田信德，袁紅根

（江西省贛西土木工程勘測(cè)設(shè)計(jì)院，江西宜春336000）

1 工程概述

袁梅水庫位于江西省宜春市袁州區(qū)南廟鄉(xiāng)袁梅村境內(nèi)，距宜春市城區(qū)約10 km，是一座以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的小(2)型水庫。樞紐工程建筑物主要由大壩、溢洪道、壩下涵管組成。

大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程為187.00 m，最大壩高26.80 m，壩頂長(zhǎng)109.00 m。壩體填土為含砂粘土，具中等透水性；壩基由第四系洪沖積粉土、殘坡積含砂粘土及志留紀(jì)花崗巖組成，洪沖積粉土和殘坡積含砂粘土具中等透水性，花崗巖具弱透水性。水庫正常蓄水位179.70 m，實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)庫水位高于176.00 m時(shí)，下游壩腳有5處滲漏點(diǎn)，且隨庫水位升高，滲流量增大。鑒于大壩壩體填筑質(zhì)量差，存在滲漏安全隱患，水庫一直處于低水位運(yùn)行狀態(tài)，故需對(duì)壩體做防滲加固處理。

2 防滲方案選取

參考江西省其他類似水庫壩體防滲處理的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本工程的特點(diǎn)，本著經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、等效的原則，對(duì)粘土斜墻防滲、沖抓套井回填粘土防滲墻結(jié)合高噴灌漿［1］和粘土固化劑漿液灌漿防滲墻等3種方案進(jìn)行了比較（見表 1）。

從技術(shù)方面分析，3種方案均可行。從施工方面及江西省其他水庫工程加固實(shí)例看，粘土斜墻方案由于施工項(xiàng)目繁多，土方填筑量大，且?guī)斓浊逵偌皣吖こ塘枯^大，存在施工交叉干擾，受天氣影響較大，施工工期較長(zhǎng)；沖抓套井回填粘土防滲墻結(jié)合高噴灌漿方案，校核水位以上沖抓造孔工程量偏大，沖抓回填受庫水位和天氣影響較大，高噴灌漿工程量相對(duì)較少，受場(chǎng)地和電力限制，一個(gè)防滲體施工中不宜采用兩套設(shè)備；粘土固化劑漿液灌漿防滲墻方案，在破壩重建涵管項(xiàng)目完成后即可鉆孔灌漿，受天氣影響小，且施工工期較短。從工程投資比較，粘土固化劑漿液灌漿防滲墻方案比沖抓套井回填粘土防滲墻結(jié)合高噴灌漿方案節(jié)省26.6%的工程投資，比粘土斜墻方案節(jié)省45.2%的工程投資。綜合考慮以上各方面因素，選定粘土固化劑漿液灌漿防滲墻方案對(duì)袁梅水庫大壩壩體進(jìn)行防滲處理。

表1 方案比較表 萬元

3 粘土固化劑漿液灌漿防滲墻設(shè)計(jì)

3.1 鉆孔布置

本工程大壩粘土固化劑漿液灌漿處理范圍為樁號(hào)0+005.0～0+106.0 m，全長(zhǎng) 101.00 m，墻頂高程為 183.93 m，墻底伸入巖層1.0 m；灌漿軸線與壩軸線重合，灌漿孔單排布置，孔距1.0 m，總孔數(shù)為101個(gè)；灌漿漿液有效擴(kuò)散半徑≥0.65 m［2］。 大壩縱斷面見圖 1，大壩防滲灌漿鉆孔平面布置見圖2，大壩加固典型橫剖面見圖3。

圖1 大壩加固縱斷面圖

圖2 大壩防滲灌漿鉆孔平面布置圖

3.2 鉆孔要求

鉆孔孔位與設(shè)計(jì)孔位偏差≤10 cm，鉆孔偏斜率應(yīng)控制在0.3%范圍內(nèi)，孔底最大偏差不超過0.1 m。

3.3 灌漿漿液材料及配比指標(biāo)

本次灌漿漿液材料為粘土、水泥、固化劑和水。水泥采用 P.O.42.5普通硅酸鹽水泥；固化劑采用江西省萍鄉(xiāng)市海雄能源發(fā)展有限公司生產(chǎn)的HXNY901型粘土固化劑；水為河水；粘土采用袁梅村白馬土料場(chǎng)粘土，其塑性指數(shù)為17，粘粒含量為28%；水泥粘土比為1∶5（重量比），固化劑為水泥用量的20%，水料比依次為2∶1、1.5∶1、1∶1、0.5∶1 等 4 個(gè)比級(jí)[3]。

3.4 防滲墻設(shè)計(jì)指標(biāo)

防滲墻滲透系數(shù)k≤5×10-6cm/s，水力坡降J允≥25，墻體有效厚度≥0.80 m[4]。

4 粘土固化劑灌漿防滲墻施工

4.1 施工設(shè)備

XY150型鉆機(jī)、粘土打漿機(jī)、高速攪拌桶、灌漿管、高壓泵等。

4.2 施工工藝流程（圖4）

4.3 施工方法

4.3.1 鉆孔

（1）粘土固化劑漿液灌漿防滲墻鉆孔分兩序施工，施工順序?yàn)橄娶裥蚩缀螈蛐蚩住?/p>

（2）鉆孔采用XY150型鉆機(jī)造孔，鉆孔開孔孔徑為110 mm，終孔孔徑為91 mm，清水鉆進(jìn)，鉆至孔深后應(yīng)進(jìn)行沖洗孔，直至回清水為止。

4.3.2 灌漿[5]

（1）灌漿采用自上而下分段灌漿法，灌漿分段長(zhǎng)度 4～5 m，注漿管距孔底＜50 cm。灌漿壓力采用 0.1～0.15 MPa，由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。

（2）灌漿漿液的濃度由稀到濃，逐級(jí)變換，漿液水料比可采用 2∶1、1.5∶1、1∶1、0.5∶1 等 4 個(gè)比級(jí)，開灌水料比可采用 2∶1。

圖3 大壩加固典型橫剖面圖

圖4 粘土固化劑漿液工藝流程圖

（3）灌漿塞應(yīng)塞在已灌漿段段底以上0.5 m處，以防漏灌；孔口無涌水的孔段，灌漿結(jié)束后可不待凝。

（4）灌漿漿液變換。當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時(shí)，或當(dāng)注入率不變而壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變水料比；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)改濃一級(jí)。

（5）灌漿在規(guī)定壓力下，當(dāng)注入率≤4 L/min時(shí)，續(xù)灌30 min；或當(dāng)注入率≤1 L/min時(shí)，續(xù)灌15 min，便可結(jié)束灌漿。

（6）灌漿過程中如回漿變濃，宜換用相同水料比的新漿進(jìn)行灌注，若效果不明顯，延續(xù)灌注20 min，即可停止灌注。

（7）灌漿過程中，灌漿壓力或注入率突然改變較大時(shí)，應(yīng)立即停止灌漿并查明原因，以便采取相應(yīng)處理措施。

（8）若灌漿過程中壩面出現(xiàn)裂縫，可對(duì)裂縫開挖并回填粘性土，然后再現(xiàn)澆15 cm厚砼，形成壓漿板后，再進(jìn)行灌漿。

（9）灌漿過程中發(fā)現(xiàn)漏漿、冒漿，可根據(jù)具體情況采用表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法進(jìn)行處理。

4.4 施工工期

袁梅水庫大壩粘土固化劑漿液灌漿防滲于2011年11月10日開工，2011年12月29日完工，灌漿總進(jìn)尺1 790 m，防滲工程施工僅進(jìn)行了50 d，施工期比一般的防滲技術(shù)施工期短。

5 工程質(zhì)量檢查及運(yùn)行效果

袁梅水庫大壩粘土固化劑灌漿防滲墻完工后，經(jīng)施工單位自檢合格，江西省宜春市水利水電工程質(zhì)量檢測(cè)站對(duì)大壩防滲墻進(jìn)行了終檢，在大壩樁號(hào)0+015.0、樁號(hào)0+063.0處各布置了兩個(gè)檢查孔，兩孔的滲透系數(shù)分別為 3.05×10-6cm/s、8.59×10-7cm/s，檢測(cè)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求。

工程運(yùn)行一年來，當(dāng)水庫最高運(yùn)行水位為183.10 m時(shí)，大壩下游壩腳原5處滲漏點(diǎn)均消失，防滲效果明顯，達(dá)到了大壩防滲加固的目的。

［1］牛運(yùn)光.土壩安全與加固［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，1998.

［2］長(zhǎng)沙京網(wǎng)電力科技有限公司.粘土固化劑防滲灌漿技術(shù)應(yīng)用手冊(cè)［R］.2010.

［3］江西省水利科學(xué)研究院.特種粘土固化漿液推廣應(yīng)用報(bào)告［R］.2008.

［4］ SL274-2001，碾壓土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［5］DL/T5148-2001，水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范［S］.