白山市曲家營水庫大壩壩段分縫止水處理技術(shù)

王立民

（吉林省水利水電勘測設(shè)計研究院，吉林長春 130012）

白山市曲家營水庫位于渾江支流紅土崖河中游，攔河壩由砼擋水壩和溢流壩兩部分組成，一期壩高24.6m，壩長283.5m，大壩由混凝土防滲墻及漿砌石體筑成。蓄水運行后發(fā)現(xiàn) 4～5＃壩段及 6～7＃壩段分縫處漏水嚴(yán)重，經(jīng)分析判定，施工過程中壩體混凝土防滲墻橡膠止水帶變形、移位、損壞為漏水原因。故此我們在原止水帶位置造一鉆孔，將原來止水帶清除后重新下入新的止水帶。鉆孔設(shè)計孔深26.0m,開孔孔徑φ325mm，終孔孔徑φ275m，鉆孔中心偏斜率不大于3‰，保證孔壁平順光滑。鉆孔結(jié)束后下入新的橡膠止水帶，然后兩側(cè)回填混凝土。

1 設(shè)備的選擇

因該鉆孔要求孔徑大、垂直度較高，故選擇的鉆機應(yīng)穩(wěn)定性好、精度高。本次施工應(yīng)用XY-5G型液壓立軸式鉆機。根據(jù)鉆進(jìn)工藝、鉆孔直徑和鉆孔深度等因素，選擇了操作靈活、泵量可調(diào)、便于搬遷的BW-250/50型泥漿泵。由于現(xiàn)場狹窄，沒有合適的鉆塔可供選擇，我們根據(jù)實際情況自行設(shè)計了A型鉆塔。

2 鉆具的選材與加工

鉆具的選材及加工精度是保證鉆孔垂直的關(guān)鍵，不僅鉆具的材質(zhì)要滿足技術(shù)要求，而且管材的加工應(yīng)滿足以下要求：彎曲度小于0.2%～0.3%，連接螺紋加工時不同軸度小于φ0.05mm，端面與軸線的不垂直度小于0.10mm。鉆頭選用275.00mm金剛石鉆頭。鉆桿選用φ89mm鉆桿，確保在鉆進(jìn)中鉆桿有足夠的強度和穩(wěn)定性。

3 鉆進(jìn)工藝

3.1 鉆機的安裝

鉆機安裝前預(yù)先澆制一混凝土平臺，并預(yù)埋好鉆機固定螺栓，待混凝土強度達(dá)到要求后將鉆機安放在混凝土平臺上,通過增減墊片將鉆機放平，然后用固定螺栓將鉆機固定。鉆機安裝后用經(jīng)緯儀將鉆機立軸和主動鉆桿進(jìn)行垂直校正。

3.2 孔口管的安裝與調(diào)整

孔口管的正確安裝是保證鉆孔垂直度的關(guān)鍵工序之一。安裝孔口導(dǎo)向管前先造一鉆孔，孔徑大于導(dǎo)向管外徑兩個級配，孔深為1.5m，導(dǎo)向管長度1.7m，高出地面0.2m，導(dǎo)向管安裝時對其垂直精度進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)整，然后灌入水泥砂漿將其固定。

3.3 鉆進(jìn)參數(shù)的選擇

為了保證鉆孔的垂直度，防止鉆孔偏斜，鉆進(jìn)時必須嚴(yán)格控制鉆進(jìn)參數(shù)。本工程選用鉆進(jìn)參數(shù)如下：孔底壓力1～1.5MPa,轉(zhuǎn)速40～169r/min,沖洗液量為60～120L/min。鉆進(jìn)參數(shù)根據(jù)鉆孔深度及鉆進(jìn)情況適時調(diào)節(jié)。

3.4 巖心的采取

由于巖心直徑較大，混凝土強度較高，巖心重且不易折斷，所以取心難度較大，巖心采取時采用卡材卡取法，每次巖心采取時卡材應(yīng)滿足要求，鉆具提升時要平穩(wěn)，切忌猛墩。若巖心沒有取出，應(yīng)分析原因，不要盲目下鉆，待將情況分析完后采取相應(yīng)方案進(jìn)行處理。

3.5 孔斜的預(yù)防與測量

防斜是鉆孔施工的重要環(huán)節(jié)，在施工過程中，必須嚴(yán)格控制鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)和鉆進(jìn)速度，嚴(yán)禁盲目追求進(jìn)尺。堅持預(yù)防為主、及時測斜的原則，采取綜合防斜措施，確保鉆孔滿足設(shè)計要求。施工過程中隨著鉆孔的延伸逐步加長粗徑鉆具。為保證鉆具回轉(zhuǎn)平穩(wěn)，消除由于鉆桿擺動而產(chǎn)生的孔斜，將粗徑鉆具以上的鉆桿上加扶正接頭，扶正接頭上鑲焊保徑合金，以減少磨損。本次施工采用浮標(biāo)式測斜儀，每鉆進(jìn)1m測量孔斜一次，及時掌握孔斜情況，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)立即采取糾斜措施。測斜時應(yīng)精心操作，一絲不茍，嚴(yán)格把關(guān)。

3.6 糾斜

鉆孔過程中一旦發(fā)生孔斜，必須立即采取糾斜措施，防微杜漸，絕對不能存在僥幸心理，否則前功盡棄。本次糾斜方法主要有以下幾種。

（1）立軸糾斜。根據(jù)鉆孔的偏斜方向和偏斜值，通過調(diào)節(jié)立軸改變鉆具軸線方向使鉆頭工作時軸心壓力產(chǎn)生偏壓而改變原鉆孔軸向達(dá)到糾斜目的。糾斜時將孔內(nèi)巖心取凈，用磨底鉆頭將孔底磨平。鉆進(jìn)時采用低壓慢轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，回次進(jìn)尺控制在1.0～1.5m以內(nèi)，提鉆測斜，達(dá)到理想效果方可恢復(fù)正常鉆進(jìn)。此種糾斜方法適用孔深10m以內(nèi)。

（2）中心導(dǎo)向糾斜。用φ127mm套管作導(dǎo)管將一個1.0m比鉆頭內(nèi)徑小4～6mm的導(dǎo)正管垂直下入孔內(nèi)，導(dǎo)管與導(dǎo)向管之間采用自制回轉(zhuǎn)脫落裝置連接，校核無誤后用水泥砂漿灌入將其固定。灌入前計算好水泥砂漿用量，待水泥砂漿強度滿足要求后將導(dǎo)管反轉(zhuǎn)提出。下入鉆具套住導(dǎo)向管按預(yù)定方向鉆進(jìn)，從而達(dá)到糾斜目的。

（3）回填封孔糾斜。當(dāng)鉆孔在某一段偏差較大，可將鉆孔用混凝土回填至符合要求位置，待混凝土強度達(dá)到要求后將鉆具加長重新鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時采用低壓慢轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，以達(dá)到糾斜目的。

4 橡膠止水帶下入工藝

（1）止水帶下入前的準(zhǔn)備。止水帶下入前在孔口管內(nèi)部分別焊接兩個導(dǎo)向?qū)к墸L度0.6m。在止水帶的前后兩側(cè)分別焊上一個牽引環(huán)。將兩片止水帶用 12號槽鋼前后夾住，并用螺栓固定，使止水帶成為具有剛性結(jié)構(gòu)的整體，以方便下入。下入前先將起始段在地面上連好，隨著止水帶的不斷下入將其加長。安裝結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1

（2）止水帶的下入。將預(yù)先連接好的開始段放入孔口，用導(dǎo)向?qū)к墝⒅顾畮Х珠_，使兩片止水帶借助彈性緊帖孔壁，下入前將止水帶的兩側(cè)涂上黃油以減少下入時的摩擦阻力。開始用鉆機對止水帶兩側(cè)槽鋼加壓，壓力不夠用手動葫蘆通過槽鋼兩側(cè)的牽引環(huán)對其加壓。

（3）混凝土的回填。橡膠止水帶下完后，開始回填混凝土，回填時要注意止水帶前后兩側(cè)同時填入，防止將止水帶壓偏。

5 質(zhì)量評定

（1）施工結(jié)束后,由建設(shè)單位、監(jiān)理單位和設(shè)計單位共同組織驗收，施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求。

（2）水庫蓄水運行后，經(jīng)觀測原壩縫漏水處無漏水現(xiàn)象。

6 結(jié) 語

本次施工技術(shù)，通過在其他幾個電站的運用實施，都達(dá)到預(yù)期目的，止水效果顯著，充分證實該技術(shù)的可行性和實用性。但施工中從高精度垂直鉆孔的鉆進(jìn)到止水帶的下入，都是技術(shù)性較強的工作。施工難度較大，所以施工前應(yīng)精心組織，細(xì)心策劃。施工過程中要嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計的施工步驟和方法執(zhí)行，把握好每道施工工序，出現(xiàn)問題應(yīng)及時處理，切忌存在僥幸心理。