時(shí)，通過(guò)精確布孔和鉆孔并結(jié)合采用各種噴射的靈活組合和調(diào)節(jié)噴嘴方向，同時(shí)注重技術(shù)參數(shù)的設(shè)置和嚴(yán)格的技術(shù)措施及工序管理，保證了涵洞周邊噴灌質(zhì)量達(dá)到了土壩除險(xiǎn)加固的規(guī)范要求。從噴灌后對(duì)工程質(zhì)量檢查的結(jié)果看，嶺里水庫(kù)涵洞周邊噴灌是成功的?！?/p>

[1]陳伊清.大壩除險(xiǎn)加固處理技術(shù)課程講義[M].

[2]陳伊清.溪西水庫(kù)右岸土壩壩基滲漏問(wèn)題和防滲處理[J].資源環(huán)境與工程,2010,24(5).

[3]黃寶德.影響高噴防滲墻質(zhì)量的因素及防治措施探討[J].人民長(zhǎng)江,2010,41(5).

[4]DL/T2500-2004,水電水利工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范

[S].中國(guó)電力出版社,2005.

[5]SL189-96,小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則[S].中國(guó)水利水電出版社,1997.