水上帷幕灌漿施工技術(shù)與質(zhì)量控制方法

龍震宇 尹 紅 趙鐵軍

(湖南宏禹水利水電巖土工程有限公司 長沙市 410007)

1 概 述

源口水庫位于湖南省江永縣，1988年 12月建成，1989年3月通過竣工驗收。是一座以灌溉為主，兼顧發(fā)電、木材過壩和養(yǎng)魚等綜合利用的水利水電樞紐工程。

樞紐工程由漿砌石單支墩大頭壩，左、右岸漿砌石重力壩，左岸粘土心墻堆石壩三種壩型組成。壩頂長393.4m，高程分別為363m、362m，最大壩高74.4m，正常蓄水位360m，相應(yīng)庫容4060萬m3，灌溉死水位321.2m，相應(yīng)庫容為190萬m3，發(fā)電死水位339m，相應(yīng)庫容為1120萬m3，有效庫容2940萬m3。水庫為不完全年調(diào)節(jié)水庫。

本區(qū)域位于亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，雨量充沛，溫?zé)岢睗?，水庫位于桃水河上游橫開河峽谷內(nèi)，屬中低山剝蝕構(gòu)造地貌，巖庫盆周邊山體高程一般高程（400～500）m，相對高差（60～l60）mm。外圍地表分水嶺山體高峻雄厚，山頂山體高程一般（600～1300）m，無單薄分水嶺存在。正常蓄水位以下，巖性單一，多為細粒砂巖夾板狀頁巖，透水性較弱，庫盆蓄水良好，區(qū)內(nèi)河曲發(fā)育，河流大致由南向北流。庫壩區(qū)出露的地層主要為寒武系塔山群，其次為泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組。

源口水庫通過多年的運行后，存在壩基滲漏和繞壩滲漏的問題，在對該水庫進行除險加固過程中，由于大壩底孔無法開啟，因此只有在高水位下進行帷幕灌漿施工。下面就水上帷幕灌漿施工技術(shù)及質(zhì)量控制作簡要介紹。

2 水上帷幕灌漿施工技術(shù)

2.1 水上鉆探的一般規(guī)定

（1）加強從業(yè)人員的安全培訓(xùn)掌握安全基礎(chǔ)知識和操作技能。

（2）加強安全防護措施，作業(yè)人員佩戴安全帽，穿工作服，工作鞋及使用規(guī)定的防護用具，現(xiàn)場設(shè)置安全標(biāo)志，配置滅火器、水上救生器材與應(yīng)急安全設(shè)施。

（3）建立了作業(yè)現(xiàn)場安全管理制度及防洪、防暑、防寒、防風(fēng)、防火等安全措施和事故應(yīng)急預(yù)案。

（4）建立文明施工措施，加強作業(yè)現(xiàn)場場貌管理。

（5）現(xiàn)場用電線路架設(shè)應(yīng)符合“三級配電、二級保護”的規(guī)定。

2.2 鉆船平臺的選擇

結(jié)合源口水庫當(dāng)?shù)啬静某渥阌欣麅?yōu)勢，采購80 m3Ф18～Ф25的優(yōu)質(zhì)木材，聘請有多年搭設(shè)水上作業(yè)平臺經(jīng)驗的技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo)，搭設(shè)了兩個3m×14m×1.5m的木排，搭設(shè)時每層用鉛絲和鋼繩嚴(yán)實鉸結(jié)，起到加固作用。最后一層全部用Ф18的木材沿橫向整齊鋪滿并且縱向用鉛絲和鋼絲繩鉸結(jié)起來，使平臺形成一個厚重的穩(wěn)固的整體。木排四周用空油桶圍成一圈并固定在木排上，以增強木排的浮力和安全性。

經(jīng)計算，木排上所承荷載為6t，每個木排浮力為18t，平臺承載安全系數(shù)3.0，滿足施工要求。

2.3 水上鉆探的定位與套管的安裝

由于是水上施工帷幕灌漿孔，施工難度大，工藝復(fù)雜，且受氣候條件影響，作業(yè)環(huán)境差，平臺上下漂浮，水面上沒有參照物，孔位的確定比較困難。為保證帷幕軸線的準(zhǔn)確，根據(jù)現(xiàn)場施工情況，首先根據(jù)設(shè)計圖紙采用全站儀進行孔位軸線整體放樣，確定施工軸線后，在兩岸做好標(biāo)記。并對軸線樁號做好保護。每孔開孔前，再根據(jù)孔位坐標(biāo)精確放樣然后開孔鉆進。在施工過程中，隨時進行復(fù)核，以保證開孔位置與設(shè)計位置偏差不得大于10cm。

孔口管的下設(shè)及固定也比較困難。一開孔即為淤泥覆蓋層不易進尺，加壓則船體上抬，極易造成孔斜。因此，通過提高轉(zhuǎn)速、調(diào)整鉆壓、采用平衡鉆進的方法，隨時測量鉆機水平與立軸鉛直，每10m測斜儀再進行測斜一次。保證了鉆孔垂直度。終孔后，用測斜儀再測斜一次。

3 帷幕灌漿質(zhì)量控制

（1）灌漿段長度。灌漿段的長度是根據(jù)巖石的裂隙發(fā)育程度、破碎情況、滲透性以及設(shè)備能力條件而定，并參考了其它類似工程的經(jīng)驗，灌漿段長定為5m。

（2）灌漿壓力。設(shè)計要求以回漿壓力為準(zhǔn)，壓力大小隨孔深逐漸增大，其灌漿最大壓力如附表（孔深從基巖面算起）。

附表 設(shè)計灌漿壓力表

最小灌漿壓力為水頭的2倍。在堆石壩段壩身灌漿，壓力控制在（0.1～0.2）MPa。

（3）漿液稠度。根據(jù)基巖單位吸水量不同而改變，w＞0.1時，起始水灰比采用5∶1，w=0.05～0.1時，起始水灰比采用8∶1，以后采用3∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1，個別灌段根據(jù)具體情況采用0.5∶1。

（4）漿液稠度的變換原則。當(dāng)注入量（400～600）L，吸漿量仍很大，即改濃一級灌注或注入量大于30L/min時，也應(yīng)根據(jù)具體情況越級變濃。

（5）結(jié)束灌漿標(biāo)準(zhǔn)。符合下列條件之一者，即可結(jié)束灌漿，在設(shè)計規(guī)定壓力下，灌漿段已停止吸漿或吸漿量小于0.4L/min，并持續(xù)30min；在規(guī)定的壓力下，當(dāng)吸漿量徘徊于1.0L/min內(nèi)，時間達1h以上。

（6）帷幕灌漿孔深必須達到設(shè)計孔深。灌漿采用自下而上分段循環(huán)式灌漿方法。灌漿壓力為接觸段壓力（0.2～0.3）MPa，第一段0.4MPa，以下各段巖石每增加1.0 m，壓力增加0.05MPa，最大壓力為2.0MPa。

4 結(jié) 語

本次水上帷幕灌漿施工經(jīng)過周密計劃精心組織和施工過程中的嚴(yán)格控制，解決了壩基滲漏的問題，并通過了第三方岳陽精益檢測公司的現(xiàn)場檢測，壓水試驗均小于3Lu達到了設(shè)計的要求。經(jīng)過兩年水庫蓄水到壩后觀測，壩基滲漏已得到解決。實踐證明水上帷幕灌漿施工和質(zhì)量控制關(guān)鍵要架設(shè)好水上鉆探平臺，平臺架設(shè)的好壞直接影響施工進度和質(zhì)量，經(jīng)檢驗因地制宜采用木排搭設(shè)水上鉆探平臺是成功的。