焦萬(wàn)明

我國(guó)部分水庫(kù)年代久遠(yuǎn)，受當(dāng)時(shí)施工技術(shù)、勘察技術(shù)、設(shè)計(jì)等因素的影響，工程存在一系列問(wèn)題，并且存在一些管理不善，在多年使用后出現(xiàn)安全隱患。對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)要采取科學(xué)的處理措施，除險(xiǎn)加固，保證水庫(kù)的安全，發(fā)揮水庫(kù)的作用，同時(shí)也確保下游民眾的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全。高壓噴射灌漿技術(shù)是一種提高地基承載能力或者防滲的技術(shù)，在處理初發(fā)險(xiǎn)情，壩體滲漏險(xiǎn)情中，高壓噴灌技術(shù)有重要除險(xiǎn)加固作用。本文以青海某病險(xiǎn)水庫(kù)為例，對(duì)高噴灌漿技術(shù)在病險(xiǎn)水庫(kù)壩體滲漏中的補(bǔ)救應(yīng)用進(jìn)行探討。

一、工程概況

該小型病險(xiǎn)水庫(kù)總庫(kù)容為170×104m3，控制流域面積為2.37km2。大壩最大壩高為16m，壩頂長(zhǎng)245m，壩頂寬4.7～5.4m，壩頂高程2164.72～2165.1m。大壩為均質(zhì)土壩。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)和校核洪水標(biāo)準(zhǔn)分別為30a、300a一遇。臨時(shí)建筑物為5級(jí)，次要建筑物為5級(jí)，主要建筑物為4級(jí)。該大壩建于上世紀(jì)六十年代，施工前沒(méi)有完整的設(shè)計(jì)圖紙，沒(méi)有進(jìn)行地質(zhì)勘探，也沒(méi)有技術(shù)人員。大壩施工，簡(jiǎn)單清除了草皮、樹(shù)林等，沒(méi)有清除表層土、蛇洞、獸洞、螞蟻巢穴等。大壩清基不徹底，礫砂層、粗砂等沒(méi)有進(jìn)行截滲處理。興建和加固中都沒(méi)有嚴(yán)格清基，壩體碾壓量遠(yuǎn)未達(dá)到要求，壩身填土土料不符合要求，出現(xiàn)嚴(yán)重滲漏。上游壩面是塊石護(hù)坡，存在嚴(yán)重沖刷和風(fēng)化。上下游面雜草叢生，大壩發(fā)生不均勻沉降。下游坡面雜草眾多，局部有塌坡。左壩肩附近有小面積坍塌。貼坡排水效果差，壩址終年不斷出現(xiàn)多處滲漏，形成沼澤地。

二、防滲處理

1.防滲方案

對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)壩體進(jìn)行地質(zhì)勘察，計(jì)算滲流，綜合考慮大壩的情況，大壩的左右壩肩和壩體，都需要進(jìn)行防滲處理。使用下游排滲減壓、垂直防滲、水平防滲等方式，或者綜合采用各種防滲措施。由于蓄水多年，在進(jìn)行補(bǔ)救措施時(shí)，采用上游鋪蓋的方式，需要將水庫(kù)放空。這種方式工期較長(zhǎng)，受季節(jié)限制，不能完全解決問(wèn)題，因此排除這種方案。對(duì)下游進(jìn)行排滲減壓，維護(hù)費(fèi)用高，并且很難管理，也排除這種方案。目前應(yīng)用垂直防治技術(shù)比較廣泛，并且技術(shù)成熟，結(jié)合本工程的地質(zhì)條件，防滲加固采用沖抓套井回粘土心墻的方式。頂高程為2463.4m，墻厚0.8m。計(jì)算滲流結(jié)果，滿足設(shè)計(jì)要求。擬定套井一排，造孔直徑1.1m，孔距0.755m，排距為0.8m。

2.補(bǔ)救措施

在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)大壩樁號(hào)之間有三個(gè)連續(xù)心墻孔，施工到一定高度，出現(xiàn)2.5m左右的埋石，無(wú)法使用沖抓設(shè)備進(jìn)行處理。發(fā)現(xiàn)兩個(gè)老滲漏點(diǎn)。評(píng)估判斷沒(méi)有完全封閉大壩粘土防滲墻。在埋石位置有滲流通道，由于埋石分布不均勻，直徑比較大，考慮在距離沖抓套井粘土心墻中心線考上游坡的位置，也就是1.5m處，設(shè)置兩端高噴灌漿防滲墻，封閉整個(gè)防滲墻。樁號(hào)0＋082、0＋086，到2454.3m、2454.2m，2453.6m遇到埋石。樁號(hào)0＋103、0＋0188、0＋160，施工到2455.7m、2451.8m、2450.04m，出現(xiàn)埋石。

高噴灌漿分二序孔施工，依次進(jìn)行，孔距為1.2m，時(shí)間相隔五天以上。使用XF100型鉆機(jī)，鉆孔直徑為127mm?；匦@進(jìn)泥漿護(hù)壁中。施工前必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)核定。確定最終的技術(shù)參數(shù)，以及具體的施工工藝。同時(shí)制定施工規(guī)范和規(guī)程，嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行。高噴鉆孔孔深為10m，最大允許偏斜率為0.1m，孔深為20m，最大允許偏斜率為0.25m，孔深為30m，最大允許偏斜率為0.5m。實(shí)行高噴灌漿技術(shù)，使用純水泥漿，水泥為普通硅酸鹽水泥，P.O42.5。使用高壓擺噴灌漿的方式，采用三管法進(jìn)行高噴灌漿。

表1 高壓擺噴施工參數(shù)表

圖1 折線式連接示意圖

當(dāng)高噴灌漿到設(shè)計(jì)的高程，關(guān)閉空壓機(jī)和高壓水泵，將噴桿提高，向孔內(nèi)靜壓灌注水泥漿，通常時(shí)間為2～24小時(shí)，直到孔內(nèi)混合液凝固，不再淅水下沉。在操作時(shí)注意保持高噴灌漿操作的連續(xù)性，中斷時(shí)間不能超過(guò)半小時(shí)。靜壓灌漿的漿液比重應(yīng)該超過(guò)1.6T/m3。在高噴灌漿恢復(fù)時(shí)，噴桿放到中斷處以下50cm，開(kāi)始重復(fù)灌漿，然后上提。

采用圍井法，檢查防滲墻的質(zhì)量，開(kāi)展壓水實(shí)驗(yàn)和注水實(shí)驗(yàn)。板墻滲透系數(shù)要不超過(guò)1×10-6cm/s，旋轉(zhuǎn)速度為10r/min，最大的板墻厚度為25cm以上，最小的板墻厚度為15cm，土層提升速度為8-10cm/min，礫石層提升速度為6-8cm/min，氣壓為0.65-0.7MPa，排水量為75L/min，高壓水水壓為327MPa，進(jìn)漿量為80L/min，漿壓為0.27MPa，排氣量為90-96L/min，漿液比重不低于1.6T/m3。

3.防滲效果

施工完成后，現(xiàn)場(chǎng)檢查水庫(kù)的滲漏處情況。確保沒(méi)有發(fā)現(xiàn)新的滲漏位置，以及沒(méi)有發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象?？⒐を?yàn)收后一個(gè)周期，加強(qiáng)檢驗(yàn)檢查，仍沒(méi)有發(fā)現(xiàn)滲水或者滲漏現(xiàn)象，表示使用高噴灌漿技術(shù)取得理想的效果。加強(qiáng)后期跟蹤觀察，是否出現(xiàn)滲水問(wèn)題。本次工程經(jīng)過(guò)近五年的觀察，成效顯著，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

總之，高壓噴射灌漿技術(shù)防滲效果好，耐久性長(zhǎng)，對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)壩體滲漏有明顯的補(bǔ)救作用。高壓噴射灌漿技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量可靠，施工規(guī)模小，成本比較低，不需要大范圍整修擴(kuò)建，應(yīng)用廣泛。在施工過(guò)程中要科學(xué)控制各項(xiàng)參數(shù)，規(guī)范施工，按照技術(shù)要求完成各項(xiàng)工作，規(guī)范管理，及時(shí)處理遇到的緊急問(wèn)題，保證施工質(zhì)量。