胡小云

(江西贛禹工程建設(shè)有限公司，南昌 330209)

0 引 言

帷幕灌漿對防滲處理工藝要求較高，且屬于隱蔽性工程，很難直接進行灌漿加固效果的檢驗，為加強其施工質(zhì)量控制，必須在帷幕形成后進行防滲效果檢測。壓水試驗是探查巖土工程巖層裂隙及滲透性的常用方法，通過壓水試驗以測定帷幕結(jié)構(gòu)透水性、試驗段透水率參數(shù)，為巖體滲透特性評價及帷幕灌漿防滲效果檢測提供基礎(chǔ)資料。壓水試驗邊界條件較為復(fù)雜，在進行試驗壓力、滲透系數(shù)和巖體透水率等參數(shù)確定時，通常在計算模型及邊界條件設(shè)置中予以簡化處理，可能引起相關(guān)參數(shù)取值與工程實際狀態(tài)一定程度的偏離，為此，必須通過相應(yīng)統(tǒng)計學(xué)手段檢視偏離程度，以保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 工程概況

中坊水庫位于廣昌縣城東面約3km處，座落在盱江鎮(zhèn)順化村的雷公灣盱江支流長橋港上，壩址以上控制流域面積131.6km2。水庫樞紐工程等別為Ⅲ等，永久建筑物為3級，水庫死水位140.00m，相應(yīng)庫容210×104m3；水庫正常蓄水位159.00m，相應(yīng)庫容1750×104m3；設(shè)計洪水位159.58m(P=2%)，相應(yīng)庫容1828×104m3，校核洪水位162.17m，相應(yīng)庫容2255×104m3。屬于以灌溉為主，兼顧防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖、水土保持等綜合利用的中型水庫?，F(xiàn)狀溢洪道位于中坊水庫主壩與副壩之間，距主壩大壩右端50m，控制段采用寬頂堰，有閘控制。溢洪道場址區(qū)地下水類型主要為基巖裂隙水，第四系孔隙潛水不甚發(fā)育，溢洪道襯砌混凝土強度不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求；進口段左邊墻、泄槽段底板和兩側(cè)邊墻和挑坎存在裂縫、破損等質(zhì)量缺陷。此次除險加固主要折除重建溢洪道控制段，并在控制段兩側(cè)設(shè)刺墻，控制段底板及刺墻底進行帷幕灌漿。

2 試驗準(zhǔn)備

2.1 試驗?zāi)康?/h3>

各灌漿孔帷幕灌漿初期全孔應(yīng)進行壓水試驗，試驗?zāi)康闹饕谟诹私獾刭|(zhì)條件、巖層分布和在灌漿壓力下巖層吸漿量的情況、檢查各次序灌漿孔的透水率值在灌漿次序增加而逐漸減少的規(guī)律；了解各段的灌漿變化情況、有無異常的變化，如有異常以便采取相應(yīng)的措施；通過壓水試驗檢驗灌漿方法的適用性及灌漿段長；了解各灌漿段在灌漿前的滲透性，便于備料和漿液初始配合比設(shè)計。

2.2 試驗設(shè)備

中坊水庫溢洪道控制段底板及刺墻底帷幕灌漿壓水試驗主要采用XY-1A型油壓鉆機并配備直徑89mm的金剛石鉆具；止水栓塞則使用單管頂壓式栓塞；供水設(shè)備選用出水均勻、壓力穩(wěn)定的水泵，并在其出口處安裝容積至少5L的穩(wěn)壓空氣閥；量測用壓力表應(yīng)反應(yīng)靈敏，且卸壓后指針能快速歸零；流量計必須能在1.5MPa壓力下正常運行，且其量測范圍必須與水泵出力相吻合。

3 試驗過程及結(jié)果

壓水試驗是在裂縫沖洗后灌漿前24h內(nèi)分段進行，水壓按照灌漿壓力的80%確定，當(dāng)水壓超出1MPa時，則按1MPa水壓力進行壓水試驗。壓水試驗孔可與先導(dǎo)孔結(jié)合使用，并按先導(dǎo)孔數(shù)的10%為壓水試驗孔。在壓水試驗設(shè)備安裝完成后通過調(diào)節(jié)閥以調(diào)整試驗段壓力，待壓力達到預(yù)定值后穩(wěn)壓。根據(jù)水表所顯示的流量按照1min的時間間隔觀測，并待流量無明顯變化時進行流量數(shù)據(jù)的分析：五次流量讀數(shù)內(nèi)最大和最小值之差若低于最終流量值的10%，則應(yīng)結(jié)束試驗，取流量最終值為試驗值。重復(fù)進行上述步驟，直至完成對應(yīng)孔段壓水試驗[1]。

3.1 可灌性檢測

水庫溢洪道因地質(zhì)條件、工程規(guī)模、施工水平等不同，防滲處理要求也不盡相同，在帷幕灌漿初期為獲得合理的控制參數(shù)，必須結(jié)合工程所處巖層進行分區(qū)，明確試驗地點，展開壓水試驗，保證試驗位置的合理性及試驗結(jié)果的代表性。在中坊水庫溢洪道堰頂及刺墻頂0+126.32-0+133.54及0+185.36-0+225.40段按照4.5m間距布設(shè)試驗孔位，并按照三點五段法進行壓水試驗，以驗證溢洪道控制段底板及刺墻底基巖層的可灌性[2]。

裂隙沖洗和壓水試驗結(jié)果是巖體裂隙發(fā)育及透水性的反應(yīng)，根據(jù)試驗所得出的注水量，進行帷幕灌漿加固深度及分段灌漿壓力值的驗證。該水庫溢洪道各次序孔透水率分布情況試驗結(jié)果詳見表1。

表1 各次序孔透水率分布情況

根據(jù)以上對各次序孔透水率分布情況的統(tǒng)計及透水率頻率曲線的分析可以看出，該水庫溢洪道巖體透水率主要分布在10-100Lu區(qū)間，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔巖體透水率在相應(yīng)區(qū)間占比分別為62.5%、66.67%和47.06%。試驗結(jié)果表明該加固段巖層裂隙發(fā)育，且局部地質(zhì)條件不良，通過帷幕灌漿可起到一定的防滲加固效果。

3.2 壓力-流量關(guān)系曲線

針對該水庫溢洪道除險加固段YS1檢查孔壓水試驗結(jié)果繪制其壓力-流量關(guān)系曲線，具體見圖1，并從裂隙狀態(tài)及流態(tài)兩個方面進行滲漏情況分析。結(jié)果表明，YS1檢查孔01段為層流型，裂隙壓力小而未發(fā)生明顯變化；02段為充填型，裂隙狀態(tài)改變且部分受微小顆粒堵塞而處于半封閉狀態(tài)；03-08段均為紊流型，壓力流量為非線性關(guān)系，但裂隙狀態(tài)變化不大。壓水曲線在試驗過程中并未出現(xiàn)明顯沖蝕和擴張，表明裂隙在壓力作用下并未出現(xiàn)彈性擴張和滲透增大等情況，且?guī)r體基本呈半封閉狀態(tài)，灌漿效果和質(zhì)量有保證[3]。

圖1 YS1檢查孔壓力-流量關(guān)系曲線

帷幕灌漿工程量大，對全部鉆孔取芯樣檢查并不現(xiàn)實，為此，主要根據(jù)設(shè)計要求進行該水庫溢洪道待加固段帷幕灌漿初期防滲質(zhì)量檢查孔取芯數(shù)量的確定。對于YS1檢查孔而言，當(dāng)設(shè)計壓力取0.3MPa、0.6MPa及1.0MPa時，流量以正相關(guān)趨勢變動，但呂榮值較為穩(wěn)定，始終不超過5Lu。結(jié)合壓水試驗結(jié)果和地質(zhì)芯樣進行帷幕灌漿質(zhì)量的綜合評定，YS1檢查孔壓水試驗檢測統(tǒng)計結(jié)果(表2)表明，該水庫溢洪道待加固段巖體滲透性和壓力-流量關(guān)系曲線分析結(jié)果基本一致。

表2 YS1檢查孔壓水試驗檢測結(jié)果統(tǒng)計

4 結(jié) 論

綜上所述，水庫大壩溢洪道帷幕灌漿加固屬于隱蔽性工程，考慮到水庫大壩溢洪道巖層具有較大的可變性，帷幕灌漿施工及其與巖層間的作用機理較難把握，故灌漿加固質(zhì)量事故出現(xiàn)率也較高，壓水試驗是當(dāng)前灌漿施工技術(shù)參數(shù)確定、質(zhì)量控制及防滲效果檢測的主流技術(shù)，其基本不會對大壩基巖巖層產(chǎn)生大規(guī)模擾動；且對各個孔段均進行壓水試驗，樣本容量大，能獲得大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，試驗結(jié)果可靠；檢測結(jié)果在試驗結(jié)束后立即產(chǎn)生，對帷幕灌漿施工過程指導(dǎo)性強。