桐溪坑攔河壩工程壩基固結(jié)灌漿施工探討

陳文華 帥輝玲

桐溪坑攔河壩工程壩基固結(jié)灌漿施工探討

陳文華 帥輝玲

（江西贛禹工程建設(shè)有限公司，江西 南昌 330038）

為了提高大壩基巖的力學(xué)性能，應(yīng)對大壩的基礎(chǔ)進行固結(jié)灌漿施工，此方法施工簡單，成本低廉。該攔河壩工程中是使用漿液對壩基進行填充灌注，以提高壩基的強度和防滲性。文章主要就固結(jié)灌漿的施工過程、灌漿效果質(zhì)量的檢查及評定進行了探討。

攔河壩工程；壩基固結(jié)灌漿；灌漿試驗

1 工程概況

德興市位于江西省的東北部，東接浙江省開化縣，東南連玉山、上饒，南鄰橫峰、弋陽，西毗樂平，北倚婺源，市管轄面積2082。德興市城區(qū)地處洎水河下游，洎水河位于贛東北北部，屬江西省五大河流之一饒河的樂安河支流，洎水河集雨面積564km2。洎水河在市面區(qū)由東向西，折向西北，再折向西穿城而過，把市區(qū)大致分割成南、北兩片。北邊老城為德興市市委、市政府所在地，是全市政治、經(jīng)濟、文化、科技和交通中心。

桐溪坑攔河壩坐落在德興市境遇內(nèi)，工程等別為Ⅳ等，主要建筑物翻板壩和放空閘、人行便橋為4級建筑物，設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，施工導(dǎo)流為5級建筑物，其設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇。桐溪坑壩址設(shè)在桐溪坑支流出口上游。桐溪坑支流出口上游河道寬度約130m，壩址外河道寬度139m，河床平坦。桐溪坑壩址處左右現(xiàn)狀防洪堤為重力式防洪墻，墻頂(地面)高程為45.06m，墻后地面高程為44.0m。

桐溪坑攔河壩基礎(chǔ)位于強風(fēng)化砂巖(泥巖)上，巖石層理發(fā)育，巖石呈層狀產(chǎn)出，物理為學(xué)性質(zhì)較差。壩基表部巖石屬中等透水層，巖石透水率為14.9～33.8Lu，相對不透水層(q≤5Lu)頂板埋深在基巖面以下9.8～22.1m。工程對攔河壩基礎(chǔ)進行固結(jié)灌漿處理。

2 固結(jié)灌漿施工

2.1 施工布置

（1）施工供風(fēng)、供水和供電。用于施工供風(fēng)的設(shè)備為10m3空壓機；拌合站的水系統(tǒng)可提供足夠的水進行灌漿；灌漿施工的供電系統(tǒng)直接使用配電房的電源。

（2）灌漿、制漿系統(tǒng)。用于施工制漿設(shè)備是ZJ400型高速攪拌機，制漿設(shè)備的選用可形成移動式的制漿站，施工時可選擇一個合適的地理位置布置制漿站，用于灌漿的設(shè)備是BW100/100型高壓灌漿機。制漿設(shè)備和灌漿設(shè)備的選用都能滿足規(guī)范中對于灌漿量和灌漿壓力的要求。

（3）灌漿材料：水泥、水、摻合料及外加劑。該工程中用于灌漿的材料為普通硅酸鹽水泥。水泥強度等級和細度都應(yīng)滿足規(guī)范的要求，即：水泥強度等級要大于32.5MPa，水泥細度的要求是通過80μm方孔篩的篩余量不大于5%。水泥中不得出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，不得使用堆放過久的、生產(chǎn)期超過3個月等不合格的水泥，同時在每次使用之前都應(yīng)進行嚴(yán)格的檢查。

用于固結(jié)灌漿的水應(yīng)符合規(guī)范中對于混凝土用水的要求，在制漿時水溫應(yīng)控制在40℃以內(nèi)。

摻合料和外加劑是根據(jù)施工中灌漿的具體需要進行選擇的。而最優(yōu)摻量的判定要通過實驗才能確定，通過實驗得到的最優(yōu)摻量要交由監(jiān)理工程師進行審核批準(zhǔn)。

2.2 施工原則

在同一地段，應(yīng)先進行固結(jié)灌漿施工，接著才可進行帷幕灌漿，同時灌漿的過程應(yīng)按照逐級加密的方式進行。即先后排后內(nèi)排，同一排分成兩道工序，單數(shù)為一序，雙數(shù)為二序。

2.3 灌漿試驗

進行生產(chǎn)性灌漿試驗選擇的施工段是工程的某一段，采用的方法為“孔口封閉灌漿法”。在試驗中進行質(zhì)量檢查時發(fā)現(xiàn)孔壓水試驗未能滿足要求，但是出于工期的考慮，經(jīng)過會議討論，施工中正式使用的灌注水泥漿液仍采用試驗中的配置，灌漿方法依舊采用原膠球阻塞法。

2.4 施工過程

（1）鉆孔。根據(jù)圖紙中孔位的位置和孔深的大小進行鉆孔，根據(jù)需要在監(jiān)理工程師的要求下，部分孔可進行適當(dāng)加深。鉆孔中采用的鉆機為地質(zhì)鉆機和露天鉆。使用地質(zhì)鉆機進行鉆孔，孔鉆在91～llOmm之間，終孔的孔徑在75～91mm，使用露天鉆進行鉆孔，孔徑為76mm。

（2）壓水試驗。壓水試驗中選取的5%的孔，進行自上而下逐段做單點法壓水試驗，其他孔進行簡易壓水試驗，包括自上而下灌漿的各段和自下而上灌漿的孔底段。

（3）灌漿。該工程中采用的灌漿方式為循環(huán)式，根據(jù)工程具體情況選用的灌漿法有兩種：綜合灌漿法和自下而上分段灌漿法。

（4）灌漿分段及壓力。根據(jù)孔深，進行孔的分段灌漿。第1段的長度為基巖以下1.5m，此處為接觸部位灌漿，第1段灌漿時膠塞放置的位置為基巖面以下0.5m的地方，此段所使用的灌漿壓力為0.3MPa，灌漿結(jié)束之后漿液進行凝固的時間應(yīng)大于1天。剩下的長度即分為第2段，灌漿壓力提高到0.5MPa。當(dāng)孔深較深時，孔可分為3段或更多段進行灌漿施工。此時第1段仍跟前面描述的相同，段數(shù)每增加一級，灌漿壓力即增加0.2 MPa。4段之后的灌漿壓力保持與第4段壓力相同。

（5）漿液濃度。灌漿施工中所采用的漿液水灰比分別為3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1，3:1為開灌水灰比。部分孔在進行灌漿時為了提高漿液的流動性，會添加適量的減水劑。施工前先對使用的水泥進行檢查，采用合格的水泥進行漿液配置。漿液濃度的測定采用的是泥漿比重計法。

（6）漿液計量。該工程中是直接采用鋼板尺對漿液進行計量，施工人員將鋼板尺插入攪拌筒內(nèi)即可測定。

（7）特殊情況處理。灌漿過程中可能出現(xiàn)各種問題。當(dāng)出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象時，可以采用的解決措施有低壓、封堵以及間歇灌漿等技術(shù)。當(dāng)出現(xiàn)灌漿難以結(jié)束的孔段時，可以采取的解決措施有限流、限量等技術(shù)。

（8）灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。在規(guī)定的灌漿壓力下，當(dāng)每分鐘的漿液注入量小于0.4L時，接著在進行半個小時的注漿，之后即可結(jié)束灌漿。

（9）復(fù)灌。對于注入量大的孔段，應(yīng)進行復(fù)灌施工。在全孔段灌漿施工完成之后，鉆開水泥結(jié)石，在重新灌注一次水泥漿液。

（10）封孔。當(dāng)灌漿施工結(jié)束之后，即可進行封孔。在封孔之前應(yīng)鉆開水泥結(jié)石，并對全孔段進行置換和壓力灌漿封孔。封孔結(jié)束之后還應(yīng)進行封孔質(zhì)量檢查。對于混凝土段的封孔施工，采用的材料為干硬性水泥砂漿，進行封填密實之后對孔口進行二次抹平。

2.5 質(zhì)量檢查

當(dāng)每一區(qū)段內(nèi)的灌漿施工結(jié)束之后，應(yīng)在單孔成果表中將數(shù)據(jù)正確的記錄下來，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出平面圖和綜合剖面圖。在這些整理的數(shù)據(jù)上交給設(shè)計和監(jiān)理單位，由他們定出檢查孔。通常質(zhì)量檢查的孔的數(shù)量為總數(shù)的5%即可，質(zhì)量檢查的時間通常安排在灌漿結(jié)束5天之后。檢查時所采用的方法為孔壓水試驗。

2.6 取巖芯

進行質(zhì)量檢查的孔，可取部分巖芯進行檢查。

2.7 聲波測試

進行質(zhì)量檢查的孔，可取部分進行聲波試驗。

3 質(zhì)量檢查及評定

3.1 質(zhì)量檢查

進行質(zhì)量檢查所采用的方法為逐段做單點壓水試驗。除了壓水試驗外，還可對孔進行聲波測試。該工程中固結(jié)灌漿的孔數(shù)達到1084個，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，選取其中的74個孔作為質(zhì)量檢查孔，約為總數(shù)量的6.8% 。

3.2 質(zhì)量評定

通過對部分孔的聲波試驗可知，灌漿前平均波速為3056.2m/s，灌漿之后聲波的速度提高了24%，平均波速達到了3802.4 m/s，聲波波速有了相當(dāng)可觀的提高，可見灌漿的效果非常明顯。

固結(jié)灌漿分為兩道工序。一序的水泥漿液單位注入量為214.3 kg/m，總的注漿量為1098500kg；而二序的孔中水泥漿液單位注入量為108.8 kg/m，總的注漿量為550200kg。對一序二序進行對比可知，單位注漿量呈遞減趨勢，二序相對于一序的遞減率為9.5%，隨著孔序的加密，注漿量不斷減小，這符合正常的規(guī)律，由此可知該工程中固結(jié)灌漿的效果明顯。

從單元情況的角度來看，二序的單位注漿量明顯比一序的小，只有兩個單元中出現(xiàn)二序的單位注漿量大于一序的情況，剩下的33個單元都能符合單位注漿量遞減的正常規(guī)律。說明從整體上來說，固結(jié)灌漿效果是滿足要求的。

固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查的合格標(biāo)準(zhǔn)是孔的透水率q值應(yīng)不大于5Lu，并且合格的孔的數(shù)量要達到80%以上，不合格孔的分布不能集中。通過對這74個孔進行質(zhì)量檢查，其結(jié)果是q值平均為2.2 Lu，最大的透水率也低于5Lu。

4 結(jié) 語

該攔河壩工程是使用漿液對壩基進行填充灌注，以提高壩基的強度和防滲性。經(jīng)過質(zhì)量檢查以及經(jīng)監(jiān)理工程師評定，最終的評定結(jié)果為：35個單位工程全部為優(yōu)良，優(yōu)良率為100%，該工程固結(jié)灌漿效果顯著，滿足規(guī)范要求。實踐表明，此方法施工簡單，成本低廉，值得同類工程參考借鑒。

[1] 沙椿,黃澤孝.溪洛渡水電站壩基固結(jié)灌漿試驗檢測[J].水電站設(shè)計,2013(25):30-31.

[2] 劉俊,王連喜,謝華東.光照水電站壩基固結(jié)灌漿施工技術(shù)[J].山西建筑,2011(21):28-34.

[3] 盧元海,方偉.小灣水電站特殊壩基固結(jié)灌漿施工和工藝探討[J].人民長江,2012(02):115-117.

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.05.022

TV543+.5

B

1008-1305（2014）05-0063-02

陳文華（1976年-），男，工程師。