和順縣戀思水庫灌漿試驗成果分析

劉澤德

（平遙縣惠柳瀴水利管理處，山西 平遙 031100）

1 工程概況

和順縣戀思水庫是一座以城鄉(xiāng)生活和工業(yè)用水為主，兼顧灌溉、防洪等綜合利用的中型水庫，是山西省“十一五”興水戰(zhàn)略35座新水源工程之一，位于清漳河東源主流張翼河上游，屬漳河二級支流，壩址距和順縣義興鎮(zhèn)戀思村900m，總庫容1600萬m3，控制流域面積113km2，大壩壩型為均質(zhì)土壩，壩高30.3m，壩頂長336.8m，壩頂寬6m。

本次試驗主要是通過灌漿試驗論證擬采用的施工方法、施工參數(shù)在技術(shù)上的可行性、效果上的可靠性和經(jīng)濟上的合理性；推薦合理的施工程序、良好的施工工藝、適宜的灌漿材料和最優(yōu)的漿液配合比；提供有關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)，確定孔距、排距、防滲帷幕厚度和深度；選定合理的灌漿壓力。

2 試驗區(qū)域選擇和孔位布置

2.1 試驗場地選擇

試驗區(qū)域定在二馬道，樁號壩0+133.00—壩0+145.00段之間進行單排孔帷幕灌漿生產(chǎn)性試驗。

2.2 試驗孔布置及編號

水庫工程帷幕灌漿生產(chǎn)性試驗孔布置情況如圖1所示。

圖1 戀思水庫土壩工程帷幕灌漿生產(chǎn)性試驗孔布置圖

帷幕灌漿試驗孔為垂直孔，分3序孔布置。本試驗段共布置試驗孔11個（其中先導孔1個），Ⅰ序孔3個，Ⅱ序孔2個，Ⅲ序孔4個，檢查孔2個。先導孔用Ⅰ（S5）序孔代替。帷幕灌漿試驗完畢后，通過灌漿資料的整理、分析，確定檢查孔在S1～S2之間（壩0+134.00）、S4～S5之間（壩0+138.25）。

3 質(zhì)量控制措施及施工

灌漿試驗施工及質(zhì)量控制措施嚴格按照規(guī)范執(zhí)行。各段灌漿壓力見表1。

表1 帷幕灌漿各段壓力計算表 單位：MPa

灌漿最大灌漿壓力不超過2.5MPa。

4 施工存在問題及處理措施

一是吸漿量大的孔段的灌漿處理。由于各項地質(zhì)條件因素，在灌漿試驗過程中存在有吸漿量大的一些孔段。例如：S1號孔第三段（22.80～27.80m），巖芯破碎嚴重，壓水過程中無回水、無壓力，單位注入量為852.60kg/m；S9號孔第二段（22.15～27.15m），巖芯破碎，裂隙發(fā)育，壓水過程中無回水、無壓力，單位注入量為524.63kg/m。遇此情況，在采用0.5∶1水泥漿灌注一段時間仍無回漿時，待凝24h，然后掃孔進行復灌，直至灌漿結(jié)束。各灌漿試驗孔終孔段透水率均大于10Lu且小于50Lu。

二是關(guān)于J1透水率不滿足設計要求的處理。J1位于S1號孔與S2號孔中間，本次試驗S1與S2試驗孔距為2m，在選定的壓力下，經(jīng)試驗2m孔距不能滿足設計要求，為此在J1壓水完畢后，采用分段卡塞，自下而上進行灌漿，灌漿壓力自下而上分別為2.5MPa，2.5MPa，2.1MPa，1.7MPa，1.3MPa，0.9MPa，0.5MPa。

5 灌漿質(zhì)量效果檢查

帷幕灌漿檢查孔的數(shù)量為灌漿孔總數(shù)的10%，一個單元工程內(nèi)，至少布置1個檢查孔。本試驗段布置2個檢查孔。帷幕灌漿檢查孔壓水試驗在試驗段灌漿結(jié)束14d后進行，本試驗段于2012年4月20日開始進行壓水試驗。檢查孔開孔孔徑89mm，終孔孔徑75mm。采用自上而下分段卡塞進行壓水試驗，試驗方法采用五點法。帷幕灌漿檢查孔壓水試驗結(jié)束后，按技術(shù)要求自下而上進行灌漿和封孔。

6 試驗成果分析

6.1 透水率分析

通過對各次序孔的灌前壓水試驗資料分析，Ⅰ序孔的平均透水率為48.17Lu，Ⅱ序孔的平均透水率為27.90Lu，Ⅲ序孔的平均透水率為19.93Lu。透水率隨灌序的加密而減小，灌漿效果明顯，符合灌漿的一般規(guī)律，說明施工參數(shù)適合本工程的要求。

各次序孔透水率頻率的分析：Ⅰ序孔壓水試驗共16段，10～50Lu透水率區(qū)間段數(shù)為11段，相應頻率為69%；50～100Lu透水率區(qū)間段數(shù)為2段，頻率為12%；大于100區(qū)間段數(shù)為3段，頻率為19%。Ⅱ序孔壓水試驗12段，10～50Lu透水率區(qū)間段數(shù)10段，頻率為83%；50～100Lu透水率區(qū)間段數(shù)為2段，相應頻率為17%。Ⅲ序孔壓水試驗24段，10～50Lu透水率區(qū)間段數(shù)為20段，頻率為83%，大于100Lu透水率區(qū)間段數(shù)為4段，頻率為17%。通過對各次序孔透水率頻率的分析，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ序孔透水率均主要集中在10～50Lu透水率區(qū)間，隨著孔序的加密,透水率逐漸減小，灌漿效果明顯，符合灌漿的一般規(guī)律，表明施工參數(shù)適合本工程的要求。

6.2 單位注入量的分析

通過對各次序孔的灌漿資料分析，Ⅰ序孔單位注入量為243.77kg/m，Ⅱ序孔單位注入量為154.61kg/m，Ⅲ序孔單位注入量為141.11kg/m。單位注入量隨灌漿次序的加密而減小，符合灌漿的正常規(guī)律，灌漿效果較明顯。

Ⅰ序孔灌漿共18段，50～100Lu透水率區(qū)間段單位注灰量區(qū)間段數(shù)為1段，相應頻率為6%；100～500Lu透水率區(qū)間段數(shù)為15段，相應頻率為83%；500～1000Lu透水率區(qū)間段數(shù)為2段，相應頻率為11%。Ⅱ序孔灌漿12段，50～100Lu透水率區(qū)間段單位注灰量區(qū)間段數(shù)為1段，相應頻率為8%；100～500Lu透水率區(qū)間段數(shù)為11段，相應頻率為92%。Ⅲ序孔灌漿24段，50～100Lu透水率單位注灰量區(qū)間段數(shù)為3段，相應頻率為13%；100～500Lu透水率區(qū)間段數(shù)為21段，相應頻率為87%。通過對各次序孔單位注入量頻率的分析，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ序孔單位注入量均主要集中在100～500Lu透水率區(qū)間段區(qū)間，隨著孔序的加密，單位注入量逐漸減小，符合灌漿的正常規(guī)律，灌漿效果明顯。

6.3 檢查孔的分析

本試驗段布置檢查孔2個，壓水試驗13段，其中J1透水率最大為9.34Lu，最小為8.29Lu，均不滿足設計要求的8Lu的防滲標準要求；J2透水率最大為5.66Lu，最小為3.07Lu，合格率100%，滿足設計要求的8Lu的防滲標準要求。結(jié)果表明帷幕灌漿孔距2.0m無法達到設計要求的防滲標準，孔距1.5m施工參數(shù)下的帷幕灌漿可以滿足設計要求。

6.4 第一段灌漿壓力的分析

本次灌漿試驗第一段壓力采用了0.30MPa和0.50MPa兩個壓力。為了防止混凝土發(fā)生抬動，Ⅰ序孔開始灌漿時采用較小壓力0.30MPa，發(fā)現(xiàn)該壓力下地面不會出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，不會對基巖上面混凝土產(chǎn)生破壞。為達到最好的灌漿效果，從Ⅱ序孔開始第一段壓力增加到0.50MPa，發(fā)現(xiàn)在0.50MPa的壓力下，混凝土也不會被破壞，因此以后的第一段壓力均按照0.50MPa執(zhí)行。

7 結(jié)論及建議

本次試驗采用的灌漿段長、灌漿壓力在技術(shù)上可行、效果上可靠、經(jīng)濟上合理，取得了良好效果。為了更有效地保證灌漿效果和施工方便，建議灌漿起始壓力采用0.5MPa，以后每加深一段壓力遞增0.40MPa，最大灌漿壓力不超過設計最大值2.50MPa，孔距采用設計圖紙的1.50m。