胡孟利

廣東粵海水務(wù)股份有限公司 廣東 深圳 518021

隨著水工建筑項(xiàng)目的全面發(fā)展，水庫(kù)除險(xiǎn)加固工作受到了更多的關(guān)注，要整合大壩帷幕灌漿施工作業(yè)要點(diǎn)，設(shè)定規(guī)范化施工模式，以提升統(tǒng)籌管理的科學(xué)性和規(guī)范性，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目統(tǒng)一發(fā)展的目標(biāo)。

1 工程案例

本文以某水庫(kù)項(xiàng)目為例，工程項(xiàng)目處于三鎮(zhèn)交界位置，地形較為復(fù)雜但外部交通環(huán)境便利，施工項(xiàng)目需要的材料、設(shè)備等都能有效運(yùn)輸?shù)绞┕^(qū)域。當(dāng)?shù)囟嗄昶骄邓繛?92mm、多年平均降雨日為127天，每年6月到9月為汛期，尤其是8月到9月，受熱帶風(fēng)暴影響會(huì)出現(xiàn)高強(qiáng)度暴雨，因此，當(dāng)?shù)囟嗄晷钏ぷ骱涂购楣ぷ鲏毫^大，使得水庫(kù)結(jié)構(gòu)的主壩、副壩存在多出處滲漏問題，對(duì)水庫(kù)整體安全性產(chǎn)生影響，為此，當(dāng)?shù)毓芾聿块T在進(jìn)行全面調(diào)研和數(shù)據(jù)匯總后，決定采取除險(xiǎn)加固作業(yè)模式，有效避免險(xiǎn)情的留存[1]。

依據(jù)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)部門的相關(guān)設(shè)計(jì)方案，主要是對(duì)水庫(kù)主壩和副壩進(jìn)行灌漿防滲加固作業(yè)，其中，主壩利用高壓噴射灌漿處理、充填灌漿處理以及劈裂灌漿處理等，而對(duì)應(yīng)的副壩則采取充填灌漿和劈裂灌漿處理。

2 水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程大壩帷幕灌漿施工處理技術(shù)內(nèi)容

在明確工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求和具體設(shè)計(jì)方案后，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程開展具體工作，以確保能及時(shí)糾正相關(guān)問題，建構(gòu)完整的施工管理模型，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理控制的目標(biāo)，減少隱患問題留存造成的不良影響[2]。

2.1 準(zhǔn)備工作

為更好地維持水庫(kù)除險(xiǎn)加固作業(yè)的安全性，要整合具體的資源體系，確保相關(guān)工作內(nèi)容都能逐步落實(shí)，有效建立完整控制機(jī)制的基礎(chǔ)上，從問題分析入手，及時(shí)掌握水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的要點(diǎn)和難點(diǎn)，依據(jù)防滲標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)更加合理的作業(yè)方案。

2.1.1 問題分析

為更好地保證后續(xù)作業(yè)順利開展，本工程項(xiàng)目在施工作業(yè)開始前進(jìn)行了隱患問題的交流會(huì)。目前，大壩主要存在的是滲流問題，工程項(xiàng)目心墻截水槽原有設(shè)計(jì)的底部寬度為12m，目前局部壩段為8.1m，利用埋設(shè)的測(cè)壓管完成檢測(cè)后可知，心墻土壓實(shí)度以及滲透系數(shù)均不達(dá)標(biāo)，造成整體防滲失效。與此同時(shí)，工程項(xiàng)目大壩土多為分散性土，比例接近70%，長(zhǎng)期滲流作用下被分解和沖蝕的問題較為嚴(yán)重，影響壩體抗?jié)B的穩(wěn)定性[3]。初步判斷大壩應(yīng)該為土石壩，采用心墻防滲，滲漏問題主要因心墻和壩體分散性土分解沖蝕造成，使得斷面出現(xiàn)變形沉降，如圖1所示。

圖1 土石壩斷面變形沉降示意圖（1）、（2）、（3）、（4）均為沉降示意線

基于水庫(kù)存在的問題，工程項(xiàng)目對(duì)具體的灌漿范圍進(jìn)行了劃定，主要的位置在溢洪道控制閘前部、左側(cè)壩頂、相鄰壩坡段，按照規(guī)范化作業(yè)要求完成具體單元的設(shè)定評(píng)估，有效實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一作業(yè)的目標(biāo)。

除此之外，要對(duì)灌漿作業(yè)中可能存在的異常情況予以預(yù)測(cè)，比如，灌漿中斷、漏漿等問題，并制定相應(yīng)的防控預(yù)案，確保出現(xiàn)具體情況可及時(shí)采取相應(yīng)措施。比如，灌漿中斷現(xiàn)象，造成灌漿中斷問題的因素較多，為減少其產(chǎn)生的不良影響，要選取高質(zhì)量輸漿管道，并且在每次施工作業(yè)開始前都要進(jìn)行管道連接位置的質(zhì)量校驗(yàn)。并且，要嚴(yán)格執(zhí)行具體的標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)內(nèi)容，完善灌漿設(shè)備常規(guī)化清理工作，定期開展水電系統(tǒng)維修和日常保養(yǎng)，從而確保實(shí)際作業(yè)的穩(wěn)定安全。

2.1.2 設(shè)備、材料準(zhǔn)備

在實(shí)際施工作業(yè)中，水工混凝土用水是建筑施工標(biāo)準(zhǔn)用水，為更好地維持工程項(xiàng)目的統(tǒng)一控制效果，灌漿用水要保持一致。與此同時(shí)，按照質(zhì)量規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)選取水泥等材料，本工程項(xiàng)目選取32.5普通硅酸鹽水泥[4]。

另外，在開展灌漿處理工作中，要結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)際需求和控制標(biāo)準(zhǔn)選取灌漿設(shè)備和鉆孔設(shè)備，灌漿設(shè)備中，應(yīng)用高速攪拌機(jī)、儲(chǔ)漿攪拌機(jī)等，保證應(yīng)用控制環(huán)節(jié)的合理性，更好地維系統(tǒng)一管理效果。與此同時(shí)，利用高壓泥漿泵有效完成鉆孔沖洗以及壓水實(shí)驗(yàn)，建構(gòu)完整的設(shè)備管理模式，保證設(shè)備能發(fā)揮其實(shí)際作用。

除此之外，要優(yōu)化準(zhǔn)入機(jī)制，確保相關(guān)設(shè)備操作人員具備對(duì)應(yīng)的專業(yè)資格認(rèn)證，且能及時(shí)參與培訓(xùn)和安全指導(dǎo)，能嚴(yán)格按照規(guī)范流程和技術(shù)要領(lǐng)開展具體工作，從而一定程度上提高工程項(xiàng)目的整體安全水平。

2.1.3 具體工序

在完成準(zhǔn)備工作后，就要按照規(guī)范化流程開展具體施工作業(yè)，以保證各作業(yè)環(huán)節(jié)銜接合理，維持工程項(xiàng)目統(tǒng)一控制的科學(xué)性和規(guī)范性。

確定施工條件

結(jié)合本工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，要開展大壩帷幕灌漿施工工作，要明確灌漿作業(yè)的基本條件，從而依據(jù)規(guī)范落實(shí)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)和處理，確保工程項(xiàng)目協(xié)同管理的科學(xué)性和規(guī)范性。

第一，鉆孔灌漿處理環(huán)節(jié)要在帷幕層混凝土滿足28d養(yǎng)護(hù)期，且對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度是設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)陸續(xù)開展，不僅能保證帷幕作業(yè)的安全性，還能提高整體施工項(xiàng)目的管控效果。

第二，正處于灌漿作業(yè)或者是灌漿作業(yè)剛剛完成試，要對(duì)其周圍環(huán)境進(jìn)行階段性管理，一般而言，30m范圍內(nèi)不能進(jìn)行爆破作業(yè)等幅度較大的內(nèi)容，若是按照工期要求無法更改，則要落實(shí)完善的減震處理和防震處理。

第三，基于施工作業(yè)的具體要求，在帷幕灌漿作業(yè)開始前，施工部門要嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范化試驗(yàn)分析模式，確保灌漿處理的科學(xué)性和合理性。與此同時(shí)，要編寫對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)大綱，從而保證相關(guān)內(nèi)容都能逐步落實(shí)。

施工作業(yè)原則

結(jié)合本工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，要建立相應(yīng)的評(píng)估機(jī)制，并且，嚴(yán)格執(zhí)行具體問題具體分析的原則。本工程項(xiàng)目利用“三序施工”處理機(jī)制，先完成第一序孔的鉆灌處理，然后進(jìn)行第二序孔、第三序孔的處理，排序方面要秉持先外后內(nèi)的原則，雙排孔組成的帷幕結(jié)構(gòu)要先進(jìn)行下游排孔的灌漿處理，然后進(jìn)行上游排孔的處理。

作業(yè)要點(diǎn)

在確定灌漿作業(yè)方案后，就要嚴(yán)格按照規(guī)范流程開展具體工作，確保工序的完整性和科學(xué)性，進(jìn)一步提高大壩帷幕灌漿施工水平。

第一，鉆孔作業(yè)。主要采取的設(shè)備是回轉(zhuǎn)式地質(zhì)鉆機(jī)，要在覆蓋層應(yīng)用硬質(zhì)合金鉆頭完成鉆進(jìn)處理，更好地提高階段性作業(yè)的規(guī)范水平，確保實(shí)際作業(yè)可控合理。并且，在基巖結(jié)構(gòu)中利用金剛石鉆頭開展鉆進(jìn)作業(yè)，鉆孔的孔徑維持在56mm。整個(gè)施工作業(yè)中，先導(dǎo)孔利用91mm完成開孔處理，以保證后續(xù)作業(yè)的安全性和規(guī)范性，并利用76mm進(jìn)行終孔處理，為更好地提高整體作業(yè)的質(zhì)量水平，要對(duì)先導(dǎo)孔、第二序孔、第三序孔進(jìn)行集中處理，并進(jìn)行巖芯的質(zhì)量評(píng)估，更好地維護(hù)整體作業(yè)的科學(xué)性。另外，要對(duì)作業(yè)后的結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)，確保孔位滿足設(shè)計(jì)要求，相應(yīng)的孔位偏差要控制在10cm以內(nèi)，及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)的記錄和匯總分析。灌漿孔施工作業(yè)時(shí)按照要求分序分段處理，并配合清水鉆進(jìn)作業(yè)，提升基巖結(jié)構(gòu)中鉆進(jìn)處理的質(zhì)量效果。最后，利用KXP-1型測(cè)斜儀進(jìn)行最終的測(cè)量，只有滿足大壩帷幕灌漿施工設(shè)計(jì)規(guī)范才能開展后續(xù)作業(yè)。

第二，沖洗作業(yè)，主要是針對(duì)基巖結(jié)構(gòu)段，要利用壓力水完成孔壁沖洗作業(yè)，確保其不會(huì)對(duì)整體作業(yè)質(zhì)量產(chǎn)生影響，沖洗的時(shí)間由最終水流質(zhì)量決定，一直沖洗到回水清凈為止。并且，沖洗的壓力要維持在灌漿壓力80%左右，若是整個(gè)施工作業(yè)中灌漿壓力超出1MPa，則沖洗壓力選取1MPa。在完成沖洗處理工作后對(duì)沖洗結(jié)果進(jìn)行檢查，確?？變?nèi)沉積厚度能在20cm以內(nèi)。

第三，壓水試驗(yàn)。在大壩帷幕灌漿施工作業(yè)中，壓水試驗(yàn)是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，要整合具體的作業(yè)內(nèi)容，建立完整的試驗(yàn)分析模式，保證相應(yīng)作業(yè)的安全性。1）灌漿孔在灌漿作業(yè)開始前要進(jìn)行簡(jiǎn)易的壓水試驗(yàn)，以確保能全面評(píng)估其實(shí)際情況，更好地滿足后續(xù)作業(yè)要求。2）先導(dǎo)孔要按照自上而下分段卡塞的方式完成壓水試驗(yàn)分析，并且，配合單點(diǎn)法壓水處理模式，確保整體作業(yè)的可控性和合理性。3）針對(duì)帷幕灌漿試驗(yàn)孔、檢查孔則要采取五點(diǎn)法壓水試驗(yàn)。所謂五點(diǎn)法壓水試驗(yàn)，指的是依據(jù)大壩基礎(chǔ)帷幕灌漿試驗(yàn)要求，結(jié)合業(yè)主以及監(jiān)理部門現(xiàn)場(chǎng)指示，按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各個(gè)區(qū)段灌漿壓力進(jìn)行計(jì)算，就能了解實(shí)際的壓水壓力，采取壓水壓力0.3倍、0.6倍以及1倍計(jì)算方式對(duì)各個(gè)壓力點(diǎn)的壓力進(jìn)行處理。

第四，灌漿作業(yè)。1）在帷幕灌漿施工環(huán)節(jié)中，覆蓋層利用孔口封閉循環(huán)鉆的方式進(jìn)行灌漿作業(yè)，而在基巖段，主要是利用孔口封閉孔內(nèi)循環(huán)自上而下分段灌漿法完成處理工作，射漿管和孔底之間的距離要控制在50cm以內(nèi)，更好地維系整體作業(yè)的科學(xué)性和規(guī)范性。2）同一排上相鄰的兩個(gè)次序孔間要結(jié)合具體設(shè)計(jì)要求予以優(yōu)化處理，巖層中鉆孔灌漿的間距也要控制在固定范圍內(nèi)，一般是維持在15m以內(nèi)。3）為提高階段性作業(yè)的質(zhì)量，要嚴(yán)格執(zhí)行精細(xì)化測(cè)算分析機(jī)制，覆蓋層段的灌漿壓力表示為0.8D（D表示灌漿頂板以上地層厚度）、巖石基礎(chǔ)灌漿壓力表示為1.5+0.5D。整個(gè)作業(yè)體系中，最終的灌漿壓力由現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)確定。4）巖基灌漿段段長(zhǎng)要控制在5m以內(nèi)，若是遭遇溶洞結(jié)構(gòu)、斷層結(jié)構(gòu)或者是軟弱夾層結(jié)構(gòu)，則相應(yīng)的長(zhǎng)度要維持在3m以內(nèi)，結(jié)合實(shí)際情況具體確定。與此同時(shí)，灌漿墊層混凝土和基礎(chǔ)作業(yè)段灌漿結(jié)構(gòu)要進(jìn)入巖層2m，終孔的最大段長(zhǎng)度則要維持在10m以內(nèi)。5）為保證工程項(xiàng)目綜合作業(yè)的可控性和合理性，整個(gè)灌漿作業(yè)要利用水泥粘土漿完成灌注處理，混凝土和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的連接位置，要先進(jìn)行水泥灌漿作業(yè)，相應(yīng)的漿液也要從稀到濃逐級(jí)處理，維持整體作業(yè)的安全性和科學(xué)性。6）在漿液處理環(huán)節(jié)中，灌漿壓力維持不變狀態(tài)下注入率也會(huì)出現(xiàn)持續(xù)降低的情況，此時(shí)，不能改變漿液的濃度。而在某一比級(jí)漿液注入量達(dá)到300L以上后，灌漿壓力和注入率均沒有出現(xiàn)較大的變化，此時(shí)，漿液濃度改為再濃的一級(jí)，從而保證作業(yè)的連續(xù)性和安全性。而在注入率超出30L/min以后，相應(yīng)的灌漿作業(yè)的具體級(jí)別就要視實(shí)際情況而定。整體作業(yè)基于調(diào)整壩體劈裂灌漿技術(shù)作業(yè)要求，能更好地處理心墻壩裂縫以及孔隙問題，更好地釋放壩體中積累的應(yīng)力，以確保原有不平衡的壩體應(yīng)力得以消散，在灌入泥漿后，壩體局部土層應(yīng)力有所提高，就能進(jìn)一步優(yōu)化心墻壩的穩(wěn)定性和安全性。

第五，灌漿結(jié)束。為滿足大壩帷幕灌漿施工質(zhì)量和安全要求，要依據(jù)灌漿作業(yè)的實(shí)際情況，判定灌漿處理工序是否結(jié)束。一般而言，判定灌漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)主要分為兩個(gè)，第一個(gè)是灌漿段的貫入量在1L以內(nèi)，并且，設(shè)計(jì)壓力下已經(jīng)持續(xù)灌漿60min左右。第二個(gè)是在灌漿過程中回漿濃度降低一級(jí)濃度灌注處理，回漿的濃度變得更濃時(shí)。在實(shí)際作業(yè)中滿足以上兩個(gè)要求之一就認(rèn)定灌漿結(jié)束。

第六，封孔處理，一般是利用純壓作業(yè)的方式完成封孔，壓力為1MPa到2MPa之間進(jìn)行灌入，水灰比控制在0.5:1的濃度，屏漿處理120min結(jié)束，在沉淀作業(yè)結(jié)束后投入泥球并開始相應(yīng)的搗實(shí)處理，從根本上維持整體作業(yè)管理的可控性和安全性。

3 質(zhì)量驗(yàn)收

在完成大壩帷幕灌漿施工作業(yè)后，要結(jié)合質(zhì)量管理要求開展質(zhì)量驗(yàn)收工作，確保工程項(xiàng)目施工作業(yè)內(nèi)容更加貼合實(shí)際需求，提高階段性作業(yè)的基本水平。

本工程項(xiàng)目在完成除險(xiǎn)加固灌漿處理工作后，當(dāng)?shù)毓芾聿块T對(duì)其進(jìn)行了為期1年的跟蹤管理，了解相應(yīng)作業(yè)的實(shí)際情況。一方面，主壩結(jié)構(gòu)、副壩結(jié)構(gòu)在進(jìn)行充填灌漿和劈裂灌漿作業(yè)后，壩頂布置的深槽能有效維持灌漿處理效果。主壩漿脈厚度約為16cm到52cm，副壩的漿脈厚度約為8cm到14cm，整體漿脈較為均勻連續(xù)，搭接結(jié)構(gòu)也非常完整，工程項(xiàng)目的滲透性較小，為當(dāng)?shù)胤篮楣ぷ魈峁┝肆己玫谋Ｕ?，整體灌漿質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)規(guī)范和要求。

4 建議

在完成大壩劈裂灌漿作業(yè)時(shí)，要明確除險(xiǎn)加固的要點(diǎn)，基于心墻防滲要求，重構(gòu)壩體應(yīng)力平衡狀態(tài)，維持心墻壩的穩(wěn)定性，并嚴(yán)格執(zhí)行具體的作業(yè)要求。首先，提高作業(yè)人員的基本素質(zhì)，利用交流會(huì)、培訓(xùn)等方式確保作業(yè)人員能嚴(yán)格執(zhí)行具體的工序標(biāo)準(zhǔn)，并確保相關(guān)試驗(yàn)分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可控性，更好地減少隱患問題。其次，要落實(shí)崗位責(zé)任機(jī)制，將責(zé)任落實(shí)到個(gè)人，提高工作人員的危機(jī)意識(shí)，保證其能嚴(yán)格執(zhí)行具體作業(yè)方案，維持整體作業(yè)管理的科學(xué)效果。最后，要秉持階段性總結(jié)管理的原則，針對(duì)階段性作業(yè)內(nèi)容予以評(píng)估，針對(duì)存在的問題及時(shí)整改，并且對(duì)帷幕灌漿可能存在的隱患問題予以預(yù)測(cè)，及時(shí)制定防控處理方案。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，水庫(kù)除險(xiǎn)加固施工作業(yè)具有重要的研究?jī)r(jià)值，要有效融合大壩帷幕灌漿施工內(nèi)容，建構(gòu)完整的作業(yè)體系，保證灌漿施工作業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)緊密銜接，提高階段性工程質(zhì)量效果，并及時(shí)開展質(zhì)量驗(yàn)收，強(qiáng)化工序管理和人員管理的同時(shí)，為水庫(kù)安全應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。