淺談河口廟水庫(kù)排沙泄洪洞回填固結(jié)灌漿施工方法

劉克棟

(陜西省橫山縣水利局，陜西 橫山719100)

河口廟水庫(kù)位于橫山縣塔灣鎮(zhèn)墩渠村，下距橫山縣城43.5 km，是無(wú)定河一級(jí)支流蘆河末級(jí)控制性重點(diǎn)中型水庫(kù)，興建于1975年，大壩為水墜均質(zhì)沙壩，壩高43.5m，壩頂長(zhǎng)330 m，壩控制流域面積634 km2，回水全在靖邊縣境內(nèi)，水庫(kù)校核洪水位1 156 m，正常蓄水位1 147 m，死水位1 136 m，原設(shè)計(jì)水庫(kù)總庫(kù)容6 140萬(wàn) m3，其中調(diào)洪庫(kù)容2 580萬(wàn) m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容2 240萬(wàn) m3，死庫(kù)容1 320萬(wàn) m3，該水庫(kù)主要以防洪、攔沙、灌溉為主。尤其防洪位置十分重要，下游灌溉面積3萬(wàn)畝。

河口廟水庫(kù)水利樞紐由大壩，輸水洞和溢洪道三大部分組成，2004年開(kāi)始對(duì)其除險(xiǎn)加固，新建排沙泄洪洞，對(duì)大壩進(jìn)行加高培厚，加固輸水洞、溢洪道等工程。排沙泄洪洞工程是水庫(kù)除險(xiǎn)加固的控制性工程，排沙泄洪水?dāng)嗝嬷睆綖?m的圓形斷面，鋼筋砼襯砌壁厚50 cm，泄洪結(jié)構(gòu)為 C25 F200W6鋼筋混凝土襯砌，洞長(zhǎng)275 m，其中巖石洞段長(zhǎng)198 m，土洞段長(zhǎng)77 m，最大泄量為81.73 m3/s。基巖洞在襯砌后原巖與襯砌砼之間存在一定孔(空)隙，為充填兩者之間的縫隙需進(jìn)行頂拱回填灌漿，側(cè)墻和底板進(jìn)行固結(jié)灌漿，因施工方法和工藝的不同，灌漿效果也不同，作者根據(jù)自己的施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)施工方法，以求與同行共享。

1 施工方案設(shè)計(jì)

按照先頂拱回填灌漿，后圍巖固結(jié)灌漿的順序進(jìn)行，填灌漿在襯砌砼達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行，固結(jié)灌漿在該部位的回填灌漿結(jié)束7天后進(jìn)行，灌漿分成區(qū)段進(jìn)行，孔序分I序和II序，I序孔和II序孔再進(jìn)行環(huán)間加密分序，先灌I序孔，再灌II序孔，灌漿自洞口開(kāi)始，向洞內(nèi)推進(jìn)。

2 施工方法及工藝

2.1 預(yù)埋管子

灌漿采用預(yù)埋鋼管的方法在襯砌砼中成孔，以此來(lái)準(zhǔn)確控制灌漿空的位置，也避免了砼澆筑完后鉆孔的困難。在澆筑砼前，把預(yù)埋鋼管焊接在澆筑段鋼筋上，鋼管直徑40 mm，長(zhǎng)度50 cm，每排6個(gè)，按設(shè)計(jì)要求從頂部中心開(kāi)始環(huán)形均勻布置，排距3 m。

2.2 鉆孔

先鉆頂拱3個(gè)孔用于回填灌漿，回填灌漿孔要求鉆進(jìn)巖石10 cm，采用回旋式鉆機(jī)鉆孔，鉆頭直徑38 mm，鉆桿直徑25 mm，采用一根1 m鉆桿即可。固結(jié)灌漿孔待回填灌漿完成以后，重新在回填灌漿孔上鉆孔，以及腰線和底部的3個(gè)孔，固結(jié)灌漿要求鉆進(jìn)巖石3 m，采用回旋式鉆機(jī)鉆孔，鉆頭直徑38 mm，鉆桿直徑25 mm。在鉆孔施工中，保證鉆孔方向不發(fā)生偏斜，對(duì)于保證灌漿質(zhì)量是至關(guān)重要的，主要采取以下措施來(lái)防止鉆孔可能發(fā)生的偏斜:

(1)鉆機(jī)固定牢固，鉆進(jìn)中不擺不晃。

(2)仔細(xì)校正立軸方向，按要求的孔向?qū)?zhǔn)孔位開(kāi)孔。(3)鉆進(jìn)中勤檢查鉆機(jī)有無(wú)移動(dòng)，鉆桿的方向有無(wú)變化發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正。

(4)熟悉所用機(jī)械和鉆孔方法的特點(diǎn)，鉆研技術(shù)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高操作者的技術(shù)水平，實(shí)行正確操作。

2.3 鉆孔沖洗

灌漿孔在灌漿前應(yīng)進(jìn)行鉆孔重洗，采用壓水重洗法，利用灌漿泵，通過(guò)下入孔內(nèi)的灌漿管向孔底壓送水流，這時(shí)，一部分水挾帶著巖粉等返出地面，給水壓力一般為該段灌漿壓力的80%即1.0 Mpa左右，這樣沖洗沖洗一直進(jìn)行到返出水變清為止。

2.4 灌漿材料、制漿和灌漿設(shè)備

2.4.1 灌漿材料和漿液

回填灌漿采用普通32.5硅酸鹽水泥，固結(jié)灌漿采用普通42.5硅酸鹽水泥，灌漿用水采用山泉水，各項(xiàng)指標(biāo)符合拌制水工砼用水要求，灌漿用漿液采用純水泥漿液。

2.4.2 制漿

漿液水灰比采用0.6:1，制漿用水和水泥采用磅稱稱量，嚴(yán)格按配合比施工，稱量誤差控制在小于計(jì)算的5%，漿液攪拌采用150 L普通攪拌機(jī)攪拌，攪拌時(shí)間不少于3 min，存漿時(shí)間不超過(guò)4 h。

2.4.3 灌漿設(shè)備及機(jī)具

灌漿泵采用VD30型雙缸柱塞式灌漿泵，允許工作壓力10 Mpa，排量50 L/min，灌漿泵和灌漿孔口處均按壓力表，壓力表最大標(biāo)值6 Mpa，為檢查合格后再使用，灌漿塞采用在預(yù)埋鋼管上切絲安裝球塞閥門，易于安裝和卸除。

3 灌漿施工

3.1 回填灌漿

回填灌漿分兩個(gè)次序進(jìn)行，頂拱為I序孔，兩側(cè)為II序孔，先將一區(qū)段的I序孔灌完后再灌II序孔，采用循環(huán)式灌漿方法，灌漿最大壓力采用0.5 Mpa，灌漿前對(duì)所用管道壓水，壓水壓力等于灌漿壓力，檢查管路是否暢通。灌漿時(shí)洞內(nèi)灌漿孔操作員與灌漿泵操作員采用程控電話聯(lián)系，洞內(nèi)準(zhǔn)備好后再通知灌漿泵操作員開(kāi)機(jī)，當(dāng)灌漿達(dá)到要求時(shí)，洞外操作員通知洞內(nèi)操作員關(guān)掉灌漿孔處閥門后再停機(jī)，換好另外一個(gè)孔后再繼續(xù)灌漿。灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，以在規(guī)定的壓力下，灌漿孔停止吸漿，延續(xù)灌注5 min即可結(jié)束。灌漿時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)做好各種記錄，包括灌漿最大、最小、平均壓力，吸漿量，漿液比重等。

3.2 固結(jié)灌漿

固結(jié)灌漿分區(qū)段進(jìn)行，每個(gè)區(qū)段分I序環(huán)、II序環(huán)，環(huán)內(nèi)再加密分I序孔和II序孔，順序是先灌I序環(huán)的I序孔，再灌I序環(huán)的II序孔，灌完I序環(huán)后再灌II序環(huán)。灌漿采用單孔循環(huán)式灌漿方法，由于固結(jié)灌漿孔深3 m，采用全孔一次灌注，灌漿壓力經(jīng)試驗(yàn)采用最大壓力2.0 Mpa，灌漿前對(duì)所用管道壓水，壓水壓力等于灌漿壓力，檢查管路是否暢通。固結(jié)灌漿漿液結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為在規(guī)定的壓力下，灌漿孔住入率不大于0.4 L/m in時(shí)，延續(xù)30 m in即可結(jié)束。灌漿時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)做好各種記錄，包括灌漿最大、最小、平均壓力，吸漿量，漿液比重等。

3.3 封孔

固結(jié)灌漿結(jié)束后，等檢查合格后，即進(jìn)行封孔處理，封孔使用水泥砂漿將鉆孔封填密實(shí)，孔口壓抹齊平。

3.4 特殊情況處理

灌漿過(guò)程中發(fā)現(xiàn)漿液外漏，立即進(jìn)行堵漏處理，當(dāng)進(jìn)漿管發(fā)生堵塞時(shí)，先打開(kāi)所有管口放漿，盡量提高進(jìn)漿壓力，通開(kāi)進(jìn)漿管路。灌漿過(guò)程中，因外部原因被迫中斷，應(yīng)立即用清水沖洗，保持灌漿系統(tǒng)通暢，恢復(fù)灌漿前，再做一次壓水檢查。

4 結(jié)語(yǔ)

回填、固結(jié)灌漿結(jié)束后，洞內(nèi)漏水現(xiàn)象有了明顯改善，灌漿效果顯著，只有很少幾個(gè)部位有小量滲水，做堵漏處理即可。本次共完成回填灌漿815 m2，固結(jié)灌漿966 m，灌漿質(zhì)量經(jīng)檢測(cè)全部合格。