陸安康

(貴州省思南縣水務(wù)局，貴州 思南565100)

小沙溪水庫水庫工程于1956年動工興建，1957年竣工，是一個邊設(shè)計、邊施工、邊受益的“三邊”工程，是思南縣早期建成且農(nóng)灌效益較為顯著的小(二)型水利工程項(xiàng)目之一，總庫容26萬 m3，興利庫容15萬 m3，死庫容5.8萬 m3，壩址以上集雨面積0.49 km2，設(shè)計灌溉面積614畝，擋水壩由主、副壩組成，壩型為均質(zhì)土壩，主壩壩頂高程838.0 m，壩頂寬3.0 m，壩頂長 81 m，最大壩高 14.7 m。副壩壩頂高程837.00 m，壩頂寬3.0 m，壩頂長16.5 m，最大壩高7.0 m。溢洪道布置在左壩肩，全長70 m，堰頂高程836.50 m，堰頂寬2.5 m，深1.8 m，側(cè)墻高1.8～2.5 m，頂厚 0.6～0.8 m，兩側(cè)墻中部平行于底板有對稱性裂縫，裂縫長12～15 m，寬1～1.5 cm，溢洪道尾端下部為陡坎，無消能設(shè)施。放水涵洞布置在右壩端壩體內(nèi)，長38 m，放水設(shè)施為φ200閘閥，閘閥關(guān)閉不嚴(yán)，啟閉困難。水庫運(yùn)行40多年來為東華鄉(xiāng)沙溪壩村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展功不可沒。

工程樞紐主要建筑物布置為:均質(zhì)土壩兩座(主壩、副壩)、左壩肩溢洪道、壩下放水涵管一條。主、副壩均為均質(zhì)土壩，主壩最大壩高14.7 m，壩頂高程838 m，壩長81 m，壩頂寬3 m，上游壩面無護(hù)坡，下游坡腳無排水棱體，筑壩材料以風(fēng)化頁巖為主，透水性較強(qiáng)，上游壩坡坡比1:2.4，下游壩坡坡比1:2.1。壩身損壞嚴(yán)重，壩頂高低不平殘缺不全，壩面失穩(wěn)，下游壩址出露6個集中漏水點(diǎn)，下部產(chǎn)生液化蠕動，蠕動面積25×10 m2，下陷及隆起高度0.4～0.6 m，區(qū)內(nèi)有喜水植物生長。副壩壩高7 m，壩頂高程837.00 m，壩長16.5 m，壩頂寬3 m，上游壩面無護(hù)坡，下游壩面無排水棱體反濾層，壩坡坡比上游1:2.0，下游1:2.5，壩體較為完整。

1 帷幕灌漿防滲原理

帷幕灌漿主要是指在巖石或砂礫石地基中，用深孔灌漿方法建造一道連續(xù)防滲幕。在大壩的巖石或砂礫石地基中采用灌漿建造防滲帷幕的工程。帷幕頂部與混凝土閘底板或壩體連接，底部深入相對不透水巖層一定深度，以阻止或減少地基中地下水的滲透;與位于其下游的排水系統(tǒng)共同作用，還可降低滲透水流對閘壩的揚(yáng)壓力。帷幕灌漿施工的特點(diǎn)是:鉆孔較深，鉆孔呈線形排列，多采用單孔灌漿。由于孔深，灌漿壓力也較大。帷幕灌漿的主要目的是截斷基礎(chǔ)滲流，保證設(shè)計水頭，以滿足水庫及壩工設(shè)計的經(jīng)濟(jì)效益;降低基礎(chǔ)揚(yáng)壓力，從而使大壩斷面可以減小，節(jié)省工程量，降低造價，縮短工期;防止集中滲流，避免在基礎(chǔ)中發(fā)生沖刷、管涌，保證壩基滲透穩(wěn)定和大壩安全。

2 壩基防滲帷幕灌漿設(shè)計

2.1 帷幕標(biāo)準(zhǔn)的確定及帷幕邊界及范圍的確定

本工程主壩和副壩的壩型都是土質(zhì)大壩，主壩的高度為15 m，副壩的高度為8 m，以碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范為依據(jù)，本工程主壩以及副壩都屬于低壩，防滲標(biāo)準(zhǔn)在5～10 Lu范圍。類比相似水利工程的防滲標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定大壩防滲帷幕設(shè)計以巖石透水率q≤5 Lu帷幕下限，帷幕線長度以正常蓄水位836.50 m與兩岸地下水位相交為止。在除險加固實(shí)施時建議作先導(dǎo)孔，根據(jù)先導(dǎo)孔壓水試驗(yàn)及揭露地質(zhì)情況對帷幕邊界或底界作適當(dāng)調(diào)整、進(jìn)行優(yōu)化。

2.2 帷幕線的布置

本工程主壩防滲帷幕線是沿著齒槽軸線單排孔布置，灌漿軸線長130 m，從右壩肩21 m沿上游壩腳至836.50 m灌漿平臺沿上游壩腳至左壩肩21 m，布置灌漿齒槽，灌漿至以正常蓄水與兩岸地下水位相交為止。副壩防滲帷幕線沿齒槽軸線單排孔布置，灌漿軸線長81 m，從右壩肩15 m沿上游壩腳至836.50 m灌漿平臺沿上游壩腳穿過溢洪道控制段中心線至左壩肩15 m，布置灌漿齒槽，灌漿至以正常蓄水與兩岸地下水位相交為止。壩體充填灌漿與壩基帷幕相銜接，充填灌漿利用帷幕灌漿鉆孔，孔距與帷幕灌漿相同。

2.3 帷幕孔距

本次帷幕灌漿設(shè)計按單排孔3序灌注，逐漸加密的原則，孔距按12.0 m→6.0 m→3.0 m孔距布置灌漿孔，保證防滲效果。

2.4 灌漿方法

本工程灌漿采用的灌漿方法是循環(huán)式自上而下分段灌漿，段長5 m。

2.5 先導(dǎo)孔的設(shè)計

結(jié)合本工程的特點(diǎn)，建議一序孔作為帷幕灌漿的先導(dǎo)孔，，在先導(dǎo)孔內(nèi)作壓水試驗(yàn)、灌漿試驗(yàn)，為灌漿施工提供參數(shù)依據(jù)。要求先導(dǎo)孔應(yīng)連續(xù)兩段壓水q≤5Lu方能終孔，且具有一定的代表性。

3 帷幕灌漿施工要點(diǎn)

3.1 施工次序

帷幕施工按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ孔序的順序，逐漸加密的原則，第一序孔孔距12 m，二、三序孔依次中間內(nèi)插分三序進(jìn)行，孔距為6 m、3 m。在施工前應(yīng)選取相隔較遠(yuǎn)具有代表性的部位進(jìn)行試驗(yàn)灌漿，驗(yàn)證灌漿技術(shù)要求適合合適，取得經(jīng)驗(yàn)，而后全面展開施工。

3.2 灌漿材料

本工程灌漿材料采用普通硅酸鹽水泥，水泥的強(qiáng)度等級不得低于P·O32.5。所用水泥細(xì)度的要求為通過80 um方孔篩的篩余量不宜大于5%。灌漿施工中若遇到特殊情況，可在水泥漿中摻加速凝劑、粉煤灰或細(xì)砂，。摻用粉煤灰的品質(zhì)指標(biāo)應(yīng)符合DL/T5055的要求。所摻細(xì)砂的SO3含量不得大于1%(以重量計)，含泥量不得大于3%，有機(jī)質(zhì)含量不得大于3%。

3.3 鉆孔

鉆孔需要嚴(yán)格按照施工圖紙進(jìn)行施工，鉆孔的實(shí)際位置與設(shè)計要求的所在的位置的偏差嚴(yán)禁大于10 cm。因?yàn)槟撤N原因需要對灌漿孔的位置進(jìn)行更變時，需要征得設(shè)計人員的同意，同時應(yīng)該做好實(shí)際鉆孔位置的記錄工作，并且鉆孔的深度需要嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行。每段結(jié)束后，孔底殘留巖心和沉淀不應(yīng)超過20 cm。固結(jié)灌漿和帷幕灌漿孔，其孔底的偏差值不得大于表1中的規(guī)定。

表1 鉆孔孔底最大允許偏差值

在鉆孔作業(yè)中，應(yīng)該詳細(xì)記錄鉆孔中產(chǎn)生的各種情況，包括巖層的變化、巖性的變化以及灌漿孔內(nèi)的變化。鉆進(jìn)結(jié)束等待灌漿或灌漿結(jié)束等待鉆進(jìn)時，孔口均應(yīng)堵蓋，并妥善加以保護(hù)。

3.4 洗孔及壓水試驗(yàn)

在進(jìn)行灌漿作業(yè)之前，需要進(jìn)行鉆孔沖洗作業(yè)，保證鉆孔沖洗完成之后灌漿孔內(nèi)的成沉積物的厚度低于20 cm。本工程主要采用壓力水對灌漿孔進(jìn)行沖洗，一直到回水呈現(xiàn)清澈為止，沖洗的壓力應(yīng)該是灌漿壓力的4/5，并且應(yīng)該低于1 MPa。先導(dǎo)孔應(yīng)自上而下分段進(jìn)行壓水試驗(yàn)，壓水試驗(yàn)應(yīng)在裂隙沖洗后進(jìn)行，用以了解巖體內(nèi)裂隙發(fā)育情況，為灌漿提供帷幕深度、水泥用量及水灰比的選擇，并與已灌的各孔進(jìn)行綜合分析，及時總結(jié)，提高施工工藝。壓水試驗(yàn)壓力采用灌漿壓力0.3Mpa，試段長度不小于5.00 m。

3.5 灌漿

采用自上而下分段灌漿法，射漿管距孔底不得大于50 cm。灌漿方式采用循環(huán)式灌漿，灌漿段長度采用5 m。灌漿塞應(yīng)在已灌段孔底以上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。根據(jù)本工程實(shí)際情況和工程類比，壩體可控制在0.3 Mpa，接觸帶壓力建議可控制在0.3～0.5 Mpa，并以不引起壩體變形為原則，基巖段灌漿壓力建議控制在0.5～1.0 Mpa。各孔的灌漿壓力，應(yīng)在先導(dǎo)孔灌漿試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在灌漿施工過程中可作適當(dāng)調(diào)整。應(yīng)該將壓力表安裝在孔口回漿管路上，壓力表指針擺動范圍小于灌漿壓力的20%，擺動幅度宜做記錄。在整個灌漿作業(yè)中，需要做好漿液密度的測量以及記錄作業(yè)，如果有需要應(yīng)該對漿液的溫度進(jìn)行測量和記錄。在規(guī)定的壓力下，當(dāng)注入率不大于0.4 L/min時，繼續(xù)灌注60 min;或不大于1 L/min時，繼續(xù)灌注90 min，灌漿可以結(jié)束。

4 結(jié)語

綜上所述，通過大小沙溪水庫壩基進(jìn)行帷幕灌漿防滲設(shè)計和施工，使得壩基質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。在壩基帷幕灌漿設(shè)計和施工中，應(yīng)該根據(jù)地質(zhì)條件的不同選擇合理的帷幕灌漿方案。為提高工程質(zhì)量，在今后的工作中還需要不斷的探索。

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