謝 莉

（韶關(guān)市曲江區(qū)人民政府水庫移民事務(wù)中心，廣東 韶關(guān) 512100）

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會建設(shè)步伐的加快，近年來國家加大了對城市水利設(shè)施等基礎(chǔ)設(shè)施項目的投資，特別是對于水庫大壩防滲工程等工程建設(shè)項目而言，新型灌漿技術(shù)作為一種優(yōu)勢明顯的防滲加固技術(shù)，具有適用范圍廣、強(qiáng)度高、噪音低、無污染和工作要求低等特點，特別適用于水庫、大壩等基礎(chǔ)設(shè)施的防滲加固工程中。但在灌漿技術(shù)的實際應(yīng)用過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)泌水、滲漏和豎向不一致等質(zhì)量問題，影響工程的整體質(zhì)量。因此，本文對灌漿在水庫防滲加固工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析，并對防滲墻的質(zhì)量進(jìn)行檢測，以保證水庫大壩等基礎(chǔ)設(shè)施的正常運行。

1 工程概況

以某水電站大壩防滲工程為例，該水庫是以防洪為主，兼顧農(nóng)村灌溉、供電、城市給排水和發(fā)電等綜合利用功能的大中型水庫，其既是我國重點大中型水庫，同時又是用于防洪的蓄水池。庫控段面積約為44.6 km2，總庫容約1.885億m3，水庫樞紐主要由水壩、堰和輸水涵洞等永久性建筑物構(gòu)成，并歷經(jīng)了多年的建設(shè)運營，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)大壩的基礎(chǔ)存在危險滲漏問題。因此根據(jù)滲砂層和壩基滲漏部位，采取相應(yīng)的灌漿技術(shù)措施，堵住滲漏通道，解決大壩滲漏問題。

2 高噴灌漿施工工藝

2.1 高噴灌漿施工參數(shù)的確定

該項目采取高壓旋噴防滲方法，澆注分為2次依次完成，高噴砂漿的工藝參數(shù)的判斷從嚴(yán)格意義上確定了鑄造的好壞，本工藝依據(jù)設(shè)計人員給出的砂漿工藝參考區(qū)間值，計算砂漿工藝時所用的技術(shù)參數(shù)：砂漿比例、溫度、用水量和砂漿壓力、地板傾倒測試等，最后由設(shè)計人員與監(jiān)理機(jī)構(gòu)一起確認(rèn)鑄件工藝參數(shù)。

2.2 主要施工程序

高噴孔分兩序施工，單孔的主要施工工藝流程為：機(jī)具就位→鉆孔→下入噴射管→噴射漿液及提升→沖洗管路→孔口回灌等。

2.2.1 鉆孔

液壓旋挖鉆頭，應(yīng)采用孔徑為110～150 mm的合金鉆頭鉆孔。當(dāng)鉆機(jī)定位后，將鉆桿對準(zhǔn)計劃孔位，用水平標(biāo)尺校正機(jī)體水平，墊好機(jī)座與機(jī)架，開孔時，計劃孔位誤差宜限制在50 mm之內(nèi)，同時為確保鉆機(jī)的偏移值不大于百分之一，規(guī)定單條鉆管的有效直徑為20 m，并需要按照鉆機(jī)的工作狀態(tài)，通過kxp-1測斜儀檢查鉆機(jī)的偏移，在此過程中必須隨時鉆孔，并及時校正偏移。如果在鉆取過程中，出現(xiàn)落鉆、堵鉆等異?，F(xiàn)象，應(yīng)及時采取相應(yīng)措施并進(jìn)行檢查記錄，同時計劃鉆進(jìn)深度為每個鉆機(jī)的正常施工參考值，可知最終鉆孔深度鉆入相對于不透水層以下2.0 m的黏土層。鉆孔完成后，應(yīng)檢測井眼傾角，并向井壁注入泥漿，防止因井眼塌陷而使噴射混凝土管落入井眼，還要糾正不合格的井斜，直至合格，在合格之后還要邀請相關(guān)工程監(jiān)督人員和工程質(zhì)量檢測人員進(jìn)行全面的檢測檢查，等到工程建設(shè)質(zhì)量完全合格之后才能進(jìn)行下一步的驗收。圖1為灌漿鉆孔施工原理圖示。

圖1 灌漿鉆孔施工原理圖（單位：mm）

2.2.2 噴射灌漿

噴射裝置應(yīng)根據(jù)施工人員設(shè)定的旋轉(zhuǎn)裝置方式和設(shè)定的施工參數(shù)輸出高壓水流、壓縮空氣斷路器和水泥漿。當(dāng)泵壓、氣壓和水壓均超過規(guī)定的設(shè)計值時，首先從孔底就地以高壓旋噴1～3 min，當(dāng)漿液回孔內(nèi)且重力超過13 kN/m3以上時，為提高噴頭速度設(shè)計上升速率噴射時，噴嘴必須向前旋轉(zhuǎn)并不斷噴水，同時當(dāng)旋轉(zhuǎn)的噴淋支管體超過設(shè)定高度后，須在原地噴涂1～2 min，并隨即停止供水、供氣和供泥漿，同時必須把混凝土的噴出軟管從混凝土灌注孔中拔出。在噴出砼過程中，噴水管的設(shè)計上升速率要持續(xù)而平穩(wěn)，噴射混凝土要均勻，計量要準(zhǔn)確，水泥攪拌量不能少于計劃摻量，必須編制噴射混凝土的施工記錄。同時，為保證壁體質(zhì)量，對高壓噴射鑄造過程中的特殊和異常情況應(yīng)作如下處理。首先，應(yīng)經(jīng)常測試灌漿入口和出口重量。當(dāng)與規(guī)定值的誤差超過0.1時，必須立即停止注入，重新調(diào)整漿料的水灰比，直至符合規(guī)定。其次，無論如何在進(jìn)行上一步驟之后要中斷注射（包括拆除噴嘴）。高壓注水恢復(fù)時，如中斷時間短，搭接長度不應(yīng)小于0.5 m；如果中斷時間較長（大于30 mm），則腹下長度不應(yīng)小于1.0 m。高噴灌漿原理如圖2所示。

圖2 高噴灌漿原理

3 防滲墻質(zhì)量檢測

3.1 鉆孔取芯深度檢測

高壓噴射鑄造檢查孔的水壓試驗須于該位置鑄造完成后28 d完成。高壓噴射鑄造的檢測鉆孔設(shè)在地層較復(fù)雜及可能出現(xiàn)質(zhì)量問題的區(qū)域，其中高壓噴射鑄造的檢測鉆孔總量不應(yīng)大于鑄造鉆孔總量的10%，并且每個工作單位最少應(yīng)當(dāng)設(shè)有一個檢測鉆孔及建議檢測鉆孔的適當(dāng)位置，然后根據(jù)噴灌施工記錄，0+160與0+245樁之間的平均混凝土用量變化較大。而其他澆注段的平均混凝土用量變化大約為210 kg/m，并經(jīng)與設(shè)計、監(jiān)理共同分析研究，本項目規(guī)劃6個檢查孔，分別在0+120、0+121、0+160、0+170、0+240和0+260處。從6個孔鉆深度來看，達(dá)到墻體設(shè)計深度要求。

3.2 探地雷達(dá)墻體連續(xù)性檢測

探地雷達(dá)（Ground Penetrating Rada GPR）測試持續(xù)進(jìn)行，如果檢測線設(shè)置在墻頂部位置，則需要根據(jù)探地雷達(dá)的有效檢測距離與施工經(jīng)驗，對檢測區(qū)域0+050～0+130區(qū)域進(jìn)行二次往返，之后可以通過所獲得的圖像判斷，探地雷達(dá)探測區(qū)域的墻體并無異常，這時如果根據(jù)對局部墻體的GPR測試結(jié)果判斷，墻體在雷達(dá)探測區(qū)域內(nèi)存在著良好的穩(wěn)定性，并沒有明顯的不連續(xù)性，也就不會存在著明顯的空洞現(xiàn)象或是其他情況。

3.3 墻體抗壓強(qiáng)度檢測

在從墻體不同高度鉆取的芯樣中，選擇了滿足測試規(guī)格條件的芯樣進(jìn)行抗壓性能測試，并根據(jù)每5 m取樣3個的原理，共取芯樣12組36個。養(yǎng)護(hù)工藝的室內(nèi)測量結(jié)果為：所取得完整芯樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度值約為3.7～5.1 MPa。

3.4 注水試驗檢測

注水實驗中，微透水實驗共15組，測得的滲透系數(shù)范圍值為（1.22～5.12）×10-6cm/s，約占實驗組總數(shù)的26.7%;極微滲漏水測試39組，測得的滲透系數(shù)范圍值大概范圍為（5.05～9.75）×10-7cm/s，約占全部測試組總數(shù)的85.7%。防滲墻的滲透系數(shù)遠(yuǎn)低于工程設(shè)計要求限值。

4 帷幕灌漿技術(shù)

帷幕灌漿法是一項實用的滲漏處理技術(shù)，已應(yīng)用在水電站堤壩加固領(lǐng)域。除高噴注漿成型技術(shù)外，帷幕灌漿技術(shù)對于加固水庫壩基具有重要意義。下文則主要探討帷幕灌漿在水庫壩基防滲加固中的應(yīng)用。

4.1 水庫大壩基礎(chǔ)防滲加固帷幕灌漿的機(jī)理及主要施工工藝

通過鉆取和水壓測量所獲得的砂礫土層透水性，并加入了適當(dāng)?shù)乃冶?，在合適的混凝土澆筑與水壓控制下，漿液在一定區(qū)域內(nèi)迅速彌散，并逐漸在砂礫表層凝固生成不透水體，同時利用孔段的加深與孔序的致密化，在大壩滲漏區(qū)和巖基之間建立了屋頂滲水帷幕。

壩基堵塞的目的是把滲漏量限制在規(guī)定范圍內(nèi)，避免損傷壩基，確保水電站長期安全運轉(zhuǎn)。由于中國大部分建筑都是三級以下的低壩，所以，防滲工程標(biāo)準(zhǔn)一般都可設(shè)定為最大滲漏水量的q≤0.01～0.03 m3/min。圖3是用帷幕注漿成型技術(shù)進(jìn)行工程施工的原理圖。

圖3 帷幕灌漿原理圖示

水庫大壩基礎(chǔ)防滲加固帷幕灌漿的主要施工參數(shù)如下。

（1）孔深限制及段長。第一段進(jìn)入的砂卵石層1～2 m深，下一段段長控制在2～3 m。從壩基巖性接觸段進(jìn)入壩基巖性的一段長為0.5 m，最高不得超過2 m，并依據(jù)這個區(qū)段所包含的砂巖卵石層的厚度確定。壩基巖性段灌漿按SL62-94的有關(guān)壩基巖體灌漿規(guī)定進(jìn)行。

（2）排序和孔序。搭設(shè)帷幕前先施工下游側(cè)排，后再施工上游側(cè)排；為防止在灌漿過程相鄰的鉆孔中出現(xiàn)竄漿現(xiàn)象，每列注漿成型后分為Ⅲ序次鉆灌，即先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔，再施工Ⅲ序孔，若前序未完成，不施工后序。

（3）控制壓力。對土壩壩基，Ⅰ、Ⅱ序孔灌漿最大全壓力為P=H×γ，H為孔底水深，m；γ為土體容重，按經(jīng)驗值看，為19 N/m3。因心墻底部地質(zhì)條件不良，所接觸部位主要有心墻泥土、砂卵石2種介質(zhì)，故灌漿時應(yīng)嚴(yán)格控制好水壓，以免產(chǎn)生心墻土石壩劈裂現(xiàn)象，故需依據(jù)先導(dǎo)孔測試結(jié)果選擇合理灌漿水壓，一般為1.02 P。同時為了進(jìn)行Ⅰ、Ⅱ序鉆孔的施工，Ⅲ序鉆孔的灌漿水壓也可相應(yīng)地增加一點，每段的灌漿水壓在Ⅰ、Ⅱ序鉆孔灌漿時最大全壓的正常水平上提高0.02～0.05 MPa，促進(jìn)泥漿更有效擴(kuò)散，以保證灌漿質(zhì)量。

4.2 灌漿效果分析

以大壩基礎(chǔ)屋頂滲水施工為例，通過分析上述施工方法的澆筑效果，其中水庫總庫容為1 483萬m3，主壩為黏土心砂墻壩，壩高14.6 m，壩頂長280 m，黏土心由沉盒回填，以進(jìn)行大壩的防滲工程加固。因為工程地面上存在著一層滲漏率高的砂礫石，澆注時大量水從沉井基坑內(nèi)流出，從而導(dǎo)致了工程地面塌孔，同時由于沉井水不能流入工程巖體中，與巖體基礎(chǔ)之間構(gòu)成不透水的閉合環(huán)境，所以通過帷幕施工，可以控制沉井井底與砂礫石層在上表面的水平間距約為0.5～0.8 m，從而避免了沉井井下水與砂礫石層的滲漏，同時在合流段（樁0+190—0+252），大壩其他段（樁0+029—0+255）和河兩岸山體有2排帷幕灌漿，單簾澆注和雙簾澆注的上游排位于上游管軸的軸線上。

檢查孔成果分析：該工程共布設(shè)了12個高壓水實驗檢查孔，砂卵石層共實驗21段，其中，堵口段雙排孔的實驗檢驗孔布設(shè)于搭設(shè)之上。最大實驗水壓為P=1.56 H，H為孔底水深，同時確定為0.68 MPa，實驗采取單點法完成，據(jù)壓水實驗結(jié)果分析，砂礫石地層的最大滲漏水比為4.65～9.86之間，均符合設(shè)計條件（小于10 Lu）。

5 灌漿時應(yīng)注意的問題

首先，必須在旱季組織防滲加固及澆注施工同時完成。在砼施工過程中，尤其是在序孔澆注過程中，應(yīng)該盡可能保證水庫水位較低，以縮小與下游企業(yè)水位差距，并減少線性滲流層的流速。壩基和減少注漿成型流動對施工效率的直接影響。其次，鉆井段長度調(diào)節(jié)要依據(jù)鉆井狀況及時適當(dāng)調(diào)節(jié)。左鉆井中循環(huán)水大量滲漏、井圍內(nèi)沉降量過大、成孔困難或鉆井的取進(jìn)量很大時，則可停止重鉆混凝土澆注段，如只有很小的滲漏，可相應(yīng)地延長混凝土澆注段的長度，當(dāng)整個鉆井表面都是比較平滑的并且基本無滲漏后，就可以再將整個鉆井段重新沉入一次，從而可以把大部分注意力和時間都集中到尋找嚴(yán)重滲漏的地方上。再次，為有利于泥漿的擴(kuò)散和加快凝結(jié)，一般泥漿需要采用質(zhì)量優(yōu)于42.5的混凝土，在必要時也可采用地勘水泥、超細(xì)混凝土和水玻璃，在同一幕簾內(nèi)，針對透水性能的不同，也可以選擇地質(zhì)勘探砂漿、普通硅酸鹽水泥、超細(xì)混凝土及各種水泥混凝土進(jìn)行澆注，但是必須注意的是，在澆注時，必須要在施工上對所有水泥及其他澆注材料進(jìn)行測試，以保證固井時間的正確，同時工程質(zhì)量也必須合格，以避免與混凝土分離而產(chǎn)生滲漏。最后，水泥在澆注于砂礫層中時不能使用過高壓，否則無法控制砂漿流失，達(dá)不到預(yù)想效果，同時氣壓也不能過低，不然在砂礫層的部分縫隙中無法滲透泥漿，造成散射1.5 mm的直徑過小，達(dá)不到理想的效果。所以在澆注完草簾之后，砂礫層中仍然有許多氣洞而無法澆注，留有更多的通透氣孔。所以，建筑防水滲漏規(guī)范應(yīng)當(dāng)依據(jù)建筑的安全運行狀況而合理制定。

6 結(jié)束語

在灌漿技術(shù)施工過程中，水管口應(yīng)當(dāng)用風(fēng)水、加壓水等方式加以沖洗，并在灌漿過程緩慢排水時，應(yīng)適當(dāng)增加灌漿入口水壓，以確保灌漿過程順利排水。由于灌漿技術(shù)是壩庫施工中一種十分關(guān)鍵的技術(shù)手段，理應(yīng)引起廣大相關(guān)工作者的重視與運用。同時其施工技術(shù)水平的優(yōu)劣直接影響水庫大壩的建筑品質(zhì)與運用效益，所以要嚴(yán)格管理水庫大壩灌漿工程建設(shè)，保證建筑品質(zhì)與正常運轉(zhuǎn)。