買買提江·阿布都艾尼

（和田地區(qū)水利工程質(zhì)量監(jiān)督站，新疆 和田 848000）

1 水庫概況

某水庫工程位于新疆維吾爾自治區(qū)和田地區(qū)和田縣西北側(cè)，該水庫始建于1994 年，壩型主要為均質(zhì)土壩，2000 年擴建為中型水庫，工程等別為Ⅲ等，攔河壩、溢洪道、輸水隧洞等主要水工建筑物等級均為三級。根據(jù)近年來所取得的水庫運行觀察、勘測資料，水庫壩體存在不同程度的坡腳浸潤線偏高和承壓水偏高情況，經(jīng)分析論證，建議對水庫大壩實施帷幕灌漿防滲加固處理，保證水庫大壩安全穩(wěn)定運行。

2 帷幕灌漿施工方案

帷幕灌漿即針對砂礫石或巖石地基，通過深孔灌漿技術(shù)建造起連續(xù)防滲幕。通過灌漿設(shè)備并施加一定壓力將按設(shè)計配比制備好的漿液灌注進地基裂縫孔隙內(nèi)，膠結(jié)后形成堅固密實的整體防滲結(jié)構(gòu)。該水庫除險加固大壩右岸帷幕灌漿設(shè)置在壩基帷幕灌漿廊道，廊道寬4 m、高4.50 m，山體內(nèi)側(cè)廊道軸線及壩體內(nèi)帷幕廊道軸線分別長435 m和71 m，總長506 m。廊道內(nèi)按照1.60 m 排距共設(shè)置兩排灌漿孔，孔距2 m、孔深15.80～16.50 m，下游排和中間排為主帷幕孔，上游排則為副帷幕孔，帷幕灌漿孔搭接接頭發(fā)散設(shè)置在山體內(nèi)側(cè)帷幕廊道上游側(cè)邊墻內(nèi)。主帷幕孔均為垂直孔，副帷幕孔則向上游傾斜1°，各帷幕灌漿孔均按照三序施工。

3 帷幕灌漿施工質(zhì)量控制

3.1 施工準(zhǔn)備

在帷幕灌漿施工準(zhǔn)備階段，必須嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計及施工進度計劃，勞動力、原材料及設(shè)備投入計劃進行準(zhǔn)備，原材料、設(shè)備機具的合理投入，是確保帷幕灌漿施工能持續(xù)順利進行的前提。

3.2 鉆孔、沖孔質(zhì)量控制

一是孔位布置及鉆孔。結(jié)合地質(zhì)條件和巖石類型選擇鉆機和鉆桿，該水庫除險加固工程帷幕灌漿線單排布置，按照1.60 m排距共設(shè)置兩排灌漿孔，孔距為2 m、孔深15.80～16.50 m，嚴(yán)格按照規(guī)范要求控制孔底偏差。鉆孔方案確定好后應(yīng)先逐孔編號，并現(xiàn)場放樣帷幕軸線和孔位，確定出先導(dǎo)孔，待將測量結(jié)果上報監(jiān)理部獲批后制定灌漿孔施工技術(shù)措施。鉆孔施工過程中，孔位偏差應(yīng)不超出10 cm，孔底偏差應(yīng)控制在設(shè)計孔深的1/40以內(nèi)，并加強孔斜測量及孔斜控制措施的應(yīng)用。先導(dǎo)孔是用于補充和核對地質(zhì)資料的少數(shù)灌漿孔，在正式鉆孔前必須進行先導(dǎo)孔鉆孔、壓水試驗及灌漿，通過其壓水試驗成果驗證帷幕底線。

為保證孔向準(zhǔn)確，必須平整穩(wěn)固安裝鉆機，并將孔口管埋設(shè)在鉆好的孔內(nèi)，孔口管、鉆機立軸方向均應(yīng)與設(shè)計孔向保持一致。工程采用XY-2型回轉(zhuǎn)地質(zhì)鉆機，鉆進過程中必須用較長粗徑鉆具，加強鉆壓控制，確?？妆谄街蓖暾?。具體而言，覆蓋層中主要采用硬質(zhì)合金鉆頭，基巖中則改用金剛石鉆頭或合金鉆頭回轉(zhuǎn)鉆進，鉆孔孔徑Ф56 mm，先導(dǎo)孔采用?91 mm開孔、?76 mm終孔，先導(dǎo)孔、第二三序孔及檢查孔必須采取巖芯。鉆進期間必須采用KXP-1型測斜儀，每隔5m分段測量注漿孔孔斜，若超出設(shè)計要求應(yīng)立即補救或糾正。對于垂直或頂角小于5°的帷幕灌漿孔以及頂角大于5°的斜孔，孔地允許偏差可以適當(dāng)放寬，但方位角偏差必須控制在5°以內(nèi)。鉆進施工過程中如遇裂隙發(fā)育、嚴(yán)重漏水、掉塊、洞穴及塌孔等影響鉆進或無法常規(guī)灌漿的特殊地質(zhì)，必須拋填級配料，及時灌漿，處理結(jié)束后再恢復(fù)鉆孔。

二是沖孔及壓水試驗。鉆孔結(jié)束后必須沖洗鉆孔，沖孔水壓力應(yīng)為注漿壓力的80%，若沖洗水壓力不足1 MPa 時，應(yīng)按1 MPa控制；沖孔風(fēng)壓為灌漿壓力的50%，并不得超出0.50MPa。沖孔應(yīng)一直持續(xù)至回水清澈10 min 后結(jié)束，且總沖孔時間至少達(dá)到30 min。若回水始終達(dá)不到清澈要求，則應(yīng)待孔內(nèi)沉積物厚度小于20 cm后結(jié)束沖孔。

壓水試驗的過程中，當(dāng)水流流量超出5 L/min，連續(xù)四次讀數(shù)中最大和最小值之差若不足最終值的10%；當(dāng)水流流量不足5 L/min，連續(xù)四次讀數(shù)中最大和最小值之差若不足最終值的20%；或連續(xù)四次中相鄰兩次讀數(shù)間隔均為5 min，且流量不大于0.50 L/min，滿足以上任何一種情形，便可結(jié)束壓水試驗。

3.3 制漿質(zhì)量控制

帷幕灌漿所用水泥必須具備出廠合格證，且抽檢合格。原材料和漿液分別采用重量稱重法和磅秤稱重，誤差均不超出5%。通過高速攪拌機制漿，且拌制好的漿液必須在4 h 內(nèi)用完；通過高速攪拌機攪拌時必須按設(shè)計比摻加減水劑，攪拌速度不低于1 200 r/min。制備好的漿液過篩后還應(yīng)進行密度檢測，滿足要求后送入輸漿管準(zhǔn)備灌漿。灌漿施工過程中因灌漿壓力增大及巖石嵌合緊密等原因，使用普通水泥會出現(xiàn)明顯的回漿返濃現(xiàn)象，但若使用濕磨細(xì)水泥，則回漿返濃現(xiàn)象將得到明顯遏制。此外，濕磨細(xì)水泥還具備較高的結(jié)石率，在回漿返濃漿不明顯時，回漿結(jié)石率增加十分明顯，對于帷幕灌漿施工質(zhì)量控制十分有益；濕磨細(xì)水泥進回漿析水率合析水速度均比普通泥漿小，說明濕磨細(xì)水泥漿液孔內(nèi)循環(huán)后穩(wěn)定性顯著提升，能更好地填充細(xì)小裂隙。試驗結(jié)果詳見圖1。

圖1 普通水泥和濕磨細(xì)水泥析水情況比較圖

3.4 灌漿質(zhì)量控制

一是灌漿壓力控制。灌漿壓力是灌漿施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵性因素，灌漿壓力過大，則會擴大裂隙、造成巖體抬動變形并引發(fā)新的裂隙出現(xiàn)；灌漿壓力過小，則水泥漿液無法完全應(yīng)壓入巖石裂隙，影響帷幕灌漿施工質(zhì)量。為此，應(yīng)在正式施工前選擇數(shù)個吸水量不同的灌漿孔展開試驗，確定實際灌漿壓力，壩體、基巖及結(jié)合部灌漿壓力應(yīng)分別為0.10～0.20 MPa和0.20～0.40 MPa。

二是灌漿方法控制。該水庫除險加固帷幕灌漿主要采用由上至下、自下至上的純壓式分段灌漿。對于巖石破碎、孔壁穩(wěn)定性差、孔徑不均勻、裂隙發(fā)育、滲漏嚴(yán)重等地段采用自上而下的分段灌漿方式，孔口段灌注時將灌漿塞卡塞進孔口，以下各段灌漿時，將灌漿塞下放至孔內(nèi)，并卡塞在段頂位置。對于巖石較硬且完整、裂隙不發(fā)育、滲透不嚴(yán)重的巖石則采用自下而上的分段灌漿方式，即鉆孔一次鉆至全孔深，將灌漿塞下放入孔內(nèi)，由下至上逐段灌漿。結(jié)合《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（SL 62-2014），射漿管與孔底的距離不得超出0.50 m，且每個灌漿段長度通常應(yīng)為5 m，對于特殊地質(zhì)條件下可適當(dāng)延長或縮短，但不得超出10 m。灌漿結(jié)束后通過機械壓漿法封孔，將輸漿管送入鉆孔底部，再壓入水∶水泥質(zhì)量比為0.50∶1的濃漿，直至孔口出現(xiàn)濃漿位置，以利于孔內(nèi)稀漿及積水的及時排除。具體而言，采用由上至下及由下至上分段灌漿方式的情況下，應(yīng)分別采用分段壓力灌漿封孔法和置換壓力灌漿封孔法進行封孔。

灌漿過程中若出現(xiàn)發(fā)展性裂縫，必須有針對性地采取相應(yīng)措施：對于開口窄且發(fā)展慢的正常裂縫不用處理；對于開口寬且發(fā)展快的裂縫，應(yīng)停灌或降低壓力應(yīng)對。灌漿期間如遇涌水，應(yīng)在涌水嚴(yán)重部位增大灌漿孔深，并將單排帷幕調(diào)整為雙排帷幕，加密灌漿孔；并提高涌水孔部位的灌漿壓力和結(jié)束灌漿標(biāo)準(zhǔn)。若灌漿量較大且無法順利結(jié)束灌漿的情形，應(yīng)采取增大漿液濃度、降低灌漿壓力、限制漿液流速、實施間歇性灌漿、摻速凝劑及混合漿液等措施予以應(yīng)對。

4 結(jié)論

綜上所述，為保證帷幕灌漿施工質(zhì)量，必須展開水庫地質(zhì)條件及滲漏情況全面調(diào)查，制定科學(xué)合理的帷幕灌漿施工方案，加強鉆孔、沖孔、制漿及灌漿等施工過程質(zhì)量控制。該水庫帷幕灌漿結(jié)束14 d 后共打設(shè)5 個檢查孔進行壓水試驗并全孔一次性灌漿、封孔，將檢查孔單位吸水量和灌漿前Ⅰ序孔單位吸水量進行比較的結(jié)果顯示，檢查孔透水率均不超出10Lu，比灌漿施工處理前Ⅰ序孔透水率明顯減小，帷幕灌漿防滲加固施工效果良好。