劉常新

(中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司，鄭州 450001)

1 基本概況

1.1 工程概況

重慶秀山隘口水庫(kù)地處強(qiáng)溶巖發(fā)育地區(qū)，工程地質(zhì)條件極其復(fù)雜。隘口水庫(kù)工程由高86.2m的瀝青混凝土心墻堆石壩、寬16m開敞式溢洪道、高55.10m岸邊斜臥式取水塔及引水隧洞、灌溉干支渠114.92km(其中支渠27.43m)、兩座電站及一座水廠組成。輸水管道呈點(diǎn)、線、面分部，上至隘口鎮(zhèn)下至官莊鄉(xiāng)，由西南向東北縱貫百里秀山平原。水庫(kù)正常蓄水位544.45m,設(shè)計(jì)洪水位548.0m,正常庫(kù)容3027.4萬(wàn)m3, 死庫(kù)容180.9萬(wàn)m3：防洪庫(kù)容369.0萬(wàn)m3, 總庫(kù)容3580萬(wàn)m3。大壩壩基防滲帷幕采用懸掛式帷幕，沿壩軸線布置，左、右岸防滲線路走向均與壩軸線呈一定夾角。大壩河床段帷幕線長(zhǎng)140.6m。左岸防滲線長(zhǎng)57.9m，右岸防滲線長(zhǎng)724.5m，帷幕防滲線總長(zhǎng)1383m。左右岸沿高程分別布置三條灌漿平洞，灌漿平洞與壩內(nèi)灌漿廊道相接。各平洞高程分別為549.2m、518m、485m、470m，各層灌漿平洞之間的高差在15-80m之間，大壩帷幕施工主要在大壩基礎(chǔ)灌漿廊道和灌漿平洞內(nèi)完成。

1.2 地質(zhì)概況

隘口水庫(kù)兩岸有較多的暗河及巖溶大泉匯入，水庫(kù)范圍內(nèi)主要地層有前寒武系、寒武系，奧陶系及志留系地層，此外在河谷谷底及兩岸還有第四系松散堆積。隘口水庫(kù)壩址區(qū)屬典型的喀斯特地貌。初設(shè)報(bào)告認(rèn)為防滲線上地層巖溶較發(fā)育，尤其以右岸及河床最為發(fā)育，其巖溶率分別達(dá)15.17%和23.23%，且以泥質(zhì)充填及無(wú)充填為主，其中：河床段的∈3m地層最為發(fā)育，主要分布高程為470-380m，且以<3m高度為主。右岸發(fā)育多個(gè)溶洞或溶洞群，最大的空腔體積數(shù)萬(wàn)方。根據(jù)帷幕實(shí)驗(yàn)區(qū)資料統(tǒng)計(jì)，溶洞直線率平均為15.1%。實(shí)驗(yàn)區(qū)在施工過程中揭示了多層(個(gè))強(qiáng)溶蝕帶(或溶洞)，孔深在4m至80m巖溶極為發(fā)育，溶蝕率高達(dá)23.7%。80m以下為6%。溶洞均為全充填型，最大高度達(dá)12.2m。

2 帷幕灌漿的設(shè)計(jì)參數(shù)與布置情況

按設(shè)計(jì)要求，隘口水庫(kù)壩基河床段和左右岸三層灌漿平洞布置的防滲帷幕，總長(zhǎng)1383m，工程量約14萬(wàn)m3，最大灌漿壓力3.5MPa，最大孔深為201.37m。防滲帷幕灌漿孔位布置Ⅰ區(qū)按三排孔布置，Ⅱ區(qū)按二排孔布置，Ⅲ區(qū)按一排孔布置。根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，帷幕灌漿過程中，要在灌漿軸線上進(jìn)行灌漿孔的設(shè)置，不同孔洞之間的距離以2m為宜，要確保各個(gè)孔位處于同一水平線，偏差應(yīng)控制在10cm以下，共需布置121個(gè)灌漿孔，灌漿完成后要進(jìn)行壓水試驗(yàn)，要確保透水率q≤5Lu。在灌漿過程中會(huì)使用自動(dòng)記錄儀進(jìn)行灌漿過程的記錄。此外，為了保證施工工期，除了灌漿自動(dòng)記錄儀以外，還要配置鉆探式鉆機(jī)與制漿泵等機(jī)械設(shè)備[1]。在帷幕灌漿施工前應(yīng)詳細(xì)進(jìn)行大壩附近施工環(huán)境的勘察，并以收集到的信息為依據(jù)進(jìn)行帷幕灌漿施工流程的合理設(shè)計(jì)，并做好施工前的各項(xiàng)準(zhǔn)確工作，進(jìn)而為帷幕灌漿技術(shù)的實(shí)施提供保障，進(jìn)而使大壩的安全性能得以有效提升。

3 帷幕灌漿施工工藝

隘口水庫(kù)帷幕灌漿施工前，首先進(jìn)行鉆孔，然后使用高壓水槍進(jìn)行鉆孔裂縫的沖洗，直至孔內(nèi)溢出清水為止。之后，對(duì)孔洞的水壓進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)灌漿孔的水分滲透率進(jìn)行測(cè)算，再進(jìn)入到制漿環(huán)節(jié)，嚴(yán)格按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行漿料的稱量與調(diào)配，砂漿的攪拌時(shí)間不得少于3min，并及時(shí)進(jìn)行泥漿比重的測(cè)定。在灌漿環(huán)節(jié)，由于灌漿時(shí)存在吃漿量較大的情況，灌漿3min左右要檢測(cè)一次漿液流量，并安排專人進(jìn)行灌漿壓力的檢測(cè)，實(shí)時(shí)進(jìn)行流量數(shù)據(jù)以及灌漿液等參數(shù)的記錄[2-3]。最后，進(jìn)行封孔施工，此時(shí)可根據(jù)具體的施工情況選擇使用人工作業(yè)或是機(jī)械作業(yè)，要保證灌漿段所使用的漿液飽滿度足夠，確保其覆蓋層具有較高的密實(shí)度。具體施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

4 隘口水庫(kù)帷幕灌漿質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 鉆孔施工

在鉆孔施工過程中，需要使用全站儀進(jìn)行灌漿孔孔位的測(cè)量，并使用水準(zhǔn)儀或鋼卷尺等設(shè)備進(jìn)行放線引點(diǎn)的合理設(shè)置，之后使用鉆孔機(jī)進(jìn)行鉆孔，并進(jìn)行孔洞位置的校準(zhǔn)及標(biāo)記。施工前要進(jìn)行鉆井平臺(tái)的確定，并使用水平尺對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測(cè)，確保其符合施工標(biāo)準(zhǔn)后再使用螺栓進(jìn)行加固。之后，要對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行全面檢查，了解其加固的穩(wěn)定性，并對(duì)其水平情況進(jìn)行判定，應(yīng)確保鉆孔與豎井的高度相同，并與起重機(jī)處于同一水平線[4]。然后要對(duì)混凝土的覆蓋層進(jìn)行鉆孔，并對(duì)孔口進(jìn)行鋪設(shè)。通常灌漿廊道上所鋪設(shè)的混凝土厚度較厚，因此應(yīng)合理進(jìn)行埋管深度的控制，確保其在一至兩米內(nèi)即可。此外，還要選擇尺寸及直徑適合的穿孔管，以適合的角度進(jìn)行孔口管的插入，并及時(shí)進(jìn)行角度調(diào)整，并需預(yù)留三天左右的凝固時(shí)間。

4.2 漿液水灰比的控制

在帷幕灌漿過程中，漿液水灰比會(huì)對(duì)最終的灌漿質(zhì)量產(chǎn)生影響，要確保漿液注入量高于300L，灌漿時(shí)間應(yīng)高于1小時(shí)，如果灌漿壓力及注入率未出現(xiàn)較為明顯的變化，此時(shí)可適當(dāng)進(jìn)行水灰比濃度的增加，如果注入率較快，每分鐘超過了30L,則應(yīng)以施工需求合理進(jìn)行漿液濃度的調(diào)整。灌漿時(shí)易出現(xiàn)灌漿停止的情況，一旦出現(xiàn)此類情況必須及時(shí)進(jìn)行問題產(chǎn)生原因的分析，并以適合的方式進(jìn)行解決，以確保最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)灌漿，如停止時(shí)間過長(zhǎng)，必須先進(jìn)行鉆孔的清理之后才可以再次進(jìn)行灌漿施工。

4.3 灌漿施工

灌漿施工是帷幕灌漿技術(shù)最為重要的環(huán)節(jié)。首先，要進(jìn)行施工材料的合理選擇，確保所選材料符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如施工現(xiàn)場(chǎng)存在斷層情況，應(yīng)將外加劑或其他類型的混合物添加于泥漿當(dāng)中，并及時(shí)進(jìn)行記錄。其次，要選擇適合的施工工藝，帷幕孔的設(shè)置以兩排為宜，下排施工完成后再進(jìn)行上排施工。同時(shí)，應(yīng)以設(shè)計(jì)方案為依據(jù)進(jìn)行同排帷幕孔等級(jí)的劃分，通常劃分為三個(gè)級(jí)別，按照級(jí)別的不同依次進(jìn)行施工[5]。

4.4 質(zhì)量事故處理

4.4.1 繞塞返漿

由于大壩的土質(zhì)較為松散，且具有一定的風(fēng)化特性，因此，護(hù)臂套管的根部極易出現(xiàn)脫落現(xiàn)象。因此，在灌漿時(shí)要檢查泥漿是否存在沿管壁流出的現(xiàn)象，并采取適合的方式進(jìn)行處理。應(yīng)在管道處進(jìn)行水泥加固以加強(qiáng)其防水效果，并用水泥袋將孔口進(jìn)行封堵，也可使用濃漿進(jìn)行灌注，并進(jìn)行分步灌漿以使先灌入的泥漿凝固后再進(jìn)行下一步驟的灌漿。

4.4.2 串漿

如出現(xiàn)串漿現(xiàn)象，應(yīng)第一時(shí)間使用膠帶進(jìn)行串漿孔的封堵，之后再進(jìn)行灌漿作業(yè)。如在灌漿過程中出現(xiàn)串漿現(xiàn)象，應(yīng)中止灌漿，等待已灌入漿液凝固后再恢復(fù)灌漿作業(yè)，以此確保灌漿質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。灌漿時(shí)還要對(duì)壩面以及壩背的排氣與排水現(xiàn)象進(jìn)行檢查，并檢測(cè)其是否存在冒漿現(xiàn)象，如出現(xiàn)此問題必須進(jìn)行及時(shí)進(jìn)行封堵?？墒褂脻鉂{灌注、放緩灌注速度等方式對(duì)串漿現(xiàn)象進(jìn)行有效控制。

4.4.3 漿液滲漏

灌漿時(shí)如存在吃漿量較大的情況將會(huì)導(dǎo)致孔洞難以承受注漿壓力進(jìn)而導(dǎo)致漿液滲漏問題的出現(xiàn)，此時(shí)可分步進(jìn)行灌漿，并使用石灰?guī)r塊進(jìn)行回填施工，以免由于施工而使巖體的空隙進(jìn)一步增大，進(jìn)而加重漿液滲漏程度。除此之外，也可采用濃漿灌注法與粗砂灌注法進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，進(jìn)而提升帷幕灌漿質(zhì)量。

4.5 灌漿質(zhì)量的檢查

施工工藝會(huì)對(duì)最終的施工質(zhì)量產(chǎn)生決定性的影響，因此應(yīng)按照檢查標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)帷幕灌漿施工的相關(guān)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并于灌漿完成14天左右進(jìn)行施工質(zhì)量的嚴(yán)格檢查。應(yīng)對(duì)總灌漿孔進(jìn)行抽查檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量不得低于10%，并分別在各個(gè)單元中進(jìn)行檢查孔的選擇[6]。布孔檢測(cè)時(shí)，要以設(shè)計(jì)要求以及工程施工標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，確保鉆孔設(shè)置于帷幕中心線之上，并對(duì)斷層位置的孔洞進(jìn)行檢查，還要檢查巖石破碎處的孔洞情況。此外，還要對(duì)施工中存在隱患的部位進(jìn)行嚴(yán)格檢查。在進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)確保檢查符合監(jiān)理標(biāo)準(zhǔn)，帷幕灌漿結(jié)束后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行灌漿施工相關(guān)資料的提交，以供監(jiān)理人員參考，進(jìn)而使檢查工作快速完成。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行灌漿孔的檢查，并要對(duì)巖芯進(jìn)行檢查，以此確保灌漿孔的密封質(zhì)量與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相一致。

隘口水庫(kù)帷幕灌漿質(zhì)量檢查共完成121個(gè)孔，共計(jì)1801段。經(jīng)壓水試驗(yàn)檢測(cè)，其最大透水率為4.71Lu,最小透水率為0.06Lu均符合設(shè)計(jì)透水率<5Lu的要求。合格率達(dá)到100%。完成的5個(gè)耐久性壓水試驗(yàn)孔均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié) 語(yǔ)

水庫(kù)大壩的建設(shè)條件并不一致，因此在帷幕灌漿技術(shù)應(yīng)用過程中，施工人員必須按照相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行灌漿施工，以確保灌漿質(zhì)量可以通過質(zhì)量檢測(cè)，以此提高水庫(kù)大壩的安全性與穩(wěn)定性。隘口水庫(kù)帷幕灌漿采用以上施工工藝和施工控制措施，質(zhì)量檢查均合格，耐久性壓水試驗(yàn)孔均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，表明此施工工藝和質(zhì)量控制措施，有效確保了隘口水庫(kù)帷幕灌漿的施工質(zhì)量，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。