王勝?gòu)?qiáng)張 勛
(1山西省大同市農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦,大同037004 2中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司三門峽472000)
大梁水庫(kù)是萬家寨引黃工程北干線上的一座調(diào)節(jié)水庫(kù),最大壩高26 m,壩頂長(zhǎng)1 145 m,壩基采用防滲墻及帷幕灌漿相結(jié)合的防滲方式。
大梁水庫(kù)主壩壩肩防滲處理:左壩肩設(shè)置塑性混凝土防滲墻沿壩軸線布置,與河床段高噴防滲墻連接,穿過左壩肩坡殘積土層和全風(fēng)化層并深入N2土層不小于2.0 m;右壩肩設(shè)置塑性混凝土防滲墻沿壩軸線布置,與河床段高噴防滲墻連接,穿過右壩肩坡殘積土層和全風(fēng)化層,并深入強(qiáng)風(fēng)化巖層不小于2.0 m,塑性混凝土防滲墻下的巖層采用灌漿帷幕防滲,灌漿孔布置在塑性混凝土防滲墻兩側(cè),采用雙排帷幕,孔排距為2.0 m,深入9號(hào)煤層或強(qiáng)風(fēng)化巖層下限一定深度。
垂直防滲是大壩基礎(chǔ)防滲的一項(xiàng)重要防滲措施,其主要形式有防滲墻、帷幕灌漿等。其中防滲墻是垂直防滲處理中最可靠的措施,但目前采用防滲墻全部截?cái)鄩位鶟B流存在較多的技術(shù)難題;采用單一帷幕灌漿又存在工期長(zhǎng)、投資大的問題。于是采用墻幕結(jié)合的防滲方法,發(fā)揮了防滲墻與帷幕灌漿各自的優(yōu)勢(shì),從而形成上有防滲墻、下有帷幕灌漿的防滲體系。
塑性混凝土防滲墻施工主要采用了鉆劈法、鉆抓法兩種方法進(jìn)行施工。左壩肩地層以土為主,采用鉆抓法與鉆劈法結(jié)合的方法進(jìn)行施工;右壩肩地層以巖石為主,采用鉆劈法進(jìn)行施工。塑性混凝土防滲墻施工槽段沿施工軸線劃分為兩期,Ⅰ期、Ⅱ期間隔布置,施工時(shí)先施工Ⅰ期槽段后施工Ⅱ期槽段。每期槽段沿施工軸線劃分為主孔和副孔,布置原則為主孔在槽段起止端和中間位置,副孔在主孔中間位置,施工時(shí)先進(jìn)行主孔施工,后進(jìn)行副孔施工。槽段成槽經(jīng)清孔、驗(yàn)收合格后再進(jìn)行混凝土澆筑。
1)鉆孔:右壩肩塑性混凝土防滲墻下帷幕灌漿孔采用GJ-240和XY-2型地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔。鉆孔位置與設(shè)計(jì)位置偏差不得大于10 cm,同一排上相鄰的兩個(gè)次序孔之間,在巖石中鉆孔的間隔高差不得小于15 m。鉆進(jìn)結(jié)束等待灌漿或灌漿結(jié)束等待鉆進(jìn)時(shí),孔口均應(yīng)堵蓋,妥加保護(hù)。灌漿孔基巖段小于6 m時(shí),采用全孔一次性鉆孔;大于6 m時(shí),采用自上而下分段鉆孔。鉆孔各段基本參數(shù)見表1。
表1 鉆孔各段基本參數(shù)表
鉆孔測(cè)斜采用KXP-1型測(cè)斜儀進(jìn)行測(cè)斜,如發(fā)現(xiàn)孔斜超過要求時(shí)及時(shí)糾正,糾偏無效時(shí)要采取重鉆孔等補(bǔ)救措施??仔弊畲笤试S偏差值按照表2控制。
表2 帷幕灌漿鉆孔測(cè)斜最大允許偏差值表
2)埋孔口管:孔口管段開孔孔徑為φ91 mm,鉆至帷幕灌漿頂高程后(高于塑性混凝土防滲墻墻底0.5 m處),置入一定長(zhǎng)度直徑φ80 mm的鋼管,鋼管要高出孔口10 cm,并且有法蘭(上接孔口封閉器,孔口封閉器與孔口管采用法蘭連接)。向孔內(nèi)注入0.5:1的水泥漿,導(dǎo)正孔口管,待凝后,方可鉆第一段。為加快施工進(jìn)度,孔口管段可以同時(shí)鑲注孔口管。
3)沖洗、壓水:帷幕灌漿孔每段均應(yīng)進(jìn)行沖洗、壓水,孔壁沖洗采用導(dǎo)管導(dǎo)入大流量水流,從孔底向孔外沖洗;裂隙沖洗與壓水同時(shí)進(jìn)行,沖洗水壓力采用80%的灌漿壓力,且不得大于1 MPa。裂隙沖洗至回水澄清后10 min結(jié)束,除先導(dǎo)孔采用單點(diǎn)壓水外的帷幕孔灌前壓水采用簡(jiǎn)易壓水,壓水段長(zhǎng)等于灌漿段長(zhǎng),壓水壓力為該段灌漿壓力的80%,且不得大于1 MPa。
4)灌漿:灌漿施工使用灌漿泵進(jìn)行灌漿,由灌漿自動(dòng)記錄儀記錄灌漿過程,右壩肩帷幕灌漿孔布置為兩排,先施工下游排,再施工上游排;每排孔施工采取分序加密的原則,先施工Ⅰ序孔,再施工Ⅱ序孔,最后施工Ⅲ序孔,灌漿采用孔口封閉、自上而下分段、不待凝孔內(nèi)循環(huán)式灌漿法。每單元帷幕灌漿施工前,按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求設(shè)置先導(dǎo)孔(設(shè)置在下游側(cè)排的Ⅰ序孔上)。
漿液變換標(biāo)準(zhǔn):(1)當(dāng)灌漿壓力保持不變,注入率持續(xù)減少,或當(dāng)注入率不變而灌漿壓力持續(xù)升高時(shí),不得改變水灰比;(2)當(dāng)某一比級(jí)漿液的注入量已達(dá)300 L以上或灌注時(shí)間已達(dá)1 h,而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時(shí),應(yīng)變濃一級(jí);(3)當(dāng)注入率大于30 L/min時(shí),可根據(jù)具體情況越級(jí)變濃。
灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn):在設(shè)計(jì)壓力下,注入率小于0.4 L/min,延續(xù)灌注60 min即可結(jié)束;或不大于1 L/min時(shí),繼續(xù)灌注90 min,灌漿即可結(jié)束。
5)封孔:灌漿孔(包括先導(dǎo)孔)和檢查孔結(jié)束后,進(jìn)行封孔。封孔灌漿水灰比為0.5:1,封孔壓力為該孔最大灌漿壓力。
右壩肩防滲墻與灌漿帷幕的搭接處是防滲的薄弱環(huán)節(jié),如果處理不好可能形成地下水流的滲流通道,從而影響大壩整體防滲系統(tǒng)。
塑性混凝土防滲墻軸線與壩軸線重合,帷幕灌漿采用雙排孔,布置在塑性混凝土防滲墻兩側(cè),帷幕灌漿孔與塑性混凝土防滲墻軸線間距1.0 m,成交錯(cuò)布置。帷幕灌漿上限高于塑性混凝土防滲墻墻底0.5 m(即塑性混凝土防滲墻嵌入帷幕灌漿內(nèi)0.5 m)。
1)塑性混凝土防滲墻槽壁塌方預(yù)防及處理措施:
①改善泥漿性能。在泥漿中加入適量的重金、石粉等以增大泥漿比重和提高泥漿黏度,增大槽內(nèi)泥漿壓力和形成泥皮的能力。
②施工中出現(xiàn)漏漿應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充泥漿,始終維持穩(wěn)定槽段所必須的液位高度,保證泥漿液面比地下水位高。
③施工過程中嚴(yán)格控制地面荷載,用厚鋼板來分散液壓抓斗等大型機(jī)械對(duì)槽壁引起的側(cè)壓力。
④優(yōu)化各工序施工方案,加強(qiáng)工序間的銜接,盡量控制槽壁的暴露時(shí)間在8 h以內(nèi)。
⑤對(duì)于因地下水位較高引起的塌方,需提前做好降水工作,以確保泥漿具有足夠的側(cè)壓力,保證槽壁穩(wěn)定。
2)塑性混凝土防滲墻成槽垂直度控制要點(diǎn):
①施工過程中密切監(jiān)視測(cè)斜儀,隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
②合理安排槽段開挖順序,使抓斗兩側(cè)的阻力均衡。
③如遇較大孤石、控頭石應(yīng)輔以沖擊鉆破碎。
④偏差嚴(yán)重時(shí),應(yīng)回填砂黏土到偏孔處1 m以上,待沉積密實(shí)后,再重新成槽。
⑤成槽過程中抓斗應(yīng)輕提慢放。
3)在塑性混凝土防滲墻施工中混凝土澆筑環(huán)節(jié)要嚴(yán)格控制導(dǎo)管提升速度,防止夾入泥漿從而影響混凝土強(qiáng)度及防滲效果。
4)帷幕灌漿施工過程中應(yīng)注意事項(xiàng):
①施工時(shí)嚴(yán)格按照測(cè)量的孔位就位鉆機(jī),其孔位偏差不大于設(shè)計(jì)規(guī)定值,且應(yīng)嚴(yán)格控制孔斜,防止因灌漿孔偏斜而造成對(duì)塑性混凝土防滲墻破壞。
②帷幕灌漿時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制灌漿壓力,防止壓力過大對(duì)塑性混凝土防滲墻造成破壞。
③埋孔口管時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制孔口管長(zhǎng)度,以保證帷幕灌漿上線高于塑性混凝土防滲墻墻底不小于50 cm,從而使防滲帷幕與塑性混凝土防滲墻能夠達(dá)到設(shè)計(jì)搭接厚度,以保證良好的防滲效果。