姚建勛

(江西省水利水電建設(shè)有限公司， 江西 南昌 330025)

壩基帷幕灌漿施工探討

姚建勛

(江西省水利水電建設(shè)有限公司， 江西 南昌 330025)

帷幕灌漿施工技術(shù)是常用的堤基、壩基處理方法之一，其不但高效節(jié)能而且施工工藝較為成熟，應(yīng)用范圍越來越廣。本文基于龜峰湖水庫實(shí)際情況，對(duì)該水庫進(jìn)行了壩基帷幕灌漿施工工序、施工方法等探討，并對(duì)灌漿效果與質(zhì)量問題進(jìn)行了系統(tǒng)性分析，以期能為類似工程提供借鑒參考。

壩基； 帷幕灌漿； 施工

1 工程概況

龜峰湖水庫位于江西省弋陽縣境內(nèi)，距縣城約15km，該水庫是由江廖肖水庫和清水湖水庫合并新建的一座小(1)型水庫，所在水系由江廖肖支流與清水河組成。江廖肖水庫位于江西省弋陽縣旭光鄉(xiāng)江廖肖村，壩址位于信江江廖肖支流上，壩址地理座標(biāo)為東經(jīng)117°24′41″，北緯28°20′28″，距弋陽縣15km，是一座小(2)型水庫。設(shè)計(jì)灌溉面積0.07萬畝，實(shí)際灌溉農(nóng)田約0.04萬畝，其具有灌溉基本功能以及防洪、養(yǎng)殖、觀賞等綜合功能。清水湖水庫位于弋陽縣龜峰風(fēng)景區(qū)內(nèi)，是一座以旅游為主的水利工程，該工程建于信江左岸龜峰河上游一條支流(清水河)上，壩址控制流域面積為2.146km2，總庫容為99.9萬m3，屬小(2)型水庫。

龜峰湖水庫1號(hào)壩為混凝土埋石重力壩，最大壩高約29.8m。壩址區(qū)出露巖體為白堊系下統(tǒng)石溪組砂礫巖，表層巖體呈強(qiáng)—弱風(fēng)化狀態(tài)，完整巖塊致密較硬。裂隙較發(fā)育地段，表層巖體呈鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)，形成表層巖體的卸荷松動(dòng)圈。試驗(yàn)表明，弱風(fēng)化(上部)砂礫巖物理力學(xué)性能較好，承載力較高。因此，根據(jù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，建議本壩利用弱風(fēng)化(上部)砂礫巖作建基面，但必須清除卸荷松動(dòng)圈的巖體。壩基存在中等—弱透水性的相對(duì)透水層，建議進(jìn)行帷幕灌漿，形成封閉的防滲帷幕體系。

2 壩基帷幕灌漿施工探討

2.1 帷幕灌漿施工程序

將帷幕中心線定位在壩軸線位置，使灌漿孔通過壩體，采用封閉孔口進(jìn)行自上而下分段式灌漿的方式進(jìn)行灌漿試驗(yàn)。具體流程見下圖。

2.2 施工方法

2.2.1 鉆孔

灌漿鉆孔采用XY—100型地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，灌漿鉆孔不分段，一次性鉆完全孔后進(jìn)行自下而上分段灌漿；風(fēng)化基巖鉆孔，采用小水量合金鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，套管護(hù)壁方法施工，全風(fēng)化基巖以下的基巖鉆孔，采用合金或金剛石鉆頭清水循環(huán)鉆進(jìn)方法施工。

2.2.2 鉆孔沖洗、裂隙沖洗與簡易壓水

在進(jìn)行灌漿孔的次序灌漿之前，必須對(duì)基巖孔段的全孔進(jìn)行一次性較為徹底的沖洗，沖洗時(shí)宜采用壓力水，水壓力按照灌漿壓力的80%控制，等到回水潔凈時(shí)停止沖洗，孔底端除外。在沖洗裂隙工作完成后，按照灌漿壓力的80%進(jìn)行單點(diǎn)法壓水操作。

2.2.3 制漿方法

水泥漿采用人工袋裝計(jì)量加灰，容積法加水，XS-II-400型攪拌機(jī)制漿。

2.2.4 灌漿方法

灌漿方法采用自下而上分段孔內(nèi)循環(huán)方式灌漿，采用BW-150型泥漿泵送漿與灌漿。

2.2.5 封孔方法

基巖帷幕灌漿封孔采用水泥砂漿封孔。

2.2.6 檢查孔施工方法

帷幕灌漿的施工程序見下圖。

帷幕灌漿施工程序圖

采用自上而下的分段取芯鉆進(jìn)方式及分段水壓試驗(yàn)法進(jìn)行檢查孔的施工。終孔后，采用自下而上分段孔內(nèi)循環(huán)方式進(jìn)行灌漿和水泥砂漿封孔施工。

2.3 主要施工技術(shù)要求

2.3.1 鉆孔

當(dāng)灌漿孔的位置與設(shè)計(jì)(預(yù)定)位置之間的偏差超過10cm時(shí)，必須進(jìn)行孔位變更，變更之前需征求設(shè)計(jì)方同意。對(duì)實(shí)際孔位進(jìn)行記錄，且孔位、孔深、孔壁等都必須符合設(shè)計(jì)要求。鉆機(jī)應(yīng)布置牢固、平穩(wěn)，以保證鉆孔的垂直度符合要求。鉆孔時(shí)應(yīng)對(duì)巖層、巖性以及孔內(nèi)各種情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。終孔深度根據(jù)先導(dǎo)孔深度，以進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化基巖5m及透水率小于5Lu作為終孔標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.2 沖洗與簡易壓水試驗(yàn)

在結(jié)束對(duì)灌漿孔的一次性鉆孔試驗(yàn)后，需立即對(duì)鉆孔進(jìn)行壓力水沖洗，保證沖洗結(jié)束后孔內(nèi)及孔底沉淀物的厚度應(yīng)小于20cm。

與上述過程相反的是，基巖帷幕灌漿必須從下而上進(jìn)行，且需要分段，并進(jìn)行孔底之外其余位置的一次性沖洗，之后按照各個(gè)孔段灌漿壓力的80%進(jìn)行簡易壓水操作。簡易壓水采用單點(diǎn)法，可在裂隙沖洗后或結(jié)合裂隙沖洗進(jìn)行。

2.3.3 灌漿方法和方式的選擇

在對(duì)基巖采用帷幕灌漿施工操作時(shí)，必須分孔段且每段自下而上進(jìn)行循環(huán)灌漿，保持射漿管與孔底的距離在50cm以內(nèi)，灌漿段之間距離約為5～6m，如遇特殊地質(zhì)情況或工程需要，可以適當(dāng)縮減或延長5m。

2.3.4 進(jìn)行灌漿壓力與漿液變換

基巖帷幕灌漿設(shè)計(jì)灌漿壓力為0.3MPa。在進(jìn)行循環(huán)式帷幕灌漿過程中，首先保證在孔口回漿的管路上必須安裝壓力表，其讀數(shù)必須為指針?biāo)傅闹兄担⑶抑羔様[動(dòng)范圍應(yīng)保持在灌漿壓力的20%范圍內(nèi)。灌漿過程中，當(dāng)注入率較小時(shí)，須迅速升至設(shè)計(jì)壓力，而當(dāng)注入率較大時(shí)，必須進(jìn)行分級(jí)分段升壓。灌漿過程中必須把握好時(shí)間與速度，以保證漿液的濃度符合相應(yīng)等級(jí)要求，且由稀到濃變化，并且應(yīng)堅(jiān)持如下漿液變換原則：如果出現(xiàn)灌漿壓力保持恒定而注入率不斷下降，或是注入率保持恒定而灌漿壓力不斷提升時(shí)，必須改變并重新設(shè)置原先1∶2的水灰比；如果出現(xiàn)某一級(jí)別漿液注入量超過300L或連續(xù)灌注時(shí)間超過30min，但灌漿壓力無明顯提升或注入率無明顯增加時(shí)，必須增加漿液濃度；如果漿液注入率超過30L/min時(shí)，可以無需遵循濃度要求而越級(jí)提升漿液濃度；如遇灌漿壓力及注入率非常規(guī)變動(dòng)，必須立即停止灌漿并查明原因。

按上述要求進(jìn)行分段式自下而上灌漿操作，灌漿結(jié)束后，需采用黏土填筑法分層搗實(shí)封孔。

3 特殊情況處理及工程質(zhì)量檢查重點(diǎn)

3.1 特殊情況處理

在進(jìn)行帷幕灌漿操作過程中，如遇孔內(nèi)冒泡、孔壁及孔底漏漿等異常情況，必須根據(jù)需要進(jìn)行嵌縫、封堵、堵漏、降壓、提升漿液濃度、變連續(xù)灌漿為間歇灌漿等方法予以應(yīng)對(duì)。為保證灌漿過程不留或少留接縫，灌漿工作必須一氣呵成，切忌中斷，如果由于上述意外情況確需中斷的話，必須保證做到盡早恢復(fù)灌漿作業(yè)，如不能則應(yīng)立即進(jìn)行鉆孔處沖洗或徹底掃孔，之后立即繼續(xù)恢復(fù)灌漿。如果在恢復(fù)灌漿后，注入率仍未改變，須改變灌漿之前的泥漿比級(jí)，如果注入率大幅降低，必須逐級(jí)加濃之后進(jìn)行灌漿，如遇緊急情況須采取補(bǔ)救，包括降低灌漿壓力、提升漿液濃度、限制流量、間歇灌漿等。

3.2 工程質(zhì)量檢查重點(diǎn)

施工質(zhì)量檢查孔的布置位置由設(shè)計(jì)或監(jiān)理工程師確定，采用抽查法進(jìn)行檢查，并保證檢查孔的數(shù)量占總孔數(shù)數(shù)量的10%左右，為了保證檢測質(zhì)量，而且每個(gè)施工段內(nèi)必須保證布置至少一個(gè)檢查孔，對(duì)于檢查孔的施工方法必須確保采用分段式自下而上取芯鉆進(jìn)法施工，基巖孔段做鉆孔壓水試驗(yàn)檢查。帷幕灌漿檢查孔壓水試驗(yàn)應(yīng)在該部位灌漿結(jié)束14d后進(jìn)行。帷幕灌漿檢查孔壓水試驗(yàn)結(jié)束后，按技術(shù)要求進(jìn)行灌漿和封孔。

3.3 灌漿質(zhì)量

利用壓水試驗(yàn)法進(jìn)行龜峰湖水庫可溶巖壩基帷幕灌漿質(zhì)量的檢查，檢查結(jié)果見右表，可見龜峰湖水庫壩基帷幕灌漿合格率在92%以上，應(yīng)判定該水庫灌漿工程帷幕質(zhì)量合格。

不同部位檢查孔壓水實(shí)驗(yàn)合格率表

4 結(jié) 論

如上所述，帷幕灌漿施工作為壩基施工的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，必須引起設(shè)計(jì)施工人員足夠的重視，帷幕灌漿施工質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到工程整體質(zhì)量，必須嚴(yán)格按照施工程序，遵照施工工藝流程要求，防止不必要損失。

[1] 張樣.壩基帷幕灌漿補(bǔ)強(qiáng)試驗(yàn)及防滲效果研究[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2015(11).

[2] 袁明道.堆石混凝土壩壩基固結(jié)灌漿質(zhì)量檢驗(yàn)方法及其標(biāo)準(zhǔn)探討[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2011(1).

[3] 錢勇峰.帷幕灌漿施工工藝與質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2012(3).

[4] 徐晗.基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2015(12).

[5] 王宗強(qiáng).開普太希水利樞紐帷幕灌漿施工存在問題及處理措施[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2015(1).

[6] 張樣.壩基帷幕灌漿補(bǔ)強(qiáng)試驗(yàn)及防滲效果研究[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2015(11).

[7] 曾興旺.高壓擺噴灌漿技術(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2015(1).

[8] 王晉瑛.守口堡水庫膠凝砂礫石壩設(shè)計(jì)配合比研究[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2015(4).

[9] 李國東.水利項(xiàng)目混凝土工程施工質(zhì)量控制要點(diǎn)分析[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2015(7).

[10]羅小剛.水利工程材料質(zhì)量監(jiān)理工作探討[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2015(8).

Discussion on curtain grouting construction in dam foundation

YAO Jianxun

(JiangxiWaterConservancyandHydropowerConstructionCo.,Ltd.,Nanchang330025,China)

Curtain grouting construction technology is one of common embankment and dam foundation treatment methods. It is efficient and energy-saving with more mature construction technology. It is applied in wider and wider scope. In the paper, curtain grouting construction process, construction method, etc, of the reservoir dam foundation are discussed according to the actual situation of Guifenghu Reservoir. The grouting effect and quality problems are analyzed systematically, thereby providing reference for similar projects.

dam foundation; curtain grouting; construction

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.03.006

TV543

A

1005-4774(2017)03- 0019- 03