李四紅

（臨湘市水利局，湖南 岳陽(yáng) 414300）

隨著灌漿技術(shù)的發(fā)展，其在水利水電工程建設(shè)中得到了愈加廣泛的應(yīng)用，并成為了大壩防滲加固的重要措施。從水利水電工程灌漿施工情況來(lái)看，其優(yōu)勢(shì)明顯，操作性強(qiáng)且使用方便，受到施工單位的廣泛青睞，為保證灌漿質(zhì)量滿足要求，需根據(jù)項(xiàng)目地質(zhì)情況、施工條件等合理選擇灌漿工藝，合理控制灌漿參數(shù)，加強(qiáng)質(zhì)量管理，為水利水電工程安全、可靠運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 忠防水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程基本情況

1.1 項(xiàng)目背景

忠防水庫(kù)大壩位于岳陽(yáng)臨湘市忠防鎮(zhèn)邱坪社區(qū)，屬Ⅲ等工程，其主要建筑物級(jí)別為3級(jí)，次要建筑物為4級(jí)，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1 000年一遇，溢洪道消能防沖工程設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期為30年一遇。水庫(kù)正常蓄水位83.70 m（85國(guó)家高程基準(zhǔn)，下同），正常庫(kù)容1 620萬(wàn)m3；設(shè)計(jì)洪水位84.68 m；校核洪水位86.24 m，總庫(kù)容2 230.6萬(wàn)m3；死水位75.50 m，死庫(kù)容320萬(wàn)m3。水庫(kù)樞紐主要由大壩、溢洪道、灌溉放水涵洞、壩下施工導(dǎo)流涵等建筑物組成，水庫(kù)大壩為芯墻土石壩，壩頂高程91.10 m，最大壩高26.6 m，壩頂寬6 m，壩頂軸線長(zhǎng)526.5 m。

忠防水庫(kù)于1957年5月正式動(dòng)工，1960年10月關(guān)閘蓄水。2003年4月18日進(jìn)行首次安全鑒定，2007—2008年進(jìn)行了第一次除險(xiǎn)加固。

1.2 大壩壩體、壩基、壩肩防滲處理方案

根據(jù)大壩目前存在的實(shí)際問(wèn)題和大壩安全鑒定對(duì)大壩除險(xiǎn)加固的意見(jiàn)和建議，針對(duì)大壩樁號(hào)0+000～0+104m段未進(jìn)行防滲處理。整個(gè)大壩壩體、壩基、壩肩之間未形成封閉、連續(xù)的防滲體系，大壩樁號(hào)0+095 m、0+135 m、0+195 m處下游壩坡存在有3處滲漏點(diǎn)及左壩肩滲漏，大壩樁號(hào)0+104～0+526.5 m段原高噴灌漿防滲墻搭接部分上部芯墻土呈硬塑狀，局部無(wú)水泥固結(jié)痕跡，下部范圍內(nèi)水泥含量較少，膠結(jié)較差，基本未形成完整的連續(xù)防滲墻體，防滲效果較差，也無(wú)完整的大壩現(xiàn)狀滲流、穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果，本次應(yīng)對(duì)大壩壩體（2007年未加固段及滲漏段，樁號(hào)0+000～0+214 m段）、壩基（樁號(hào)0+000～0+104 m段）進(jìn)行防滲處理；同時(shí)對(duì)大壩壩體（樁號(hào)0+214～0+526.5 m段）原高壓旋噴灌漿防滲墻進(jìn)行防滲補(bǔ)強(qiáng)，具體方案如下：

沿大壩壩頂軸線偏向上游1.0 m（與原壩基帷幕灌漿軸線一致）對(duì)大壩壩體（樁號(hào)0+000～0+526.5 m段）采用塑性混凝土防滲墻防滲，塑性混凝土防滲墻厚0.6 m，防滲墻深入壩基基巖以下1.0 m，并在塑性混凝土防滲墻（樁號(hào)0+000～0+104 m段）底緣接帷幕灌漿。帷幕灌漿孔布置在混凝土防滲墻軸線上，孔距1.6 m，布孔時(shí)將帷幕線往壩左岸延伸至水庫(kù)正常蓄水位與壩肩基巖相對(duì)不透水層相交處并深入至基巖相對(duì)不透水層（q≤10 Lu）以下5.0 m，使壩身、壩肩、壩基形成封閉、連續(xù)的防滲體系。

1.3 帷幕灌漿技術(shù)原理

本項(xiàng)目防滲方案中采用了帷幕灌漿技術(shù)，其主要是將一定濃度的漿液注入鉆孔內(nèi)（一排或幾排），壓至巖土體縫隙或空洞內(nèi)，在地層中形成一道或幾道封閉的不透水帷幕體，以達(dá)到防滲堵漏效果。通常帷幕體較深，幾十米乃至百多米，與大壩壩高成正比。

帷幕灌漿技術(shù)特點(diǎn)：鉆孔深，呈線性排列，灌漿壓力大。帷幕灌漿需注意：一是合理確定帷幕位置，施工按分序加密遠(yuǎn)側(cè)進(jìn)行；二是鉆孔深度必須達(dá)相對(duì)不透水層，具體以基巖透水率值確定；三是根據(jù)實(shí)際抗?jié)B要求確定帷幕幕體厚度，決定采用幾序孔施工，保證帷幕在最大水力坡降滲流的作用下進(jìn)行，不會(huì)因穩(wěn)定性不夠出現(xiàn)破壞問(wèn)題；四是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況確定灌漿施工方法，本項(xiàng)目采用自上而下分段灌漿施工方法（圖1）。單孔施工順序?yàn)椋嚎卓诠芏毋@進(jìn)—→裂隙沖洗兼簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)—→孔口管段灌漿—→第2灌漿段鉆進(jìn)—→裂隙沖洗兼簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)—→灌漿—→下一灌漿段鉆孔、壓水、灌漿—→……終孔—→封孔。

圖1 自上而下分段灌漿方法

2 忠防水庫(kù)灌漿施工技術(shù)與質(zhì)量管理措施

針對(duì)忠防水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中大壩壩體、壩基、壩肩的防滲，主要采用了帷幕灌漿施工方法，具體施工技術(shù)與質(zhì)量管理措施如下。

2.1 灌漿施工技術(shù)

2.1.1 帷幕灌漿布置

帷幕灌漿布置在大壩左壩肩及壩基（樁號(hào)0+000～0+104 m段），并延伸至水庫(kù)正常蓄水位與左壩肩交界處，帷幕灌漿軸線長(zhǎng)132 m（其中：左壩肩28 m、壩基104 m），共布置一排，布置軸線與混凝土防滲墻共線，帷幕灌漿孔孔距1.6 m，灌漿孔深入至相對(duì)不透水層（q≤10 Lu）以下5.0 m。施工時(shí)先進(jìn)行壩體塑性混凝土防滲墻施工（預(yù)埋灌漿管），再進(jìn)行壩基帷幕灌漿。

帷幕灌漿孔孔距1.6 m，總孔數(shù)83孔，灌漿分三序孔施灌，一、二序孔孔距為6.4 m，三序孔孔距為3.2 m。一序孔先作為先導(dǎo)孔確定灌漿深度，再進(jìn)行灌漿，二、三序孔孔深與一序孔相同，灌漿孔深入相對(duì)不透水層（q≤10 Lu）以下5.0 m，單孔灌漿長(zhǎng)度8.7～26.3 m。

2.1.2 灌漿基本參數(shù)

1）灌漿段長(zhǎng)度

本次灌漿參照過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)并根據(jù)本工程的實(shí)際情況，要求灌漿段長(zhǎng)度5.0～6.0 m，基巖條件較好的灌段取大值；裂隙發(fā)育、巖石破碎的灌段則取小值，甚至3～4 m。壩體與基巖接觸面處長(zhǎng)度采用2.0 m。實(shí)施中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修改。射漿管距孔底≤50 cm，灌漿塞應(yīng)塞在前一注漿段底以上50 cm處，防止漏灌。各灌漿段在灌漿前采用壓力水進(jìn)行裂隙沖洗，直至回清水為止?？變?nèi)沉積厚度不超過(guò)20 cm，沖洗壓力為灌漿壓力的80%，并不大于1 MPa。

2）灌漿壓力

參照同類工程經(jīng)驗(yàn)，本項(xiàng)目灌漿最小壓力取水頭的1.5～2.0倍，河床中帷幕表層段為0.40 MPa，底孔段為0.6 MPa，河床段最大壓力參考值見(jiàn)表1。根據(jù)《土壩灌漿技術(shù)規(guī)范》（SL 564-2014），接觸灌漿采用低壓充填式灌漿，壓力控制在0.05 MPa以內(nèi)。

表1 帷幕灌漿最大壓力參考值

3）漿液稠度

漿液稠度隨基巖單位吸水量而變，起始水灰比為5，后依次采用3、2、1、0.8、0.6（或0.5）。具體變換原則如下：灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時(shí)，或注入率不變而壓力持續(xù)升高時(shí)，不改變水灰比；某級(jí)漿液注入量達(dá)300 L以上，或灌漿時(shí)間達(dá)30 min，而灌漿壓力和注入率均無(wú)改變或改變不顯著時(shí)，改濃一級(jí)水灰比；注入率大于30 L/min時(shí)，可根據(jù)具體情況越級(jí)變濃。

2.1.3 灌漿施工要點(diǎn)

1）灌漿材料準(zhǔn)備

灌漿材料必須是新鮮的普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5，對(duì)因受潮而結(jié)塊的水泥一定要清除，以免影響施工質(zhì)量。

2）灌漿施工次序

分三序孔施灌，壩基、壩肩帷幕灌漿孔孔距均為1.6 m，一、二序孔孔距為6.4 m，三序孔孔距為3.2 m。帷幕灌漿前，進(jìn)行壩體與壩基接觸處的接觸灌漿。鉆機(jī)鉆至基巖面時(shí)，改用回轉(zhuǎn)鉆鉆進(jìn)，用干鉆法鉆入基巖0.3～0.5 m后提鉆，下放適量摻有麻絨的干粘土球，再下套管，使基巖孔壁與套管間被干粘土球堵孔。再改用清水鉆進(jìn)，深入基巖2.0 m，即作為接觸灌漿段。灌漿壓力采用0.05 MPa低壓充填式灌漿，灌漿栓塞在基巖上0.5 m左右套管中。接觸灌漿完成后，應(yīng)待凝24 h左右，再進(jìn)行帷幕灌漿工序，帷幕灌漿采取自上而下施工。

3）結(jié)束灌漿和封孔

自上而下分段灌漿，灌漿段在最大設(shè)計(jì)壓力下，注入率≤1 L/min后，繼續(xù)灌注60 min，可結(jié)束灌漿。全孔灌漿完畢后，自下而上分段封孔，每段長(zhǎng)度20 m，灌入水灰比0.5的濃漿封孔。

2.2 灌漿質(zhì)量管理措施

2.2.1 建立質(zhì)量管理體系

在項(xiàng)目實(shí)施前，組織所有施工人員進(jìn)行學(xué)習(xí)，掌握施工規(guī)范、技術(shù)要求；分析可能遇到的問(wèn)題，并采取有效的應(yīng)對(duì)與預(yù)防措施，對(duì)各項(xiàng)工程質(zhì)量作出明確要求。建立質(zhì)量檢查機(jī)構(gòu)，每班安排技術(shù)員現(xiàn)場(chǎng)值班監(jiān)督檢查，嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制度”，按設(shè)計(jì)要求、技術(shù)規(guī)范、監(jiān)理人相關(guān)指示落實(shí)各道工序。

2.2.2 施工材料檢驗(yàn)與管理

本項(xiàng)目灌漿工程所有材料做好驗(yàn)收工作，使用前進(jìn)行試驗(yàn)檢驗(yàn)，保證材料質(zhì)量滿足施工要求。對(duì)于水泥等材料做好保管工作，防止受潮，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題嚴(yán)禁投入使用；鉆孔灌漿的計(jì)量器具如測(cè)斜儀、壓力表、壓力傳感器、流量計(jì)等，做好維護(hù)工作；灌漿設(shè)備、自動(dòng)記錄儀等，率定合格后方可投入使用。

2.2.3 灌漿質(zhì)量檢查措施

帷幕灌漿完成后進(jìn)行質(zhì)量檢查，以檢查孔壓水試驗(yàn)成果為主，結(jié)合對(duì)竣工資料和測(cè)試成果的分析，綜合評(píng)定。帷幕灌漿檢查孔布置如表2所示。

表2 帷幕灌漿檢查孔布置部位

帷幕灌漿檢查孔數(shù)量為灌漿孔總數(shù)的10%，灌漿結(jié)束14 d后，自上而下分段卡塞進(jìn)行壓水試驗(yàn)，采用單點(diǎn)法或五點(diǎn)法。忠防水庫(kù)大壩設(shè)計(jì)防滲標(biāo)準(zhǔn)為10 Lu，不合格試段的透水率不超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的150%；且不合格試段的分布不集中，注漿質(zhì)量為合格。

3 結(jié) 語(yǔ)

水利水電工程的運(yùn)行情況直接關(guān)系到區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，必須重視相關(guān)施工技術(shù)與管理工作。灌漿工程作為重要的防滲加固措施，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)水利水電工程的安全性、可靠性，因此必須合理選擇灌漿工藝，并加強(qiáng)灌漿參數(shù)與工序控制，做好灌漿質(zhì)量管理工作，切實(shí)保證后期水利水電工程穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)揮應(yīng)有的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益。