基礎(chǔ)灌漿技術(shù)在壩基處理中的應(yīng)用

王 麗新疆水利廳頭屯河流域管理處，新疆昌吉 831100

1 工程概況

某水庫工程由攔河壩、溢洪道、放空洞、發(fā)電引水建筑物、發(fā)電廠及升壓站等土建工程、金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備制作和安裝工程以及相應(yīng)臨時工程組成。攔河壩為混凝土面板堆石壩，壩頂高程187.9m，防浪墻頂高程189.1m，趾板底高程132m，相應(yīng)最大壩高55.9m。壩頂按一般交通要求布置，寬5.5m，長444m。大壩防滲系統(tǒng)由混凝土面板、趾板、“U”形擋墻、岸墻、灌漿帷幕及接縫間的止水組成。

2 基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)

本工程基礎(chǔ)處理工程分為固結(jié)灌漿、帷幕灌漿。砼面板堆石壩鉆灌遵循先固結(jié)后帷幕的原則進行。

固結(jié)灌漿孔基巖段長≤6m的孔，采用全孔一次孔內(nèi)循環(huán)灌注，基巖灌漿段長8m的孔采用分段孔內(nèi)循環(huán)灌漿法。砼面板堆石壩趾板兩排固結(jié)灌漿孔，先下游排固結(jié)鉆灌施工，后上游排固結(jié)鉆灌施工，排內(nèi)分兩序進行。砼面板堆石壩多排固結(jié)孔，先邊排固結(jié)鉆灌施工，后中間排固結(jié)鉆灌施工，各排內(nèi)固結(jié)鉆灌分兩序進行。

帷幕孔均采用孔內(nèi)循環(huán)純水泥漿灌注，帷幕灌漿基本孔采用自上而下分段鉆灌法。帷幕灌漿接觸段均單獨鉆灌并待凝，段長2m，其它孔段5m，終孔段適當加長，但不超過8m。帷幕孔最后一段的透水率≤5Lu，否則加深5m，直至符合要求，帷幕灌漿分三序進行，先進行Ⅰ序孔鉆灌，再進行Ⅱ序孔鉆灌，最后進行Ⅲ序孔鉆灌。相鄰的前序孔的孔深大于后序孔孔深15m，后序孔方進行施工。

3 固結(jié)灌漿施工過程控控制

3.1 固結(jié)灌漿施工工藝及方法

趾板固結(jié)灌漿施工，在砼強度達到50%設(shè)計強度后開始。固結(jié)灌漿淺孔固結(jié)采用全孔一次性灌注，孔內(nèi)循環(huán)灌漿法。深孔固結(jié)(孔深≥8m)孔采用分段灌注孔內(nèi)循環(huán)灌漿法。砼面板堆石壩趾板兩排固結(jié)灌漿孔，先下游排固結(jié)鉆灌施工，后上游排固結(jié)鉆灌施工，排內(nèi)分兩序進行。多排固結(jié)孔時，先邊排固結(jié)鉆灌施工，后中間排固結(jié)鉆灌施工，各排內(nèi)固結(jié)鉆灌分兩序進行。

3.2 施工工序

1）鉆孔。固結(jié)灌漿及其檢查孔均采用YT-24型手風鉆造孔，孔深≥8m的孔采用地質(zhì)鉆機造孔，造孔均按序次進行。固結(jié)鉆孔時，先鉆Ⅰ序孔，待Ⅰ序孔灌后再進行Ⅱ序孔的鉆進。砼面板堆石壩趾板固結(jié)鉆孔孔深為6m，左岸趾板▽170以上的固結(jié)孔深為5m。鉆孔結(jié)束后均經(jīng)監(jiān)理驗收在鉆孔驗收單簽字認可。各部位固結(jié)孔的孔位、孔向和孔深均滿足設(shè)計要求。固結(jié)孔在鉆孔結(jié)束后及時進行鉆孔沖洗，沖凈孔內(nèi)巖粉、泥渣；

2）沖洗。鉆孔結(jié)束后及時用鉆進的清水進行孔壁沖洗，直至孔口返清水為止。各固結(jié)灌漿孔在灌前均作裂隙沖洗，當鄰近有正在灌漿的孔時不進行裂隙沖洗。裂隙沖洗方法采用壓力水沖洗法。裂隙沖洗的壓力為相應(yīng)灌漿壓力的80%。沖洗完成后24h內(nèi)沒有進行灌漿的，在灌漿前重新進行裂隙沖洗；

3）壓水。固結(jié)灌漿檢查孔作單點法壓水試驗，基本孔壓水按固結(jié)灌漿單元總孔數(shù)的5%選取，在灌前進行壓水試驗，試驗壓力為灌漿壓力的80%；

4）制漿。灌漿所用水泥的強度等級為42.5，使用的水泥不受潮結(jié)塊、出廠日期不超過3個月。灌漿用水為砼拌制用水，拌漿的溫度不高于40℃。在固定機房中，用高速攪拌桶拌制所灌水灰比水泥漿，并用比重秤對水泥漿進行測定；

5）灌漿。分兩序施工、記錄，采用孔內(nèi)阻塞、孔內(nèi)循環(huán)，單孔灌注法。淺孔固結(jié)孔選用全孔為一段灌漿法，其阻塞器阻塞在砼與基巖接面0.3m以上，砼面板堆石壩固結(jié)灌漿壓力為0.4Mpa。深孔固結(jié)，分段方法為上3下5；灌漿壓力上段為0.4Mpa，下段為0.45Mpa。各孔的灌漿連續(xù)進行。開灌前根據(jù)壓水試驗成果備足灌漿材料。若因故中斷按規(guī)定要求進行處理，并如實記錄中斷灌漿的時間、原因、處理措施、處理效果以及對灌漿質(zhì)量的影響程度等情況。在設(shè)計灌漿壓力下，單孔注入率不大于1L/min，繼續(xù)灌注30min后，灌漿結(jié)束。

6）封孔。灌漿結(jié)束后，排出孔內(nèi)稀漿，用M10水泥干性砂漿人工搗實，并漿孔口抹平，深孔采用全孔灌漿封孔法。

4 帷幕灌漿施工過程控制

4.1 帷幕灌漿施工工藝及方法

砼面板堆石壩帷幕灌漿在該部位固結(jié)灌漿結(jié)束后進行。帷幕灌漿分三序進行，先進行Ⅰ序孔鉆灌，再進行Ⅱ序孔鉆灌，最后進行Ⅲ序孔鉆灌。帷幕孔采用孔內(nèi)循環(huán)純水泥漿灌注，帷幕灌漿基本孔采用自上而下分段鉆灌法。帷幕孔孔徑Φ59mm。帷幕灌漿接觸段均單獨鉆灌并待凝12h，接觸段段長2m，其它基本孔段5m，終孔段適當加長，但不超過8m。帷幕孔最后一段的透水率≤5Lu，否則應(yīng)加深5m，直至符合要求。

4.2 過程控制

1）放樣。由測量人員用測量儀器測放各工作面的鉆灌控制點；

2）定位。施工技術(shù)人員以測量儀器測放的控制點或?qū)嶋H混凝土澆筑分縫線樁號為基準，根據(jù)孔位布置確定帷幕灌漿孔位，孔位偏差不大于10cm；

3）預(yù)埋。所有帷幕孔均按放樣尺寸預(yù)埋用以固定地質(zhì)鉆機或固定移動鉆機平臺的拉筋鉤。

4）鉆孔。帷幕灌漿在相應(yīng)的部位固結(jié)灌漿結(jié)束后進行。帷幕灌漿均在蓋重混凝土強度達到50﹪后才開始進行鉆孔灌漿。鉆孔按先后次序及要求進行，其孔深、孔徑、孔向、孔位等均符合設(shè)計或規(guī)范要求，并在鉆孔結(jié)束后及時驗收，填報鉆孔驗收單。砼面板堆石壩部份按河床、左岸、右岸分別獨立編號。河床自左到右，左岸自下往上，右岸自下往上的順序進行編號。增設(shè)的只帷幕孔按增W1′、增W2′編號。

5）測斜。設(shè)計孔深＞20m的帷幕孔鉆孔，原則上在鉆孔完成后進行測斜，所有測斜孔要做好測斜原始記錄，計算測斜成果并進行成果匯總。垂直孔或頂角小于5°的帷幕灌漿孔；

6）沖洗。帷幕孔各孔段均在灌漿前先進行鉆孔沖洗，后進行裂隙沖洗。鉆孔沖洗采用壓力水由導(dǎo)管導(dǎo)入孔底由底往外沖洗，回水清凈結(jié)束，鉆孔沖洗結(jié)束孔內(nèi)沉積厚度均不超過20cm；

7）壓水。各帷幕灌漿段在灌漿前均進行了簡易壓水試驗。先導(dǎo)孔均自上而下進行正規(guī)單點法壓水試驗；

8）制漿。灌漿水泥采用42.5#不受潮結(jié)塊的新鮮普通硅酸鹽水泥，用水同拌制混凝土的水。純水泥漿的攪拌使用普通攪拌機，攪拌時間大于30s，漿液自制備至用完時間，普通水泥漿液≤4h，漿液溫度保持在5o～40o之間，超過規(guī)定時間和溫度予以舍棄。配制的漿液比重與標準比重偏差均控制在±0.01以內(nèi)；

9）灌漿。在確保基礎(chǔ)巖體及趾板不被抬動的前提下，盡量提高帷幕灌漿的壓力。灌漿時一般盡快達到設(shè)計壓力，當灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時，或當注入率不變而壓力持續(xù)升高時，不改變水灰比。帷幕灌漿在規(guī)定的壓力下，灌漿孔段注入率不大于1L/min時延續(xù)灌注60min（自上而下）或30min（自下而上）結(jié)束。帷幕接觸段及遭遇灌前涌水、灌后返漿和地質(zhì)條件復(fù)雜等情況時均采取閉漿、待凝措施，待凝時間根據(jù)具體情況確定，接觸段為12h；

10）封孔。各孔灌漿結(jié)束均及時進行封孔，封孔采用分段灌漿漿封孔法和全孔灌漿封孔法。

5 結(jié)論

攔河壩壩基灌漿處理工程固結(jié)灌漿和帷幕灌漿結(jié)束后，自評合格率100%，質(zhì)量完全符合設(shè)計及規(guī)范要求。

[1]葉鋒,阮雪茵.大壩基礎(chǔ)灌漿在臺州市水庫除險加固工程中的應(yīng)用[J].浙江水利水電專科學(xué)校學(xué)報,2009(6).

[2]郭曉剛,程少榮.高面板堆石壩趾板基礎(chǔ)灌漿抬動控制研究[J].長江科學(xué)院院報,2009(6).