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        天井水庫除險加固工程措施

        2014-01-21 10:35:46陳德彪
        黑龍江水利科技 2014年6期
        關(guān)鍵詞:孔深除險帷幕

        陳德彪

        (貴州省德江縣水務(wù)局,貴州德江565200)

        天井水庫除險加固工程措施

        陳德彪

        (貴州省德江縣水務(wù)局,貴州德江565200)

        水利工程病險水庫治理,防滲帷幕的布置是一項關(guān)鍵而復(fù)雜的工作,只有切實(shí)地布置好、實(shí)施好,才能夠為水庫除險加固打下堅實(shí)的基礎(chǔ),為整個工程提供質(zhì)量保障。文章介紹了防滲防滲帷幕帷幕施工中的一些要點(diǎn),并結(jié)合防滲帷幕實(shí)例論述了施工方法。

        除險加固;防滲處理;方案比選;施工次序;質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

        1 滲漏現(xiàn)狀性質(zhì)、范圍及滲漏量

        天井水庫大壩為均質(zhì)土壩,最大壩高15.0 m,施工時右壩肩滑坡體,兩壩肩清基不徹底,未開挖防滲齒槽。

        大壩填筑材料除上游側(cè)黏粒含量較重外,其余為奧陶系砂頁巖風(fēng)化料及黏土夾少量塊石,上下游壩面均有塊石護(hù)坡,上下游壩面均長有雜木,下游有竹林(五束約300棵)。

        壩體填料主要由人工挑、抬方式搬運(yùn)上壩,大壩由人工用2.4 t石碾及4人木夯(夯重80~100 kg)分層碾壓夯實(shí),以砂頁巖風(fēng)化料為主,壩體未見滲漏現(xiàn)象,兩壩接觸帶滲漏嚴(yán)重,其滲漏總量Q=0.45L/s。

        壩基地層巖性為奧陶系下統(tǒng)湄潭組(O1 m)泥質(zhì)粉砂巖、砂頁巖,巖層傾向上游偏右岸,產(chǎn)狀為255°∠35°,均為中風(fēng)巖石,該壩基穩(wěn)定性較好。

        右壩肩為滑坡體,巖體結(jié)構(gòu)松散,孔隙率大,但穩(wěn)定性較好,滲漏嚴(yán)重。

        2 防滲方案比選

        由于大壩砌筑質(zhì)量較差,大壩兩壩接觸帶滲漏嚴(yán)重等特點(diǎn)。針對該工程壩型和滲漏等特點(diǎn)分析,只有帷幕灌漿方案可行,無其他防滲方案可比選。因此對大壩接觸段及壩基巖體段進(jìn)行帷幕灌漿處理,同時,對大壩壩體及右岸滑坡體段作充填灌漿處理[1-3]。

        由于大壩淤沙高程高,右壩肩全是滑坡體,勘固和防滲都存在問題,因此,只能作沿壩軸線進(jìn)行充填灌漿。

        3 防滲處理設(shè)計

        3.1 防滲標(biāo)準(zhǔn)的比選

        依據(jù)《砌石壩設(shè)計規(guī)范》(SL25—2006)第1.0.3條規(guī)定,該壩為低壩。第6.3.9條規(guī)定防滲標(biāo)準(zhǔn)5~10 Lu。

        該工程中風(fēng)化巖體滲透系數(shù)為2.5×10-5~4.3×10-6cm/s(巖體透水率<7 Lu),屬于弱透水層。根據(jù)大壩地質(zhì)縱橫剖面可知,巖體強(qiáng)風(fēng)化深5 m左右。

        本工程設(shè)計防滲標(biāo)準(zhǔn)為q<7 Lu為合格,由于缺乏鉆探資料,故初步擬定防滲范圍為帷幕孔深進(jìn)入基巖10~15 m即可。

        如遇特殊地質(zhì)情況,再根據(jù)先導(dǎo)孔資料作適當(dāng)調(diào)整。

        3.2 防滲范圍

        對大壩接觸帶、壩基、兩壩肩巖體透水系數(shù)不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求地段實(shí)施帷幕灌漿,防滲底界進(jìn)入基巖面以下10~15 m,左、右壩肩可根據(jù)實(shí)際情況局部調(diào)整[4]。

        3.3 防滲帷幕線的布置

        灌漿主帷幕線沿壩體軸線布置,并在右壩沿壩頂軸線上下游方向布置兩排副帷幕灌漿孔,主副帷幕灌漿孔排距2.0 m,共86個孔。帷幕灌漿地質(zhì)布置圖如圖1所示。

        圖1 天井水庫大壩帷幕灌漿地質(zhì)布置圖

        3.4 帷幕深度及孔距、孔徑

        大壩帷幕深度進(jìn)入基巖面以下10~15 m,孔距為3.0 m,終孔直徑依據(jù)規(guī)范《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》SL62—94第6.2.3條規(guī)定,灌漿孔孔徑≥46 mm,本工程設(shè)計終孔直徑為91 mm。

        3.5 帷幕邊界線的確定

        根據(jù)該工程的滲漏特點(diǎn),左、右壩間存在淺層巖體滲漏,故左右壩間的帷幕邊界線以進(jìn)入基面以下10 ~15 m為準(zhǔn)[5-6]。

        3.6 灌漿方法

        灌漿施工執(zhí)行《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》SL62—94。

        3.6.1 灌漿方法

        基巖段采用自下而上分段循環(huán)式灌漿,壩體段采用自上而下分段循環(huán)式灌漿。

        3.6.2 具體施工順序

        先灌上游排2-2'副帷幕,再灌下游排3-3'副帷幕,最后灌主帷幕1-1',排與排之間則先進(jìn)行先導(dǎo)孔的鉆灌,用先導(dǎo)孔的鉆探、壓水試驗、灌漿資料作指導(dǎo),后進(jìn)行Ⅰ序孔的鉆灌,再進(jìn)行Ⅱ序孔的鉆灌,最后進(jìn)行Ⅲ序孔的鉆灌。

        帷幕兩側(cè)灌漿孔都必須采用自上而下進(jìn)行灌注,上下游排水泥砂漿孔灌段長≤3 m,砂粒直徑必須<1 mm,灌漿壓力從孔口至孔底由0.1 MPa逐步增至0.4 MPa[7-10]。

        3.7 灌漿工程量

        大壩灌漿工程量統(tǒng)計表見表1。

        3.8 先導(dǎo)孔的布置

        由于缺乏鉆探資料,故先導(dǎo)孔布置易適當(dāng)加密,本工程要求先導(dǎo)孔按勘察孔要求操作,孔深必須基巖面以下10~15 m,必須達(dá)設(shè)計孔深,如遇巖溶、裂隙等特殊地段,可適當(dāng)加深[11-13]。

        帷幕的先導(dǎo)孔為 ZK1、ZK11、ZK21、ZK51,共 4個孔。

        表1 大壩灌漿工程量統(tǒng)計表

        3.9 檢查孔

        分部位分位置布置,其孔深超相鄰兩孔最大孔深2 m,進(jìn)尺130 m/5個,且進(jìn)行灌漿施工及灌漿回填。

        3.10 段長

        1)灌漿段長5 m。

        2)接觸段依據(jù)強(qiáng)制性條文的要求,段長<2 m,其中壩體、基巖中各1 m。段長≤2.0 m。

        3)除壩體與基巖接觸段外,其余中風(fēng)化巖體局部段可適當(dāng)將段長延長至6~7 m。

        3.11 灌漿壓力

        堆積體段、壩體段和接觸灌段采用0.2-0.3 MPa,其余基巖中采用0.4~0.6 MPa。

        3.12 放樣及造孔

        放樣及造孔應(yīng)遵循以下6項原則:

        1)鉆孔位置與設(shè)計位置的偏差≤10 cm,因故變更孔位時,應(yīng)征得設(shè)計同意,其實(shí)際孔位應(yīng)有記錄,孔深應(yīng)符合設(shè)計要求,終孔直徑為91 mm,為垂直孔。鉆孔放樣,按鉆孔平面圖先導(dǎo)孔的坐標(biāo)控制,其余鉆孔以相對孔距3 m和相對位置確定[14]。

        2)帷幕灌漿孔施工程序依照先稀后密的灌漿原則進(jìn)行,孔距為12 m、6 m、3 m。

        3)孔深嚴(yán)格按設(shè)計孔深控制。若遇巖溶等特殊地質(zhì)地段,經(jīng)設(shè)計單位復(fù)核后,可適當(dāng)加深。

        4)工程灌漿孔均為垂直孔,孔底允許偏差見表2,孔底偏差值不應(yīng)大于表2中規(guī)定。

        表2 帷幕灌漿孔孔底允許偏差

        5)造孔時應(yīng)對巖層、巖性及孔內(nèi)各種情況進(jìn)行詳細(xì)記錄,如遇洞穴、塌孔或掉塊難以鉆進(jìn)時,可進(jìn)行灌漿處理,而后繼續(xù)鉆進(jìn);如發(fā)現(xiàn)集中漏水,應(yīng)查明漏水部位、水量及原因,單獨(dú)做灌漿處理后再行鉆進(jìn)[15]。

        6)超設(shè)計孔深的鉆孔、造孔、壓水、采芯、反水、漏水等情況必須得到監(jiān)理、業(yè)主或設(shè)計的認(rèn)可、同意、鑒證并說明原因后方能超深鉆進(jìn)。

        3.13 封孔及施工溫度要求

        3.13.1 封孔

        凡經(jīng)過認(rèn)真檢查合格的灌漿孔即可封孔,封孔材料可用高濃度的水泥砂漿,砂的摻合量可按水泥的1~2倍。

        帷幕灌漿采用自上而下分段灌漿法時,灌漿孔封孔應(yīng)采用“分段灌漿封孔法”或“全孔灌漿封孔法”;采用自下而上分段灌漿時,應(yīng)采用“全孔灌漿封孔法”。

        3.13.2 溫度要求

        灌漿溫度應(yīng)在0~40℃進(jìn)行。

        3.14 防滲帷幕質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

        根據(jù)防滲帷幕灌漿規(guī)范要求,本工程為進(jìn)入弱透水層以下5 m即進(jìn)入基巖面以下10~15 m,巖石透水率q<7 Lu為質(zhì)量合格控制標(biāo)準(zhǔn)。

        3.15 質(zhì)量檢查和驗收

        質(zhì)量檢查和驗收原則:

        1)灌漿屬隱蔽工程,在整個施工過程中要特別注意施工質(zhì)量,依靠科學(xué)管理、精心施工及時總結(jié)提高施工工藝水平,使工程質(zhì)量得到保證,因此施工單位要嚴(yán)格做好中間檢查,把好質(zhì)量關(guān),提交優(yōu)質(zhì)成果給甲方與設(shè)計單位檢查。

        2)灌漿工程完成后,在完善所有手續(xù)、資料整編后,方能進(jìn)行檢查工作。

        3)灌漿質(zhì)量檢查以檢查孔壓水試驗成果為主結(jié)合對竣工資料和測試成果的分析、蓄水觀察、綜合評定。

        壩后各滲漏點(diǎn)水量、總漏水量進(jìn)行鑒證測流便于驗收時參考對比。

        4)質(zhì)檢小組由甲方邀請有關(guān)部門人員參加組成,質(zhì)檢結(jié)果應(yīng)作專門記錄,并同鉆孔、壓水試驗原始資料一起作為驗收時的技術(shù)文件提交,檢查完成后由質(zhì)檢小組會同施工單位共同匯簽《灌漿施工驗收紀(jì)要書》,正式驗收,并提交灌漿后壩下游水量觀測記錄流程表。

        5)灌漿時,原漏水點(diǎn)應(yīng)出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象,當(dāng)冒漿濃度近于灌漿濃度時方可停灌或間隙,否則未達(dá)到設(shè)計要求和防滲目的。

        4 結(jié)語

        病險水庫防滲帷幕灌漿布置是一個程序性要求很高,并且操作要求很細(xì)致的工作,一旦某個步驟出現(xiàn)了錯誤,就可能使整個灌漿工作失敗,造成返工。因此,為了工程能夠順利完工、保證質(zhì)量,一定要在灌漿的所有環(huán)節(jié)都要采用正確的方法,遵循科學(xué)合理的原則,進(jìn)行細(xì)致的操作,只有這樣才能最終確保工程的整體質(zhì)量。

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        TV697.3

        B

        1007-7596(2014)06-0167-03

        2013-12-26

        陳德彪(1972-),男,貴州德江人,工程師,從事水利水電水文工程地質(zhì)方面的工作。

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