□蔣利坤 □李其芳(云南省澂江縣水利局)
左所新建水庫位于南盤江支流撫仙湖徑流區(qū)沙哈河上,總庫容48.3萬m3,設(shè)計壩高40.2m,為粘土心墻壩,水庫控制徑流面積2.55km2,是一座具有灌溉、防洪,兼顧農(nóng)村人畜飲水和漁業(yè)養(yǎng)殖等綜合效益的?。?)型水庫。
1.1 地層巖性:壩址出露地層為二疊系上統(tǒng)玄武巖組(P2β)、侏羅系下統(tǒng)馮家河組(J1f)泥巖、細砂巖及第四系沖洪積層。
1.2 水文地質(zhì)條件:右岸為泥質(zhì)粉砂巖夾細砂巖及玄武巖,河床及左岸為玄武巖,其水文地質(zhì)條件存在差異,兩肩及壩基河床透水性及相對隔水層埋深情況如下:
1.2.1 左肩:勘探孔ZK1孔深45.3m,壓水試驗9段,單位透水率q為22.68~7.21lu,屬中等~弱透水層,相對隔水層頂板埋深為基巖面下15~20m。
1.2.2 河床壩基:勘探孔ZK2孔深30.45m,壓水試驗6段,單位透水率q為19.22~7.59lu,屬中等~弱透水層,相對隔水層頂板埋深為基巖面下10~15m。
1.2.3 右肩:勘探孔ZK3孔深50.2m,壓水試驗10段,單位透水率q為21.76~8.20lu,屬中等~弱透水層,相對隔水層頂板埋深為基巖面下30~40m。
根據(jù)灌漿設(shè)計要求,帷幕灌漿前由施工單位在左、右壩肩分別進行了灌漿試驗,進一步確定了選定工藝對應(yīng)下的灌漿孔距、灌漿方法、灌漿單注量和灌漿壓力等主要技術(shù)參數(shù)及控制指標。
灌漿孔測量定位后,鉆孔采用100型或150型回轉(zhuǎn)式地質(zhì)鉆機,直徑91mm金剛石或硬質(zhì)合金鉆頭。設(shè)計孔深17.5~48.9m,按單排2m孔距沿壩軸線布孔,分3個序次逐漸加密灌漿。鉆孔具體要求如下:
2.1.1 所有灌漿孔按照技施圖認真統(tǒng)一編號,精確測量放線并報監(jiān)理復核,復核認可后方可開鉆。開孔位置與技施圖偏差≥2cm,最后終孔深度應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。若需要增加孔深,必須取得監(jiān)理及設(shè)計人員的同意。
2.1.2 施工中高度重視機械操作及用電安全,鉆機安裝要平正牢固,立軸鉛直。開孔鉆進采用較長粗徑鉆具,并適當控制鉆進速度及壓力。井口管埋設(shè)好后,選用較小口徑鉆具繼續(xù)鉆孔。若孔壁坍塌,應(yīng)考慮跟管鉆進。
2.1.3 鉆孔過程中應(yīng)進行孔斜測量,每個灌段(即5m左右)測斜一次。各孔必須保證鉛直,孔斜率≤1%。測斜結(jié)束,將測斜值記錄匯總,如發(fā)現(xiàn)偏斜超過要求,確認對帷幕灌漿質(zhì)量有影響,應(yīng)及時糾正或采取補救措施。
2.1.4 對設(shè)計和監(jiān)理工程師要求的取芯鉆孔,應(yīng)對巖層、巖性以及孔內(nèi)各種情況進行詳細記錄,統(tǒng)一編號,填牌裝箱,采用數(shù)碼攝像,進行巖芯描述并繪制鉆孔柱狀圖。
2.1.5 如鉆孔出現(xiàn)塌孔或掉塊難以鉆進時,應(yīng)先采取措施進行處理,再繼續(xù)鉆進。如發(fā)現(xiàn)集中漏水,應(yīng)立即停鉆,查明漏水部位、漏水量及原因,處理后再進行鉆進。
2.1.6 鉆孔結(jié)束等待灌漿或灌漿結(jié)束等待鉆進時,孔口應(yīng)堵蓋,妥善加于保護,防止雜物掉入而影響下一道工序的實施和灌漿質(zhì)量。
2.2.1 灌漿孔在灌漿前應(yīng)進行鉆孔沖洗,孔底沉積厚度不得超過20cm。洗孔宜采用清潔的壓力水進行裂隙沖洗,直至回水清凈為止。沖洗壓力為灌漿壓力的80%,該值若>1MPa時,采用1MPa。
2.2.2 帷幕灌漿孔(段)因故中斷時間間隔超過24h的應(yīng)在灌漿前重新進行沖洗。
該工程帷幕灌漿主要為基礎(chǔ)處理,灌入漿液為純水泥漿,采用32.5普通硅酸鹽水泥,用150L灰漿攪拌機制漿。水泥必須有合格卡,每個批次水泥必須附生產(chǎn)廠家質(zhì)量檢驗報告。施工用水泥必須嚴格按照水泥配制表認真投放,稱量誤差<3%。受濕變質(zhì)硬化的水泥一律不得使用。施工用水采用經(jīng)過水質(zhì)分析檢測合格的水庫上游來水,制漿用水量嚴格按攪漿桶容積準確兌放。水泥漿液必須攪拌均勻,拌漿時用150L電動普通攪拌機,攪拌時間不少于3min,漿液在使用前過篩,從開始制備至用完時間<4h。
施工中按自上而下分段卡塞進行壓水試驗。所有Ⅰ序灌漿孔按簡易壓水(單點法)進行,檢查孔采用五點法進行壓水試驗。Ⅰ序灌漿孔壓水試驗的壓力值,按灌漿壓力的0.6倍使用,但最大壓力不能超過設(shè)計水頭的1.5倍。壓水試驗前,必須先測量孔內(nèi)安定水位,檢查止水效果,效果良好時,才能進行壓水試驗。壓水設(shè)備、壓力表、流量表(水表)的安裝及規(guī)格、質(zhì)量必須符合規(guī)范要求,具體按《水利水電工程鉆孔壓水試驗規(guī)程》(SL31-2003)執(zhí)行。壓水試驗穩(wěn)定標準:壓力調(diào)到規(guī)定數(shù)值,持續(xù)觀察,待壓力波動幅度很小,基本保持穩(wěn)定后,開始讀數(shù),每5min測讀一次壓入流量,當壓入流量讀數(shù)符合下列標準之一時,壓水即可結(jié)束,并以最有代表性流量讀數(shù)作為計算值。壓水試驗完成后,應(yīng)及時做好資料整理工作,ω值計算采用公式ω=Q/S.L,并換算為Lu值,與設(shè)計進行對比。
灌漿方法:基巖部分采用自上而下孔內(nèi)循環(huán)式分段灌注,射漿管口距孔底≤50cm,灌段長5~6m。
灌漿壓力:采用循環(huán)式純壓灌漿,壓力表安裝在孔口進漿管路上。灌漿壓力采用公式P1=P0+MD計算,式中P1為灌漿壓力;P0為巖石表面所允許的壓力;M為灌漿段頂板在巖石中每加深1m所允許增加的壓力值;D為灌漿段頂部上覆地層的厚度。因表層基巖節(jié)理、裂隙發(fā)育較破碎,M取0.15~0.2m,P0=1.0。
漿液配制:灌漿漿液的濃度按照由稀到濃,逐級調(diào)整的嚴責進行。水灰比按 5∶1,3∶1,2∶1,1∶1,0.8∶1,0.6∶1,0.5∶1七個級逐級調(diào)濃使用,起始水灰比5∶1。
漿液調(diào)級:當灌漿壓力保持不變,吃漿量持續(xù)減少,或當注入率保持不變而灌漿壓力持續(xù)升高時,不得改變水灰比級別;當某一比級漿液的注入漿量超過300L以上或灌漿時間已達1h,而灌漿壓力和注入率均無改變或變化不明顯時,應(yīng)改濃一級;當耗漿量>30L/min時,檢查證明沒有漏漿、冒漿情況時,應(yīng)立即越級變換濃漿灌注;灌漿過程中,灌漿壓力突然升高或降低,變化較大;或吃漿量突然增加很多,應(yīng)高度重視,及時匯報值班技術(shù)人員進行仔細分析查明原因,并采取相應(yīng)的調(diào)整措施。灌漿過程中如回漿變濃,宜換用相同水灰比新漿進行灌注,若效果不明顯,延續(xù)灌注30min,即可停止灌注。
灌漿結(jié)束標準:在規(guī)定壓力下,當注入率≤1L/min時,繼續(xù)灌注90min;當注入率≤0.4L/min時,繼續(xù)灌注60min,可結(jié)束灌漿。
封孔:單孔灌漿結(jié)束后,必須及時做好封孔工作。封孔前由監(jiān)理工程師、施工單位、建設(shè)單位技術(shù)員共同及時進行單孔驗收。驗收合格采用全孔段壓力灌漿封孔,漿液配比與灌漿漿液相同,即灌什么漿用什么漿封孔,直至孔口不再下沉為止,每孔限3d封好。
2.6.1 冒漿、漏漿、串漿處理:灌漿過程中,應(yīng)加強巡查,發(fā)現(xiàn)岸坡或井口冒漿、漏漿現(xiàn)象,可立即停灌,及時分析找準原因后采取嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等具體方法處理。相鄰兩孔發(fā)生串漿時,如被串孔具備灌漿條件,可采用串通的兩個孔同時灌漿,即同時兩臺泵分別灌兩個孔。另一種方法是先將被串孔用木塞塞住,繼續(xù)灌漿,待串漿孔灌漿結(jié)束,再對被串孔重新掃孔、洗孔、灌漿和鉆進。
首先是灌漿前質(zhì)量控制,灌漿前對孔位、孔深、孔斜率、孔內(nèi)止水等各道工序進行檢查驗收,堅持執(zhí)行質(zhì)量一票否決制,上一道工序未經(jīng)檢驗合格,不得進行下道工序的施工。其次是灌漿過程中質(zhì)量控制,應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求和施工技術(shù)規(guī)范嚴格控制灌漿壓力、水灰比、變漿標準等,并嚴把灌漿結(jié)束標準關(guān),使灌漿主要技術(shù)參數(shù)均滿足設(shè)計和規(guī)范要求。灌漿全過程質(zhì)量控制先在施工單位內(nèi)部實行3檢制,3檢結(jié)束報監(jiān)理工程師最后檢查驗收、質(zhì)量評定。為保證中間產(chǎn)品及成品質(zhì)量,監(jiān)理單位質(zhì)檢員必須堅守工作崗位,實時掌控施工進度,嚴格控制各個施工環(huán)節(jié),做到多跑、多看、多問,發(fā)現(xiàn)問題及時解決。施工中應(yīng)認真做好原始記錄,資料檔案匯總整理及時歸檔。因灌漿系地下隱蔽工程,其質(zhì)量效果判斷主要手段之一是依靠各種記錄統(tǒng)計資料,沒有完整、客觀、詳細的施工原始記錄資料就無法對灌漿質(zhì)量進行科學合理的評定。最后是灌漿結(jié)束質(zhì)量檢驗,所有灌漿生產(chǎn)孔結(jié)束14d后,按單元工程劃分布設(shè)檢查孔獲取資料對灌漿質(zhì)量進行評定。
左所水庫工程帷幕灌漿總計118個單孔,每10孔為一個單元,共12個單元,布設(shè)12個檢查孔。壓水實驗合格率為100%,其中優(yōu)良單元8個,優(yōu)良率72.7%,竣工驗收時被評定為優(yōu)良分部工程。
根據(jù)灌漿鉆探班報表、灌漿記錄、簽證等原始資料及成果資料分析可以看出,本工程嚴格按有關(guān)技術(shù)規(guī)范標準及要求正常施工,施工中沒有出現(xiàn)異常情況。從灌漿孔最后結(jié)束的漿液配合比看,多數(shù)孔段均以稀漿結(jié)束,表明該工程壩基巖石中細小裂隙較多,巖體可灌性較好,工程設(shè)計選定的方案、施工工藝合理可行。工程竣工投入蓄水運行后,對大壩下游滲流用三角堰流觀測,滲漏量甚微,防滲達到設(shè)計標準,基礎(chǔ)帷幕灌漿效果明顯,工程質(zhì)量良好,符合質(zhì)量標準。