泌陽縣老河水庫壩基高壓旋噴防滲墻施工技術(shù)

□蘇 理 □楊斌生(駐馬店市河道管理局)

1.工程概況

老河水庫位于駐馬店市泌陽縣老河鄉(xiāng)董崗村南頭，汝河支流黃溪河上游，控制流域面積40.4km2，總庫容2570萬m3。

該流域?qū)偕角饏^(qū)，壩址上游屬于山前坡地地區(qū)。水庫上游河道長(zhǎng)11.0km，河底平均比降為0.01，水源系周圍崗地地表水徑流匯入，每遇汛期洪水猛漲，該水庫大壩攔蓄洪水，減輕汝河防洪負(fù)擔(dān)，并解決水庫下游近1000hm2耕地的灌溉用水。

老河水庫樞紐工程現(xiàn)有大壩、溢洪道、輸水洞等建筑物組成。大壩長(zhǎng)880.0m，壩頂高程123.2m，防浪墻頂高程124.4m，最大壩高18m，壩頂寬5.0m，上游為塊石護(hù)坡，下游為草皮護(hù)坡。上游坡比1:3～1:4，在大壩下游壩坡116.7m高程處設(shè)有2.0m寬的戧臺(tái)一道，下游坡比為1:2.5～1:3.5，壩體下游沙殼內(nèi)坡度為1:2，基本屬于均質(zhì)壩。

2.壩基隱患

老河水庫系1959年開始興建，群眾性突擊，沒有正式設(shè)計(jì)。大壩建設(shè)施工時(shí)，清基不徹底，壩基未作防滲處理，水庫初期運(yùn)行時(shí)，壩基滲透嚴(yán)重，發(fā)生20余次管涌現(xiàn)象。

1975年汛前，在壩前修筑長(zhǎng)70m，厚2.0～5.0m的粘土鋪蓋，鋪蓋滲漏系數(shù)K=6.3×10-6cm/s,但壩基滲漏現(xiàn)象仍較嚴(yán)重。

1979年在壩后距壩腳20m處開挖導(dǎo)滲溝進(jìn)行處理期間，溝槽內(nèi)又出現(xiàn)管涌塌方現(xiàn)象。由于砂層挖深困難，后改為減壓淺井施工方案，修筑減壓淺井21眼進(jìn)行倒?jié)B。

1982年7月汛期，在壩址附近先后又發(fā)生19處管涌冒水地點(diǎn)，處理辦法，又新增減壓井14眼，壩腳建導(dǎo)滲濾體。

老河水庫壩基滲漏，經(jīng)多次處理，但河槽段壩基，仍存在嚴(yán)重滲漏問題，危及大壩安全。

2005年5月駐馬店市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院勘探隊(duì)，對(duì)老河水庫大壩進(jìn)行了勘測(cè)，大壩樁號(hào)0+305～0+725原河槽段壩基有輕粉質(zhì)壤土，粉細(xì)砂，泥質(zhì)輕粉質(zhì)壤土，其中第2層粉質(zhì)細(xì)砂后2.6～3.6m，滲漏系數(shù)為 1.47×10-2×4.7×10-2cm/s，屬中透水-滲透性，存在壩基滲漏問題，埋深在壩頂以下，深度18～23m之間。

河南省發(fā)展和改革委員會(huì)依據(jù)國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)、水利部辦公廳2005《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固工程管理有關(guān)問題的通知》及水利部2008年《大壩安全鑒定成果的核查意見》，同意對(duì)泌陽縣老河水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

3.壩基滲漏處理方案

根據(jù)老河水庫大壩壩基滲漏情況和地質(zhì)條件，粉質(zhì)細(xì)砂透水層深埋在壩頂以下深18～23m之間，厚度為2.6～3.6m。經(jīng)過方案比較，采用在透水層建造高噴灌漿防滲墻形成帷幕，對(duì)壩基滲漏進(jìn)行截滲處理。

3.1 高噴樁防滲墻結(jié)構(gòu)形式

大壩壩基滲漏透水層為粉質(zhì)細(xì)砂，深埋在壩頂以下深18～23m之間，根據(jù)工程需要和地質(zhì)條件，高噴墻射漿采用單排旋噴套接旋擺搭接形式。防滲墻位于大壩0+305～0+725段，長(zhǎng)420m，墻底高程99.00m，墻頂高層111.00m，墻高12m。墻體入透水層以下原自然粘土層5m,樁徑0.8m，樁距0.6m，灌漿平臺(tái)在上游壩116.73處，防滲墻總面積為5040m2。

3.2 鉆孔

灌漿平臺(tái)設(shè)在上游壩坡高程116.73m處。高噴灌漿鉆孔采用φ6000鉆頭回旋鉆進(jìn)。

在施工過程中，要求施工單位鉆孔孔位與設(shè)計(jì)孔位偏差≤50mm。鉆進(jìn)過程中，若出現(xiàn)泥漿嚴(yán)重漏失，孔口不返漿時(shí)，立即采取加大泥漿濃度，泥漿中摻砂，向孔內(nèi)填充堵漏材料，直至孔口正常返漿之后再繼續(xù)鉆進(jìn)。

鉆孔施工中，采取預(yù)防孔斜措施，鉆機(jī)安放平穩(wěn)牢固，加長(zhǎng)粗徑鉆具。鉆桿和粗徑鉆具的垂直度偏差斜率控制在1%以內(nèi)。

鉆機(jī)鉆孔時(shí)，選取部分高噴孔作為先導(dǎo)孔，采取芯樣，核對(duì)地質(zhì)，先導(dǎo)孔的深度超過設(shè)計(jì)防滲墻底深度0.3m。

鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)，詳細(xì)記錄孔位、孔深、地質(zhì)變化和漏漿、掉鉆等特殊情況及處理措施。

3.3 制漿液

高噴灌漿漿液采用水泥漿，所用水泥為42.5普通硅酸鹽水泥，質(zhì)量符合GB175的有關(guān)規(guī)定，不得使用過期和受潮結(jié)塊水泥。高噴灌漿用水為老河水庫蓄水，其質(zhì)量符合DL/T5144中混凝土拌和用水的要求。

高噴灌漿水泥漿液水灰比1.5:1～0.6:1，密度為1.4～1.7g/cm,制漿材料稱重誤差≤5%，使用普通攪拌機(jī)攪拌時(shí)間≥90s，水泥漿自制備至用完時(shí)間不超過4h。

3.4 高噴灌漿

高噴灌漿鉆孔每個(gè)孔完成后，經(jīng)檢驗(yàn)透水層中滲水流速較小時(shí)，下噴射管至孔底，采用全孔自下而上連續(xù)作業(yè)，灌漿壓力控制在 25～40MPa，流量 70～100 L/min，提升速度 10～25cm/min。

灌漿過程中，需中途拆卸噴射管時(shí)，搭接段都需進(jìn)行復(fù)噴，復(fù)噴長(zhǎng)度≥0.2m，對(duì)因故中斷灌漿部位維修后恢復(fù)施工時(shí)，控制搭接長(zhǎng)度≥0.5m，保證高噴防滲墻的工程施工質(zhì)量。

3.5 工程質(zhì)量檢查和驗(yàn)收

施工過程中，施工單位對(duì)高噴灌漿材料、漿液和各道工序的質(zhì)量進(jìn)行三檢，并做好原始記錄，監(jiān)理單位對(duì)高噴灌漿質(zhì)量進(jìn)行了嚴(yán)格控制。工程完工后，建設(shè)單位委托河南省水利基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心對(duì)老河水庫大壩壩基高壓旋噴防滲墻工程進(jìn)行了實(shí)體質(zhì)量檢測(cè)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

4.結(jié)論

老河水庫除險(xiǎn)加固大壩壩基高噴樁防滲墻工程于2009年10月12日開工，2009年11月26日完工，工程質(zhì)量合格，2010年12月16日通過分部工程驗(yàn)收。水庫大壩防滲墻經(jīng)過兩年的汛期運(yùn)行，經(jīng)探測(cè)，防滲墻體滲透系數(shù)為2～9×10-6cm/s。大壩壩基滲水量減少80%以上，取得了令人滿意的效果，確保了水庫的安全運(yùn)行。