王秋鵬
(山西省汾河二庫管理局,山西 太原 030012)
某水庫大壩為碾壓混凝土重力壩,控制流域面積約120 km2,水庫總?cè)萘考s為1 000萬m3,最大壩高約50 m,壩頂長度約200 m。壩基基巖滲透巖層主要位于水庫中部,透水性從河床到右岸逐漸降低。為了確保水庫質(zhì)量和安全,在大壩壩基及兩岸山體處進行帷幕灌漿施工。灌漿孔在基巖中的透水下限是5 m,透水率不大于5 lu.
帷幕灌漿技術(shù)的施工流程為:測量放樣→鉆孔→導(dǎo)孔→鉆灌→質(zhì)量檢查。灌段工藝流程為:鉆孔→沖洗→壓水→灌漿→起塞→鉆進→封孔→檢查。
鉆孔采用的是地質(zhì)回轉(zhuǎn)鉆機,并搭配金剛石鉆頭進行鉆孔,先導(dǎo)孔,帷幕孔的孔徑均為75 mm,檢查孔徑為91 mm,鉆孔深度在1.8 m以下,如果透水率依然大于1 Lu,那么就還需要繼續(xù)深入,直到透水率在1 Lu以下。在鉆孔過程中,孔斜標(biāo)準(zhǔn)為斜差小于孔深的1%,控制孔斜指數(shù)的方式如下:開孔的孔位偏差不得大于5 cm,在開孔之前,需要先用錨固鉆機、地質(zhì)羅盤、角尺來矯正鉆機立軸,確??孜黄畈怀^標(biāo)準(zhǔn)范圍之后再開孔,在鉆機過程中,要加強對鉆機、鉆桿角度的檢查,避免鉆進過程中出現(xiàn)大的偏差。其中孔斜測量儀器的選擇要根據(jù)實際需要選擇型號。
用高壓水對孔內(nèi)雜物進行沖洗,在水變清以后繼續(xù)沖洗10 min以上,保證孔內(nèi)物質(zhì)的厚度不高于20 cm即可。灌漿孔沖洗完成之后,還要對裂縫進行沖洗,裂縫的沖洗要選擇壓力水脈動的方式進行,當(dāng)水變清后也要繼續(xù)沖洗10 min,并確保沖洗用時大于30 min,在每一段的沖洗過程中,水壓的要求也不同,第一段壓力為0.5 MPa,從第二段開始壓力都應(yīng)該設(shè)置為1 MPa。
先導(dǎo)孔和檢查孔的每一段在灌漿之前,都需要先對每一段進行壓水測試,具體方式為單點法,其他孔的每一段也需要在灌漿之前進行壓水測試,但具體方法為簡易壓水法。在壓水測試中,第一段的水壓保持在0.5 Mpa,后續(xù)的每一段保持在1.0 Mpa。壓水穩(wěn)定的判定標(biāo)準(zhǔn)為:在穩(wěn)定的壓力下,每5 min記錄一次壓水流量,當(dāng)測試結(jié)果中出現(xiàn)連續(xù)4次流量的最大值減去最小值的數(shù)值與最終流量的比值小于10%時,說明壓水測試完成,并以壓入流量的最終值作為該孔段的透水率計算數(shù)據(jù)。簡易壓水試驗的進行,需要在穩(wěn)定壓力下持續(xù)壓水20 min,且每過5 min對壓水流量進行記錄,同樣以最終值作為透水率的計算數(shù)據(jù)。另外,在壓水測試中,還要進行抬動測試,并嚴(yán)格控制累積抬動值。
灌漿工序的進行,需要在抬動測試完成、混凝土澆筑厚度達到20 m以上、混凝土強度足夠都滿足的情況下進行。鉆灌需要分3次進行,相鄰的兩個的間隙必須大于15 m。具體的灌漿方法為:運用自上而下地分段栓塞、孔內(nèi)循環(huán)灌漿法兩種方法進行灌漿,在沖洗、壓水、灌漿過沖中,數(shù)據(jù)的記錄都需要用自動記錄儀進行采集和記錄。在灌漿過程中,第一段段長為2 m,后續(xù)段長均為5 m,最后一段的段長保證小于8 m即可。第一段灌漿栓塞的栓塞應(yīng)該放置于基巖面以上和混凝土50 cm處,從第二段開始后每一段的阻塞應(yīng)放置于已灌段底上方50 cm處。
灌漿壓力的標(biāo)準(zhǔn)如下:第一段為1.0 MPa,第二段增加0.5 MPa,第三段開始到后續(xù)所有段都為2.0 MPa。灌漿漿材的選擇,需要用強度等級為42.5的硅酸鹽水泥,內(nèi)漿液要用串連起來的三臺濕磨機加工成為濕磨細水泥漿。在孔段吸水率超過一定數(shù)值的時候,就需要用濕磨細水泥漿連續(xù)灌漿10 min,在每分鐘的注入率大于30 L時,要先用普通水泥漿液進行灌漿,然后再用濕磨細水泥漿灌漿。在灌漿過程中,灌漿壓力不變時,注入率會持續(xù)下降,當(dāng)壓力增加時,水灰比不變。規(guī)定壓力下,在1 min之內(nèi)第一段吸漿率≦0.4 L,其他孔段在1 min之內(nèi)的吸收率小于等于1.0 L之后,持續(xù)灌漿時長必須保持在1 h以上。灌漿過程中,在符合規(guī)定壓力的情況下,所有耗時超過2 h后,即表示灌漿完成。完成以后,采用置換和壓力灌漿法進行封孔。
在灌漿過程中,很有可能出現(xiàn)漿液泄露、孔段不吸漿的問題,要采取有效的措施進行補救。泄露問題的出現(xiàn)主要是受地質(zhì)因素的影響,土質(zhì)的不穩(wěn)定,導(dǎo)致地上出現(xiàn)與灌漿口連接的通道,從而導(dǎo)致泄露。因此,在灌漿開始之前,需要對所在地的地質(zhì)進行勘探和分析,做好防護措施。不吸漿問題的出現(xiàn)主要原因在于漏漿量反常,漏漿量反常的原因在于施工方法的不合理,或者是為了追趕進度而忽視了壓水測試,導(dǎo)致鉆孔泄露問題沒有被及時發(fā)現(xiàn),從而使孔段漏漿量超出規(guī)定。因此,在灌漿工作開始前,必須對鉆孔進行壓水測試。
帷幕灌漿施工技術(shù)必須要以保證灌漿量足夠為前提,同時,還要確保每一道工序在施工中都是嚴(yán)格按照設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)進行施工,要保證鉆孔涌水等特殊情況處理方式的有效性,透水率和單位注入量要慢慢降低,灌漿完成后對透水率平均值進行檢測,確保其平均值符合設(shè)計和防滲要求。此外,灌漿作為該技術(shù)中的重要環(huán)節(jié),為了防止灌漿過程中出現(xiàn)影響施工質(zhì)量和進度的問題,在開工前,必須要重視地質(zhì)勘探和分析,確保灌漿效果。只有滿足這些條件的帷幕灌漿施工,才能確保其效果和質(zhì)量,水庫大壩基礎(chǔ)的防滲加固處理工作才會真正得到保障。