馬家?guī)r水庫大壩岸坡接觸灌漿施工技術和措施

郝記林

（林州市水務局，河南 林州 456550）

馬家?guī)r水庫是河南省林州市新建的中型水庫，屬紅旗渠補源工程，大壩為混凝土砌石重力壩，高102.5 m。施工中，由于水庫大壩左右岸512 m高程以上開挖邊坡為1∶0.2～1∶0.3，混凝土砌石與邊坡基巖間為約1 m厚的C15混凝土。為保證壩體與基巖的良好連接，設計單位要求在水庫大壩邊坡固結灌漿基礎上，對大壩與兩岸山體接觸部分進行邊坡接觸灌漿，將邊坡固結灌漿和接觸灌漿相結合，以提高壩體整體性。接觸灌漿技術和措施主要包括技術準備、技術要素控制、注意事項等方面。

1 技術準備

1.1 工程設計

（1）以開挖測量資料為依據，在左、右岸邊坡與壩體兩端連接體混凝土交界處各設2排孔，孔距3 m，排距0.6 m，呈梅花型布置，其中一排位于邊坡與混凝土交界線處、另一排位于基巖內。以開挖邊坡率鉆孔至510 m高程，并進行灌漿，同時完成固結灌漿和接觸灌漿。

（2）邊坡與混凝土交界處最大灌漿壓力定為1 MPa，基巖內最大灌漿壓力定為1.5 MPa。

（3）采取沿接觸縫面或平行于接觸縫面布孔技術，全孔段直接穿越在接觸面內，確保每孔控制灌漿面積達到最大值75 m2左右，約為垂直布孔控制面積的10倍左右，以達到最佳灌漿效果和施工進度。

1.2 灌區(qū)劃分

左、右岸邊坡布置4排孔：左岸接觸排、左岸基巖排、右岸接觸排、右岸基巖排，每排灌漿孔為1個灌區(qū)，共4個灌區(qū)。各灌區(qū)灌漿高度均為25 cm左右，寬度16～24 m，每個灌區(qū)總孔數(shù)5～10個。

1.3 施工方法

1.3.1 接觸排灌區(qū)

采用鉆孔灌漿法和預埋管灌漿法相結合進行，具體要求如下：

（1）灌區(qū)結構：由上、下游兩側的封閉區(qū)間和中間的灌區(qū)組成。在主體部位開始灌漿，先在灌區(qū)的上、下游側端頭各選擇1個灌漿孔，通過預先灌漿形成封閉界面，保證灌區(qū)內部灌漿順利進行。

（2）主要灌漿參數(shù)：中間主灌區(qū)部位采用2∶1、1∶1、0.5∶1（或0.6∶1）等多級純水泥漿液灌注；在封閉邊界灌漿中采用水灰比為0.5∶1或0.6∶1的較濃的純水泥漿液。灌漿壓力可根據現(xiàn)場情況適當調整，最大不超過1.0 MPa。灌漿順序從下游往上游方向進行。

（3）灌漿系統(tǒng)布置：由進漿管、栓塞、排氣管等組成，進漿管即為下游側的灌漿孔，排氣管即為上游側的灌漿孔；栓塞下入位置為孔口附近部位，一般應待濃漿液涌出后方可下入。

1.3.2 基巖排灌區(qū)

基巖排灌采用自下而上分段、自下游而上游輪灌的栓塞純壓式注漿方法進行。每孔一般分為3段，其中上部段段長5 m，灌漿壓力0.5 MPa；中間段段長10 m，灌漿壓力0.3 MPa；下部段，灌漿壓力0.5 MPa。

1.4 施工順序

按先施工接觸排、后施工基巖排順序進行。其中，接觸排灌區(qū)的灌漿完成后宜待凝12～24h再施工基巖排灌區(qū)。

灌區(qū)內原則上一般采用從下游往上游的方向進行，不分序。

1.5 工藝流程

接觸排灌區(qū)的單孔灌漿工藝流程，如圖1所示。

圖1 接觸排灌區(qū)單孔灌漿工藝流程

基巖排灌區(qū)的單孔灌漿工藝流程，如圖2所示。

圖2 基巖排灌區(qū)單孔灌漿工藝流程

2 技術要素控制

2.1 鉆孔及埋管

根據施工總體安排，接觸灌漿分兩步：第一步，2007年10月，在大壩535 m高程平面利用縫面孔位易于確認、成孔作業(yè)時間充裕、基本條件具備等便利條件先完成鉆孔；第二步，到2008年3月左右再進行接觸灌漿。由于其間大壩還要繼續(xù)砌筑2～5m，因此需在砌筑過程中預埋鋼管，對鉆孔延伸保護。

2.1.1 成孔方法

灌漿孔選用潛孔鉆機，一次鉆至終孔，鉆頭口徑75 mm，孔深以達到510 m高程位置為準。

2.1.2 鉆進

采用經緯測距儀及鋼卷尺，依據設計放出孔位。鉆機就位平穩(wěn)，鉆孔角度校正后開鉆。開孔時，低速低壓鉆進0.3～0.5 m，再正常鉆進，防止孔斜?？壮珊蟮撞砍练e物應不超過20 cm，以滿足孔深要求。

2.1.3 保護埋管

孔成后，在上部壩體澆筑中要做到：澆筑前用Φ89孔口管與原孔位保持孔向孔徑的一致，做良好連接，并固管使孔位免受砌筑過程影響，便于后續(xù)施工。隨壩體砌筑高度增加，將管逐根連接向上延長。管材為鋼質，每根長度2 m左右，兩端絲扣處進行連接，在最底部一根與巖面或混凝土面的接觸縫隙用濃水泥漿固結，上部管口進行保護。

2.2 管路系統(tǒng)安裝

灌漿采用純壓式灌漿管路，將同灌區(qū)內進漿孔并聯(lián)連接在送漿管路上，其余孔為排氣管使用，在排氣管孔口上安裝閉漿控制開關，根據需要安裝壓力表、流量表等。在各孔完成后、灌漿施工前，在各孔孔口內插入栓塞，中間灌區(qū)下游側的第一個孔內的栓塞連接灌漿管路，后續(xù)各孔敞開。在灌漿過程中，再根據灌漿進程依次逐個關閉或連接灌漿管路。

灌漿使用BW150型三缸臥式多級泵量可調式泥漿泵和400L雙層立式攪拌筒進行。采用FEC3000型自動記錄儀進行灌漿過程的控制記錄。灌漿管路采用高壓膠管。左右岸灌區(qū)各配置一套管路系統(tǒng)進行施工。

2.3 預灌性壓水檢查

灌漿前，對孔內灌漿管路系統(tǒng)通水檢查，主要檢查灌漿管路通暢情況、閥門開關的可用狀況及管路密封情況等。對各孔內進行通暢檢查，防止因孔口管的埋設、雜物或巖芯的掉入而堵管。當管路堵塞無法疏通時，要補鉆或補孔處理。

灌漿前先進行預灌性壓水檢查，以復核、檢查該灌區(qū)的管路、縫面通暢及灌區(qū)密封情況，確定是否具備開灌條件。壓水檢查壓力等于灌漿壓力。

2.4 灌區(qū)浸泡

預灌性壓水檢查后，對縫面充水浸泡24 h至濕潤狀態(tài)，再用壓力水沖洗縫面至回水清凈為止。

2.5 漿液制備

水泥采用標號R52.5的硅酸鹽水泥，細度要求通過80μm方孔篩的篩余量不宜大于5%，材質要新鮮且無結塊。漿液分3個比級，分別是2∶1、1∶1、0.5∶1。開灌時比級采用2∶1。灌漿中可根據灌注效果，摻加一定量的減水劑改善漿液流動性。采用400 L高速制漿機，統(tǒng)一制漿供漿。

2.6 灌漿試驗

灌漿前要進行灌漿試驗，主要確定灌漿壓力、灌注漿液等參數(shù)。一般可在壓水檢查階段，通過逐步提升壓力至最大設計壓力的方法，得出灌漿過程最大控制參考壓力。

2.7 灌漿施工

2.7.1 灌漿壓力

灌漿壓力應滿足設計要求，在達到壓水過程的實驗壓力后可根據實際情況適當提升。同時，加強檢查周邊各區(qū)域的巖面或混凝土縫面，當發(fā)現(xiàn)有較明顯滲水或大量滲水時，應及時降低壓力以控制在較少或無滲漏量的范圍，并作為灌漿最大控制壓力。灌漿壓力應以進漿管孔口附近部位的壓力進行控制，控制過程中應逐步提高壓力。每次變換漿液比級后，宜重新升壓控制。

2.7.2 漿液濃度

一般情況下，開始時灌注2∶1漿液，待排氣管出漿后即改用1∶1漿液；當排氣管出漿接近1∶1時即改用最濃比級0.5∶1漿液，直至結束。當縫面張開度大、管路通暢、2個排氣管單開出水量均大于30 L/min時，開灌可采用1∶1漿液。倒灌施工時，使用0.5∶1漿液。

2.7.3 灌漿過程控制

開始灌注時，除下游側第1個孔連接進漿管路外，其余孔內將栓塞閥門全部打開以放水放漿，進漿管內逐步提升灌漿壓力。隨著上游側各孔內開始排水排漿，當距離進漿管最近的1～2個孔內排出漿液接近2∶1時，及時變換濃一級漿液，進漿管則重新進行升壓控制，初壓可適當提高。當距離進漿管最近的1～2個孔內排出漿液接近1∶1時，及時變換為0.5∶1漿液，并重新進行升壓控制，初壓可再適當提高。當距離進漿管最近的排氣管排出漿液接近0.5∶1漿液時，關閉栓塞閥門，繼續(xù)觀察其上游側的下一個孔位溢漿情況。當最后一孔內溢出的漿液達到要求并關閉時，控制進漿管路壓力至灌漿結束標準。

2.7.4 灌漿結束標準

當排氣管出漿達到或接近最濃比級漿液、灌漿壓力或縫面增開度達到設計規(guī)定值、單孔平均注入率不大于0.4 L/min時，持續(xù)灌漿20 min即可結束。灌漿結束時，先關閉各管口閥門，再停機進行閉漿，閉漿時間不宜少于8h。

3 注意事項

3.1 灌漿時間

宜安排在來年3月，此時縫面收縮率大、可灌性好。同時，灌漿部位的壩體已澆筑完成，承壓能力強，能采用較大的灌漿壓力。

3.2 鉆孔

鉆進中，鉆機應固定不動，司鉆人員要根據地層情況合理選擇鉆進參數(shù)、鉆具級配數(shù)等，加強鉆孔角度控制，保證成孔質量。

由于壩體坡岸處存在著不同程度超、欠挖問題，潛孔錘鉆進過程中確定基巖接觸面時比較困難。為此，司鉆人員在設計接觸面變層部位附近要仔細觀察鉆進回音、回塵等情況，分辨變層位置，滿足成孔深度要求。

3.3 預灌性壓水檢查。

鉆孔完成與管路連接后，要做預灌性壓水檢查，將縫隙內的積塵、余漿沖洗干凈，以利于漿液流動和填充。

3.4 漿液拌制

應充分攪拌，保證漿液的均勻性和流動性等。灌注時，準確把握漿液變換，并對排水管口流出漿液認真檢測和計量。

3.5 灌漿

灌漿中，把握好設計壓力和縫面張開度的關系，壓力不能過大或過小。灌漿時，需在未灌漿的鄰灌區(qū)進行通水平壓，保證灌漿效果。如果發(fā)生灌漿中斷，應按要求進行處理，并盡早恢復灌漿?；謴凸酀{前，應再做一次壓水檢查。對因廊道結構縫隙部位出現(xiàn)的滲漿等，要采取嵌縫、封堵等措施，確保灌漿壓力的正常抬升和廊道結構體的安全。當進漿管和備用進漿管均發(fā)生堵塞時，宜先打開所有管口放漿，然后在縫面增開度限制內盡量提高進漿壓力，通開進漿管路；若無效，再換用回漿管進行灌注或采取其他有效措施。

4 結語

接觸灌漿工程施工結束后，經質量檢查，接觸灌漿效果良好。全部單元工程質量評定為優(yōu)良，兩個分部工程和單位工程在驗收時被評為優(yōu)良。

[1]DL/T 5148-2012，水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范[S].

[2]DL/T 5100-1999，水工混凝土外加劑技術規(guī)范[S].