宋立生

摘 要：在工程實踐中，集中大漏水問題的處理是一個難題。往往制約著工程灌漿處理的總體效果，使工程不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。文章結(jié)合工程實際，對集中大漏水問題進行分析探討。提出一個新的處理方法——倒灌法。并對集中大漏水產(chǎn)生的原因，以及倒灌法提出的依據(jù)、可行性，現(xiàn)場具體實施的工藝、效果等進行深入的探討。

關(guān)鍵詞：倒灌；處理方法；集中大漏水；小募舍水庫

中圖分類號：TV697.3 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）04-0129-03

Abstract： In engineering practice， it is a difficult problem to deal with the problem of centralized large leakage. It is often restricting the overall effect of grouting treatment， so that the project can not play its due role. Combined with the engineering practice， this paper analyzes and discusses the problem of concentrated big leakage. A new treatment method， reverse irrigation method， is proposed in this paper. And the causes of the concentration of large leakage， as well as the basis put forward by the method of reverse irrigation， feasibility， site specific implementation of the process， and the effect are given in-depth discussion.

Keywords： reverse irrigation； treatment method； concentrated large leakage； Xiaomushe Reservoir

常規(guī)的方法，對集中大漏水問題的處理往往難于奏效，事倍功半?；蛘吒揪推鸩涣俗饔?，人力物力白白浪費。究其原因：一是對集中大漏水問題產(chǎn)生的原因搞不太清楚；二是處理方法不當。盲目、想當然地進行，其結(jié)果不理想是必然的。這里對一個具體的處理個案進行總結(jié)分析。希望能在該方面問題的處理上起到一個積極的引導(dǎo)作用。

1 工程概況

小募舍水庫為一?。ㄒ唬┬退畮?，庫容231.00萬m3，壩高23.50m。多年來，其壩身中涵、低涵、輸水隧洞、壩基和壩肩都存在嚴重的滲漏問題。以致水庫不能正常運行，只能蓄水到130.00萬m3。下游1.30萬居民和7100.00畝農(nóng)田嚴重缺水。其漏水最嚴重要數(shù)輸水隧洞底板的集中漏水了。據(jù)多年的觀測資料，當庫容74.00萬m3時，其漏水量為16.90L/s；當庫容為130.00萬m3時，其漏水量為30.00L/s；死庫容時，其漏水量不小于5.00L/s。問題十分嚴重。

輸水隧洞全長130.00m，高1.80m，寬1.40m，馬蹄形頂拱和底板用混凝土襯砌，厚0.20m，側(cè)墻為毛石支砌，厚0.70m。洞身全部潮濕，集中股狀漏水有20余處，特別底板的集中漏水，使隧洞基礎(chǔ)承受較大的浮托力。據(jù)資料記載：該處初被水壓力壓穿時，洞內(nèi)沖出砂子不少于5.0m3。其漏水直接受庫水影響。

2 針對底板集中漏水已進行的處理情況簡述

2.1 第一次處理

首先是從洞內(nèi)閘門以下部分進行回填、固結(jié)灌漿，用去水泥500.00t。側(cè)墻和拱頂漏水取得了一定效果，底板的集中漏水沒有任何效果。

2.2 第二次處理

由于從洞內(nèi)處理未獲得預(yù)期效果，便又考慮從地面布孔，采用帷幕灌漿來對其底板的集中漏水進行截堵。具體方案是設(shè)兩排孔，每排9個孔，排距2.0m，孔距3.0m。上游排為主帷幕，位于壩軸線延長線上；下游排為副帷幕。鉆孔布置在帷幕線上以洞軸線為中心，向兩邊延伸，且兩邊孔數(shù)相等，上下游鉆孔呈梅花形布置?？咨钜陨钊胨矶吹装逡韵峦暾鶐r5.0m為準。根據(jù)帷幕布置情況，測得主帷幕距底板集中漏水點水平距離為25.0m，距閘門49.0m，底板集中漏水點距隧洞出口48.0m。經(jīng)對上游排1、2、3、5、7、9等6個孔施工，1、3、5、9號孔已全部結(jié)束，2、7號孔已完成上部18.0m；下游排孔只剩4、6、8號3個。共耗去水泥300.0t，未取得任何效果，便停止了施工。在后期的施工過程中，上游排4、7、8號孔灌漿均從底板的集中漏水點冒漿。經(jīng)采取加砂、摻速凝劑等措施均無效，漏水沒有任何減少。并且，由于耗漿量太大又不見效，便采取停歇灌漿，待凝后掃孔復(fù)灌，各孔均不進漿，出水點也不再冒漿。說明各孔均未直接揭穿漏水通道。

3 分析該工程集中大漏水產(chǎn)生的原因

從幾次處理的情況看，采用常規(guī)辦法灌漿，對輸水隧洞集中漏水已難于奏效。因此，必須對其漏水產(chǎn)生的原因進行認真分析，以期找到一個更好的處理方案。

首先，小募舍水庫大壩建于中三迭統(tǒng)個舊組（T2gb）地層之上，地層巖性為石灰?guī)r、砂頁巖，二者呈互層產(chǎn)出，且灰?guī)r占多部分。因此，巖溶發(fā)育是產(chǎn)生漏水通道的主要原因。而以下原因又促使該部位產(chǎn)生更大的集中漏水通道。（1）洞軸線位置正好是在石灰?guī)r與砂頁巖接觸帶上，地下水交替作用強烈，進一步強化了石灰?guī)r部分的溶蝕作用。（2）洞軸線兩側(cè)巖層產(chǎn)狀不一致，左側(cè)靠山邊巖層傾角為60度，右側(cè)靠壩體部位傾角平緩為15度。說明該部位巖層曾受到強烈擠壓作用，所以，巖層很破碎，更有利于水的侵蝕作用，可溶成分更容易被帶走。由于隧洞軸線正好位于這樣一個接觸帶、破碎帶之上，隧洞底板靠出口段以下巖層已較完整，加之隧洞底板混凝土的阻水作用，地下水不能向下游運行，被阻隔在隧洞底板中部及上游之下伏破碎巖層之內(nèi)。水庫建成蓄水后，庫水進入并作用于該部位地層，長期的靜水、動水作用，加之溶蝕作用，巖層已由破碎變成了散粒狀、泥沙狀。遇上隧洞底板混凝土在澆筑過程中存在質(zhì)量薄弱點，隧洞底板集中漏水點是底板混凝土耐壓最薄弱的點。所以，在庫水所施加的壓力大于該點混凝土的承受力時，該點底板混凝土就被壓穿。滲漏水流帶出大量泥砂，在短時間內(nèi)就把隧洞底板掏空，形成一個大的集中漏水通道。并且，在死庫容時該點仍有相當?shù)穆┧?，說明集中漏水通道進口及出水點均低于低涵輸水隧洞進口底板。

4 新的處理方案——倒灌

4.1 倒灌方案的提出

對于水工建筑物滲漏的處理，一慣堅持的原則是上堵下排。該工程前期方案一直采用的是上游截堵措施，就是遵循的這個原則。上堵下排的結(jié)合應(yīng)用，以及根據(jù)具體情況獨立采用上堵或者是下排措施，已成了該領(lǐng)域的經(jīng)典方案、方法。多少年來沒有什么異議，更沒有違背這一原則的案例。可是，這里確實遇到了困難，在使用這一經(jīng)典方法的時侯屢次失敗。耗去了大量的人力物力仍不見任何效果。這時，就不得不思考了：（1）能不能找到一種既方便又可行的方法，以消耗最少的人力物力獲得最好的效果呢？（2）按原方案繼續(xù)加密孔施工下去，也許會獲得更好的效果，但不知還要花費多少人力物力，不可想象。（3）此問題若解決不好，沒法向有關(guān)部門交代，更沒法向受益區(qū)人民交代。（4）回想以往的經(jīng)歷，一個很有幫助的情況浮現(xiàn)出來，即經(jīng)常會出現(xiàn)在灌漿過程中向上游冒漿的現(xiàn)象，哪怕是高水位的時侯也會出現(xiàn)。這就是灌漿漿液自下向上反方向作用的真實情況。它不同于設(shè)計的擴散半徑內(nèi)灌漿的情況，它是漿液克服一定的壓力，沿著一定的通道運行了很遠的距離。若沒有特定的通道，漿液不可能運行這么遠。（5）一個新的切實可行的方法是必需的。

4.2 倒灌方案的可行性

一種有悖于常規(guī)原則的方案、方法的采用，要慎之又慎。要對其可操作性、有效性、安全性等，也就是其可行性進行認真分析，確實可行后才能付諸實施。該工程從以下幾個方面來討論方案的可行性。

（1）漏水通道發(fā)育于建筑物基礎(chǔ)，因基礎(chǔ)承受力強，在灌漿過程中不致于使通道壁垮塌而產(chǎn)生阻塞，這樣漿液才能流得更遠。

（2）漏水點距帷幕線不遠，只有22.00m，并且漏水通道相對較大，這樣，所灌漿液要越過帷幕線達到上游，且于帷幕形成一個防滲整體是有把握的。

（3）通道集中，灌漿時可盡量把漿液送得更遠，越遠越好，最好能把漿液壓到漏水通道進口，若從庫內(nèi)冒漿便可以確定。這樣，漏水通道上游不會留出空隙，不致于在以后的水庫蓄水過程中產(chǎn)生潛蝕作用，有利于隧洞安全，不致于產(chǎn)生新的問題。

（4）只要在灌漿過程中能大量壓入漿液，以及隧洞底板不被壓穿，灌漿就能取得滿意的效果。

（5）由于隧洞底板混凝土本身就有質(zhì)量缺陷，所以才會被庫水壓穿。另外，隧洞側(cè)墻由毛石支砌，已年久老化，承受力已很低。為了安全起見，灌漿前對漏水點上游隧洞底板和側(cè)墻進行加固，具體地說是采用木支撐。

（6）灌漿機械安放在左壩肩地面，可有效的利用漿液的自重壓力，減少機械施壓，從而保證機械能正常運行，不致于由于機械故障而影響灌漿質(zhì)量。

（7）漏水點集中，且周圍又有底板混凝土保護，有利于埋設(shè)定向管，安裝孔口封閉器，在操作方面，灌漿容易實現(xiàn)。

5 灌漿

5.1 現(xiàn)場灌漿需要把握的要點

由于該工程灌漿的特殊性，現(xiàn)場操作需要把握以下要點：（1）沒摻速凝劑，以便讓漿液流得更遠，最好是把整個通道的空隙都填滿、填實。（2）沒有摻砂，固然摻砂可以節(jié)約水泥用量，降低工程成本，同時還可以提高漿液強度。但摻砂后，阻力加大，漿液輸送困難，容易造成管路阻塞或機械事故，反而對灌漿不利。（3）不摻粘土，以便保證漿液固結(jié)后有足夠的強度，并且能耐久。（4）要將灌漿材料一次性準備充分，以便一次性灌好，因為，不能停歇，一旦停歇或中途因故停灌，就極有可能半途而廢，達不到預(yù)期目的。（5）機械、管路、孔口設(shè)施都必須做到完好無損，在灌漿過程中不能出現(xiàn)任何故障礙，必需保證灌漿順利進行。（6）灌漿時要盡量加壓，以便能讓漿液流得更遠，同時在水壓和漿壓的共同作用下，才能使?jié){液充填飽、滿、實。（7）因為此類灌漿必須一鼓作氣，一次成功。不能中途停歇，更不可能復(fù)灌。所以，各方面都必需準備充分，做到萬無一失，才能進行灌漿。

5.2 現(xiàn)場灌漿具體操作

（1）首先將庫水盡量放到最低，這樣比較有利于灌漿。（2）將漏水點以上低涵輸水隧洞底板和側(cè)墻用木支撐進行有效加固，以保證隧洞安全和灌漿質(zhì)量。（3）進行漏水點灌漿前清理。將漏水點沿著來水方向掏空，以便埋設(shè)定向管。掏挖時注意要盡量深，以便埋更長的定向管，同時也才能將定向管固定得更穩(wěn)。也要注意不要將空間掏挖得太大，大了反而不利于固定定向管。（4）定向管埋設(shè)。用一根1.0m長的鋼管，直徑108mm，一端有絲扣。將無絲扣的一端朝向洞內(nèi)，向來水方向置入，有絲扣端向外，整個管子向下游傾斜約45度，管子外懸部分約0.30m。然后，管子周圍用石塊塞緊，以便把管子固定穩(wěn)。再用舊棉絮或布將剩下的空隙塞滿，這時，大部分水已從管子里流出。最后，用水玻璃拌水泥澆筑到管腳周圍，約0.15～0.20m厚就可以了。待凝24h便可以進行灌漿了。（5）在進行以上工作時，同時進行其它準備工作。準備足夠的水泥，50.0t；進一步檢修灌漿機械；檢修灌漿管路，是否完好無損？是否暢通？（6）以上工作都萬無一失了，便進行灌漿。灌漿前先安孔口封閉器、壓力表，連通灌漿機械和管路。（7）確定洞內(nèi)外溝通方法。

5.3 灌漿漿液

考慮工程的具體情況，應(yīng)以灌濃漿為佳，并不必清漿開路。所以直接采用0.6：1以上的純水泥漿灌注。攪漿桶容積為150L，每桶用水泥150～200kg。

5.4 灌漿壓力

為了保證漿液向上游流得更遠，應(yīng)采用盡量大的壓力，具體孔口最大灌漿壓力用到0.3MPa。但在灌漿前也應(yīng)有相應(yīng)的掌握，灌漿過程中才便于控制。具體是：相對于出水點，庫水位為H，水的容重為r，孔口壓力表讀數(shù)為P。當P=rH時，處于平衡狀態(tài)，當P>rH時，才會進漿，甚至于漿液太濃及漏水通道阻力的影響，不見得這時就會進漿。所以，在保證安全的條件下，將壓力穩(wěn)步升高，才能達到預(yù)期的灌漿效果。

6 灌漿效果

通過確實有效的現(xiàn)場控制和把握，灌漿取得了十分理想的效果。一共用去水泥20t；灌漿結(jié)束時，從庫內(nèi)冒漿，說明漿液已達到了漏水通道進口，漏水通道的絕大部分已被漿液填滿、填實；隧洞底板和側(cè)墻沒有出現(xiàn)變形和損壞；沒有出現(xiàn)機械故障或其它原因使灌漿中斷或停歇；灌漿一結(jié)束，洞內(nèi)就斷流，漏水問題得到了徹底解決。

為了處理低涵輸水隧洞底板集中漏水問題，前后用去水泥435.0t，其中前期用去300.0t，后期用去135.0t，還未包含洞內(nèi)早先進行回填、固結(jié)灌漿所用水泥。而倒灌所用水泥僅為20.0t，若事先就采用倒灌方法，則至少可節(jié)約水泥415.0t，還有大量的人力物力。這一比較，從中反映出了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

經(jīng)過多年的高水位運行檢驗，沒有出現(xiàn)任何異常。說明工程質(zhì)量和效果是可靠的，也說明新的方案、方法是正確的。倒灌的初次采用，取得了確確實實的效果，獲得了成功。

7 結(jié)束語

倒灌在小募舍水庫低涵輸水隧洞底板集中漏水的處理中初步使用，獲得了十分理想的效果。同時其經(jīng)濟效益和社會效益也是很顯著的。因此，建議在有條件的地方，即地質(zhì)條件和建筑物結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用。特別注意不要待做了很多無用功后，才來考慮采用，那樣太浪費資源了。

參考文獻：

[1]SL 62-94.水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]GB 50287-99.水利水電工程地質(zhì)勘查規(guī)范[S].

[3]ISBN 7112011292.工程地質(zhì)手冊[M].中國建筑工業(yè)出版社，1992.