馬興明

(織金縣水利局，貴州織金552100)

織金縣吹聾水庫除險加固中帷幕灌漿技術(shù)應(yīng)用分析

馬興明

(織金縣水利局，貴州織金552100)

很多水庫由于修建年代已久，在自然環(huán)境的侵蝕下會出現(xiàn)不同程度的滲漏現(xiàn)象，使水庫運行的安全性與可靠性受到威脅，因此需要對水庫進(jìn)行除險加固。在水庫的除險加固工程中，帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛。文章以織金縣吹聾水庫為例，對帷幕灌漿技術(shù)在除險加固工程的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

水庫;除險加固;帷幕灌漿;技術(shù)要點;質(zhì)量控制

1 吹聾水庫概況

織金縣吹聾水庫位于織金縣城西南50 km的阿弓鎮(zhèn)西北部，水庫位于摸座河上的一條小支流源頭，流入摸座河后往下匯入三岔河，屬烏江水系。水庫為50 a一遇設(shè)計、500 a一遇校核，工程等別為Ⅳ等，大壩建筑物為4級，其他次要建筑物及臨時建筑物為5級。壩址以上集雨面積3.4 km2，多年平均流量0.09 m3/s，水庫主要水源為魚角洞泉水及其它多處小泉水，主河道長1.05 km，平均坡降70‰。正常蓄水位為1 814.4 m，設(shè)計洪水位為1 815.53 m(P=2%)，校核洪水位為1 816.03 m(P=0.2%)，總庫容133萬 m3，興利庫容102萬 m3，死庫容4萬 m3，設(shè)計灌溉面積20.2萬hm2，為年調(diào)節(jié)水庫。

2 帷幕灌漿工程的布置

根據(jù)相關(guān)設(shè)計，該工程共布置82個孔，其帷幕線位置從主壩右壩肩沿防滲墻布置到副壩左壩肩，為單排孔，孔距為3.0 m，帷幕線長246 m。但在實際施工中，設(shè)計將主壩右壩肩帷幕線向山體延伸了15 m，增加了83#～87#灌漿孔，并在副壩上游左下角增了2個加強孔，在吊鉆嚴(yán)重的28#孔～40#孔間增加了11個加密孔，累計增加灌漿孔深共計492.15 m。根據(jù)統(tǒng)計，本工程累計造孔深度2 464.5 m，累計耗灰588.2 t，最大單位耗灰10 939 kg/m。

3 帷幕灌漿施工技術(shù)要點分析

3.1 鉆孔

根據(jù)施工涉及的要求，對鉆孔的孔位、孔徑和孔深進(jìn)行確定，在鉆孔前需要對孔口高程進(jìn)行實際測量，將全站儀的應(yīng)用與鋼尺的應(yīng)用相結(jié)合對孔位進(jìn)行定位。使用回轉(zhuǎn)式鉆機和金剛石鉆頭或者硬質(zhì)合金鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)，灌漿孔的孔徑應(yīng)選擇較小的，并保持鉆孔孔壁的平直性和完整性、孔向的準(zhǔn)確性。鉆機的安裝必須平整穩(wěn)定，為避免鉆機在運轉(zhuǎn)過程中發(fā)生偏移，在深孔部位進(jìn)行施工時，應(yīng)使用鋼筋將鉆機錨固。在軟弱層鉆進(jìn)時，適當(dāng)降低鉆進(jìn)壓力;在堅硬巖層中施工時，控制好壓力，防止因鉆進(jìn)壓力過大而使鉆桿變形影響孔向。在施工過程中，要通過測斜儀對孔底偏差進(jìn)行測量，并及時采取補救措施處理偏差超出允許范圍的情況，孔底偏差的最大允許范圍見表1。

表1 孔底偏差的最大允許范圍

3.2 沖洗

為了避免裂隙的進(jìn)口被堵塞，保證灌漿的質(zhì)量，在鉆孔符合設(shè)計要求之后需要對其進(jìn)行沖洗，把殘留在孔底和黏附在孔壁處的巖粉、碎屑等雜質(zhì)沖出孔外。本工程使用壓力水進(jìn)行沖洗，這樣能夠沖出巖石裂隙或空洞中所充填的松軟的、風(fēng)化的泥質(zhì)充填物，有利于漿液流進(jìn)裂隙，促進(jìn)其與裂隙接觸面的膠結(jié)凝固，達(dá)到防滲和固結(jié)的作用。沖洗的壓力為灌漿壓力的80%，即0.24 MPa，沖洗標(biāo)準(zhǔn)為回水變清后結(jié)束。

3.3 壓水試驗

壓水試驗的目的是掌握水庫的滲漏情況，了解巖石的滲透性。根據(jù)本工程的實際情況，在進(jìn)行先導(dǎo)孔的鉆孔過程中，根據(jù)要求對孔采用自上而下分段的方式進(jìn)行壓水試驗，其段長一般3～5 m，最大≤8 m。壓水試驗方法采用單點法簡易壓水，壓水20 min，每5 min測讀一次流量，計算流量取最后的流量值。

3.4 灌漿施工

3.4.1 帷幕灌漿的材料選擇

帷幕灌漿的水泥應(yīng)采用普通硅酸鹽水泥，水泥標(biāo)號大于425#，期質(zhì)量必須符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，出現(xiàn)受潮結(jié)塊的水泥不能用于工程之中，水泥通過過80 μm方孔篩的篩余量在5%以內(nèi)方能達(dá)到對水泥的細(xì)度要求。本工程中使用普通硅酸鹽P.O42.5水泥，灌漿水灰比采用5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1。灌漿用水應(yīng)達(dá)到拌制水工混凝土用水的要求，外加劑的加入應(yīng)以灌漿的需要為依據(jù)，并且不能對環(huán)境造成污染，通過室內(nèi)試驗和現(xiàn)場灌漿試驗對外加劑的種類和摻入量進(jìn)行確定。

制漿的材料必須進(jìn)行稱量，并保證稱量誤差在5%以內(nèi)，泥漿的攪拌必須均勻并對泥漿的密度進(jìn)行測定，在對純水泥漿液進(jìn)行攪拌時，如果使用的是普通攪拌機，則攪拌時間應(yīng)＞3 min，如果使用的是高速攪拌機，則其攪拌時間應(yīng)至少為30s，在使用前應(yīng)對漿液進(jìn)行過篩。

3.4.2 控制灌漿壓力

在灌漿的過程中，可以通過一次升壓法和分級升壓法對灌漿壓力進(jìn)行控制。對于透水性較小、裂隙不發(fā)育的巖石基礎(chǔ)帷幕灌漿，一次升壓法具有良好的適用性。對于巖石透水性大、很難快速達(dá)到規(guī)定壓力的灌漿段可以采用分級升壓法，是分級升壓法是指在灌漿的過程中，把壓力化分為數(shù)個階段，然后逐級升高到設(shè)計的壓力值。

3.4.3 漿液濃度的變換

在施工的過程中，漿液濃度的變換應(yīng)按照以下的要求進(jìn)行:在灌漿壓力保持不變并且注入率持續(xù)減少的情況下，或者在注入率保持不變但是壓力持續(xù)升高的情況下，不對水灰比進(jìn)行改變;在某一級漿液的注入量達(dá)到300 L以上，或者灌注的時間達(dá)到1 h，但是灌漿壓力、注入率的改變不明顯時，將水灰比改濃一級進(jìn)行灌注;在注入率＞30 L/min的情況下，應(yīng)根據(jù)具體的情況越級變濃。

3.4.4 封孔

本工程采取的灌漿方式為自上而下的分段灌漿，在規(guī)定的壓力下，注入率≤1 L/min時繼續(xù)灌注60 min即可結(jié)束灌漿，封孔通過壓力灌漿封孔法進(jìn)行。

4 帷幕灌漿施工質(zhì)量控制措施

4.1 合理處理特殊狀況

在灌漿施工的過程中，如果出現(xiàn)冒漿、漏漿的狀況，根據(jù)具體情況，采用一定的措施進(jìn)行處理，比如表面封堵、嵌縫等方法。在帷幕灌漿的過程中出現(xiàn)串漿，如果被串漿孔正在造孔，應(yīng)立刻停止鉆孔施工，并用灌漿塞塞住，在灌漿孔的灌漿結(jié)束后，再對串漿孔進(jìn)行掃孔，根據(jù)要求進(jìn)行沖洗，然后繼續(xù)鉆進(jìn)或者灌漿施工。如果灌漿施工因故中斷，應(yīng)盡快將灌漿恢復(fù)，對鉆孔進(jìn)行及時的沖洗，而后恢復(fù)灌漿［1］。如果沖洗無效或者無法進(jìn)行沖洗，則應(yīng)進(jìn)行掃孔，然后恢復(fù)灌漿?；謴?fù)灌漿時，灌注時應(yīng)采用開灌時的水灰比，如果單位吸耗漿量和中斷前的較為相近，應(yīng)改用中斷前的水灰比進(jìn)行灌注;如果與中斷前的吸漿量，單位吸漿量減少較多，應(yīng)逐級加濃漿液的濃度然后繼續(xù)灌注。

4.2 加強對施工過程的管理

灌漿工程是一項隱蔽工程，為保證工程的質(zhì)量，需嚴(yán)格控制每一道施工工序，并安排專門的技術(shù)人員進(jìn)行值班。鉆孔時，每個孔都必須由技術(shù)員對孔位、孔深進(jìn)行檢查，確實達(dá)到設(shè)計要求方可灌漿。灌漿泵壓力表的擺動范圍應(yīng)≤灌漿壓力的20%，灌漿設(shè)備、管路、壓力表都必須有足夠的排漿量及各種灌漿的要求。漿液的配比必須嚴(yán)格稱量，各灌漿點測定來漿密度，按實際需要進(jìn)行準(zhǔn)確配制，漿液成品的使用時間必須加以嚴(yán)格的控制，不得超過規(guī)定時間。

［1］張雷，誥緒鋒，李偉良.帷幕灌漿在水庫除險加固工程中的應(yīng)用［J］.黑龍江水利科技，2007，35(04):194－195.

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2013－10－31

馬興明(1964－)，男，貴州織金人，工程師，從事水利水電工程建筑工作。