孫家盤水庫大壩防滲處理

摘要：孫家盤水庫大壩采用非分散性的含礫粉質黏土填筑，壩體和壩基產生滲水現象，根據水庫地質條件及施工環(huán)境，采用沿大壩軸線對壩基進行水泥帷幕灌、壩體進行套井黏土回填，對水庫大壩進行防滲加固處理。

關鍵詞：孫家盤水庫；大壩；防滲處理；灌漿；套井回填

中圖分類號：TV641文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）11-0192-02

一、工程概況

孫家盤水庫位于北侖區(qū)春曉鎮(zhèn)昆亭村東岙溪坑上游，距春曉鎮(zhèn)10公里。壩址以上集水面積0.77km²，總庫容27.56萬m3，正常庫容20.07萬m3，正常蓄水位61.50m，水庫設計洪水標準為30年一遇，校核洪水標準為300年一遇。水庫大壩壩型為均質土壩，由非分散性的含礫粉質黏土填筑而成，壩基為深厚的沖洪積砂礫卵石和含泥砂礫卵石層，壩基的主要工程地質問題是壩體與壩基接觸帶、壩基深厚覆蓋層的滲漏問題，壩體防滲性能不能完全滿足現行規(guī)范要求，采用壩基帷幕灌漿與壩體黏土套井回填相結合的方法對大壩進行防滲加固處理。

二、壩基帷幕灌漿

（一）帷幕灌漿概況

大壩K0-024～K0+048和K0+148～K0+244總長168m，設單排帷幕灌漿中心位于大壩軸線上，與壩體防滲體重合。水泥帷幕灌漿范圍為壩基含泥砂卵礫石層及左右兩岸接觸段，總共布置灌漿孔86個，孔深5～30m不等，具體深度視壩基地質而定，要求帷幕的底部深入相對不透水層不小于2m。

（二）帷幕灌漿

工藝流程：測量放樣→鉆孔→壓水試驗→灌漿封孔→質量檢驗。

鉆孔次序：鉆孔按三序次施工，先進行先導孔（Ⅰ序孔）施工，進一步探明地質情況，然后按Ⅱ、Ⅲ序孔分別進行，如圖1所示：

1．測量放樣。用經緯儀測量放樣，準確定位，按設計要求編好鉆孔樁號、序號，個別由于套井中心線偏離，鉆孔時應作適當調整到套井中心位置。

2．鉆孔。根據不同地層，采用不同的鉆進工藝。土層采用SH-30型鉆機沖擊，直至基巖，下Φ110mm套管，再采用XU-200A型巖芯鉆機旋轉鉆進，鉆至設計深度，終孔孔徑為Φ76mm。

3．鉆孔沖洗和壓水試驗。采用立式雙缺中壓灌漿機洗孔壓水試驗，灌漿前進行裂隙沖洗，直至孔內回清水為止，沖洗壓力為設計壓力80%。采用自下而上分段灌漿法時，先導孔應自上而下分段進行壓水試驗，試驗采用單點法，壓力采用灌漿壓力的80%，壓水20min，每5min測讀一次壓力流量，取最后的流量作為計算流量。

4．制漿。選用超細水泥普通攪拌機攪拌泥漿，攪拌時間不小于3min，并測定漿液的密度和黏滯度等參數，做好記錄。漿液在使用前必須過篩，從開始至用完的時間不大于4h，超過4h則廢棄。

5．灌漿。（1）灌漿方法及灌漿方式：采用兩段灌注，自下而上分段循環(huán)灌漿法。第一序漿灌漿管下到離底管5米內進行灌注。（2）灌漿壓力及漿液變換：帷幕灌漿的漿液濃度由稀到濃，逐級變換。根據壓水試驗結果進行選擇，先采用水灰比（水：水泥）2：1的漿液進行灌漿，再根據吸漿量的變化采用1：1、0.6：1等3個等級，具體由實際試驗而定。（3）灌漿結束標準：在規(guī)定壓力下，當注入率不大于0.4L/min時，繼續(xù)灌注30min；或不大于1L／min時，繼續(xù)灌注60min，且灌漿在設計壓力不少于2小時灌漿結束。（4）特殊情況的處理：中斷處理：若因停水停電或機械故障中斷，應盡快恢復灌漿，中斷時間超過30min，立即設法沖洗鉆孔，必要時進行掃孔，然后再恢復灌漿。

裂縫處理：灌漿過程中發(fā)現壩面出現裂縫時，首先分析裂縫產生原因，若是濕陷縫，可以繼續(xù)灌注；若是劈力縫，除加強觀測外，還采取降低壓力，停灌等措施防止裂縫擴展，同時對裂縫進行處理。

地面冒漿處理：灌漿過程中，發(fā)現地面冒漿時，可根據情況采用嵌縫、表面封堵，加濃漿液、降低壓力以至中斷間歇等方法加以處理。

串漿處理：灌漿過程中與鄰孔發(fā)生串通時，如串漿量不大，在被串孔內采取沖洗措施，使水泥漿不致充填孔內，可繼續(xù)灌漿；如串漿量大，應與被串孔同時灌漿，但應適當降低壓力，防止巖層抬動；若無同時灌漿的設備條件，可用灌漿塞將被串孔塞住，單對灌漿孔灌漿。結束后，立即將被串孔的灌漿塞取出，并掃孔洗凈，進行補灌。如被串孔正在鉆進，宜立即停鉆。

特大耗漿處理：在經過正常變漿、且漿液稠度已達水灰比0.5：1后，如孔段吸漿率仍很大，灌漿難于結束時，應降低壓力，使吸漿率不超過1～2L/min·m灌注。在此情況下若灌注的干料已達限定數量后吃漿率仍不減小，可采用間歇灌漿或灌注水泥砂漿等。

6．拔管及封孔。灌漿結束后,待初凝后即可拔出套管，然后采用含水量適中黏土為段夯實回填至坡面。

7．灌漿質量檢查。在灌漿結束14天后，在灌漿鉆孔軸線上開鉆檢查孔，檢查孔的孔數為灌漿孔的10%，提取巖芯進行描述，側重描述巖心裂隙的結合情況并自下而上進行壓水試驗檢查，各段的壓水試驗透水率小于6～8（lu）為合格，合格率在90%以上，壓水試驗后按技術要求進行灌漿封孔，做好鉆孔、灌漿時的記錄。

三、壩體黏土套井回填

（一）套井回填概況

套井回填沿壩軸線布置，與壩基帷幕灌漿中心線重合，形成封閉防滲體系。布置單排套井，中心孔距0.7m，布置范圍為K0+000～壩K0+214，總長214m。

（二）套井回填

工藝流程：測量放樣→造孔→檢測→回填夯實→質量檢驗→下一循環(huán)。

施工順序：先打主井1、2號井；回填夯實后，再打套井3號；回填夯實后，再打4號井；回填夯實后，再打5號井，依此類推，按順序進行，如圖2所示：

1．測量放樣。用經緯儀測量放樣，按設計要求，準確定位，編好樁號、序號。

2．造孔：用沖抓式打井機在防滲墻布置的軸線上鉆孔，開孔直徑1.0m，套井中心距0.7m，造孔順序為先主井后套井，要求鉆孔垂直，當鉆孔鉆至設計孔深，由施工質檢人員會同業(yè)主進行檢查驗收，符合設計要求時方可終孔。

3．回填夯實：回填孔檢驗合格后進行黏回填，黏土要按規(guī)定分層拋填、鋪平，然后用夯錘。要求一次鋪料夯實厚度不超過30～50cm，夯擊時夯錘落距2～3m，每層夯擊次數20～30次，并連續(xù)分層夯實，夯實后干容重不低于1.45g/cm3。

4．質量檢驗。施工時每臺班機組人員應經常檢查鉆孔中心位置是否偏移及垂直度，做好進尺及大壩土層情況的記錄，做好控制深度標記，定時測量孔深直至造孔深度滿足設計要求?；靥钸^程中應嚴格控制黏土質量、分層厚度及壓入度，以達到設計要求。

四、結語

水泥帷帷幕灌、套井黏土回填具有施工機械設備簡單、施工方便、施工成本低、防滲效果好等特點，在水庫除險加固工程中得到廣泛應用，孫家盤水庫采用這種施工方法對大壩和壩基進行了防滲加固處理后，水庫壩體、壩基滲水現象已得到解決，經濟效益和社會效益顯著。

作者簡介：應國滿（1965－），男，天臺縣凱旋水利水電建筑工程有限公司經理，助理工程師，研究方向：水利工程施工和管理。