劉常新

(中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司，鄭州 450001)

1 工程概述

隘口水庫(kù)位于重慶秀山土家族苗族自治區(qū)境內(nèi)，該水庫(kù)是一座以發(fā)電、防洪、灌溉兼顧的中型水庫(kù)，該水庫(kù)所處的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，巖溶發(fā)育豐富，屬典型的喀斯特地貌。，大壩的防滲帷幕采用懸掛式帷幕，工程量為15萬(wàn)m3，由于灌漿的工作量較大、施工條件復(fù)雜、施工所耗時(shí)較長(zhǎng)，使得造價(jià)較高。為了有效降低工程造價(jià)，提高施工進(jìn)度，經(jīng)專家討論，可在該水庫(kù)壩基帷幕灌漿大耗漿孔段采用水泥粉煤灰混合漿液對(duì)其進(jìn)行灌漿處理，現(xiàn)對(duì)水泥粉煤灰混合漿液性能進(jìn)行試驗(yàn)分析。

2 混合料配比試驗(yàn)

2.1 原材料選擇

在室內(nèi)試驗(yàn)開(kāi)始前，對(duì)擬采用的貴州松桃高力水泥廠生產(chǎn)的P.O 42.5普通硅酸鹽水泥和貴州大龍?zhí)斐缮a(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰進(jìn)行取樣試驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果表明兩者均符合相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 不同粉煤灰摻量對(duì)比試驗(yàn)

將原材料取樣，以粉煤灰摻量為0(純水泥漿)、30%、40%、50%，分別配制水膠比為0.5∶1、0.6∶1、0.7∶1、0.8∶1的水泥粉煤灰漿液共16組，水泥粉煤灰漿液試拌方案表，見(jiàn)表1。

表1 水泥粉煤灰漿液試拌方案表

根據(jù)表1所擬定的方案進(jìn)行試拌，并對(duì)水泥粉煤灰漿液性能指標(biāo)及硬化后的結(jié)石密度、結(jié)石強(qiáng)度、彈性模量、耐久性指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。各漿液比級(jí)摻不同粉煤灰量時(shí)的性能成果，見(jiàn)表2。

表2 各漿液比級(jí)摻不同粉煤灰量時(shí)的性能成果表

根據(jù)以上試驗(yàn)資料分析可知：①漿液的密度隨粉煤灰摻量的增加而降低；②漿液的析水率隨粉煤灰摻量的增加而增大；③漿液的流動(dòng)性隨粉煤灰摻量的增加，初始黏度(s)減小，流動(dòng)性增大；④漿液的凝結(jié)時(shí)間隨粉煤灰摻量的增加而延長(zhǎng)；⑤在水灰比和齡期相同的情況下，漿液的結(jié)石強(qiáng)度和水膠比與粉煤灰摻量成反比。

2.3 推薦配比

根據(jù)該工程所用原材料、試驗(yàn)成果并結(jié)合施工的可灌性以及其它工程應(yīng)用實(shí)例，本著保證質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)合理又便于施工的原則，現(xiàn)推薦兩種合適本工程的配合比：水膠比0.6:1，粉煤灰摻量為30%；水膠比0.7:1，粉煤灰摻量為30%。該兩種配合比漿液的拌合物性能滿足了該工程灌漿材料所要求的低析水率、較好的穩(wěn)定性、良好的流動(dòng)性；硬化后的性能滿足了較高的結(jié)石強(qiáng)度、良好的防滲性能等指標(biāo)。

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

在強(qiáng)巖溶發(fā)育地層段右下廊道選取一個(gè)帷幕灌漿單元采用水泥粉煤灰混合漿液進(jìn)行灌注，該單元帷幕灌漿孔布設(shè)二排孔，最大孔深為約201m，共20個(gè)孔，均為鉛直孔。

3.1 灌漿施工順序

先導(dǎo)孔施工→抬動(dòng)觀測(cè)埋設(shè)→帷幕Ⅰ序孔鉆灌→帷幕Ⅱ序孔鉆灌→帷幕Ⅲ序鉆灌→檢查孔孔芯、單點(diǎn)法壓水檢查→灌后彈性波和動(dòng)彈性模量測(cè)試及孔壁錄像→檢查孔耐久性壓水試驗(yàn)(壓水時(shí)間持續(xù)72h)。

3.2 灌漿施工工藝

1)鉆孔。采用XY-2型地質(zhì)鉆機(jī)清水回轉(zhuǎn)鉆孔，金剛石鉆頭配合巖芯管鉆進(jìn)取芯。終孔偏斜率符合規(guī)范要求[1-2]。

2)漿液配置和輸送。漿液配置采用集中制漿系統(tǒng)統(tǒng)一配置和輸送。

為了有效解決證書(shū)造假的情況，可以從以下幾方面著手：①相關(guān)部門(mén)做好許可證書(shū)比對(duì)工作。對(duì)已發(fā)證檔案進(jìn)行查閱，根據(jù)工程建設(shè)許可證書(shū)進(jìn)行真?zhèn)闻袛嗪丸b別。②發(fā)現(xiàn)證書(shū)造假或相關(guān)部門(mén)并未對(duì)證書(shū)留檔，需要將證書(shū)及有關(guān)資料一并移交司法鑒定機(jī)構(gòu)。③有關(guān)人員必須不斷提升自身的專業(yè)水平，尤其是提高對(duì)集體土地相關(guān)知識(shí)的掌握，加強(qiáng)學(xué)習(xí)，提高法律認(rèn)識(shí)，對(duì)虛假證書(shū)做到快速辨別。

3)灌漿。灌漿的過(guò)程中采用先下游，后上游的順序。確定最大的灌漿壓力不超過(guò)3.5MPa，長(zhǎng)度為5m以內(nèi)。在該段最大灌漿壓力下，注入率<1L/min，延續(xù)灌注60min[3]。根據(jù)上文試驗(yàn)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并結(jié)合該項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，選用水膠比為0.7:1，0.6:1的配比進(jìn)行灌漿試驗(yàn)，防滲帷幕灌漿現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)推薦施工漿液配合比，見(jiàn)表3。

表3 防滲帷幕灌漿現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)推薦施工漿液配合比

3.3 灌漿成果分析

3.3.1 灌漿前后壓水透水率對(duì)比統(tǒng)計(jì)分析

進(jìn)行試驗(yàn)段施灌前的物探孔各段壓水?dāng)?shù)據(jù)和灌后檢查孔壓水結(jié)果統(tǒng)計(jì)，試驗(yàn)單元灌漿前后壓水透水率成果統(tǒng)計(jì)表，見(jiàn)表4。

表4 試驗(yàn)單元灌漿前后壓水透水率成果統(tǒng)計(jì)表

從表4可知，在灌漿前所有段數(shù)的透水率都>5Lu，在灌漿后所有段數(shù)的透水率都<5Lu。表明灌漿對(duì)于透水率的影響明顯，可減低透水率。

3.3.2 耐久性壓水試驗(yàn)分析

對(duì)J2檢查孔進(jìn)行檢查后，進(jìn)行耐久性壓水試驗(yàn)，壓力為3.5MPa，而且持續(xù)壓水72h均為出現(xiàn)任何異常，表明耐久性能滿足試驗(yàn)研究。

根據(jù)試驗(yàn)單元灌漿原始漿的注入量數(shù)據(jù)(水泥+粉煤灰)，按分排分序統(tǒng)計(jì)單位注入灰量的區(qū)間段次及其頻率，統(tǒng)計(jì)0.7∶1、0.6∶1(水膠比)注入灰量及其占總注入量的比例，試驗(yàn)單元注入灰量統(tǒng)計(jì)表，見(jiàn)表5。

表5 試驗(yàn)單元注入灰量統(tǒng)計(jì)表

表5統(tǒng)計(jì)結(jié)果說(shuō)明：

1)下游排注入量高于上游排，各排中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔注入量依次呈遞減規(guī)律，說(shuō)明漿液的可灌性較好，符合灌漿規(guī)律。

2)該單元注入灰量以0.7∶1的漿液為主(占67%)，在下游排的Ⅰ序孔，0.6∶1的漿液注入量占(43.2%)，以后Ⅱ、Ⅲ序和上游排Ⅰ、Ⅱ序明顯遞減，上游排Ⅲ序孔基本沒(méi)有0.6∶1的漿液注入。

3)該單元注入灰量在100kg/m的占18.3%，200kg/m-1000kg/m的占25.6%，其余區(qū)間注入較少，可看出水泥粉煤灰漿液在強(qiáng)巖溶地層可灌性的分布特點(diǎn)。

從灌漿前后的壓水試驗(yàn)透水率、耐久性壓水試驗(yàn)、試驗(yàn)單元的注入量的統(tǒng)計(jì)分析，說(shuō)明采用摻30%粉煤灰的漿液配比和灌注工藝均可滿足設(shè)計(jì)防滲要求。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

摻入一定量的水泥粉煤灰后的混合漿液，其漿液成本分析表，見(jiàn)表6。

表6 漿液成本分析表

從表6可以看出，每灌注1m30.7∶1的水泥粉煤灰漿液可節(jié)約漿液成本58.69元，灌注1m30.6∶1的水泥粉煤灰漿液可節(jié)約漿液成本71.18元。整個(gè)水庫(kù)基礎(chǔ)防滲帷幕工程注入0.7∶1和0.6∶1的水泥粉煤灰漿液分別為4.55萬(wàn)m3和2.81萬(wàn)m3，總共可節(jié)約成本467.05萬(wàn)元以上。

5 結(jié) 語(yǔ)

在強(qiáng)巖溶發(fā)育地層中，采用水泥粉煤灰混合漿液，進(jìn)行大規(guī)模防滲灌漿可行的，既能保證工程質(zhì)量，又能降低工程成本，減少環(huán)境污染，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。