柴窩水庫擴(kuò)容工程壩基泉眼處理

陳令建

（江蘇省徐州市賈汪區(qū)水利局，221011，徐州）

一、工程概況

1.基本情況

柴窩水庫擴(kuò)容工程位于江蘇省徐州市賈汪區(qū)城東10 km處，該工程在原上級庫大壩下游約400 m處新建一道黏土均質(zhì)壩，與現(xiàn)狀柴窩水庫形成總體水庫。新建大壩長度2235 m，壩頂高程58.4 m，壩頂寬9 m，最大壩高12.4 m。

2.壩基巖土層的分布與性質(zhì)

根據(jù)勘察成果，勘察深度范圍內(nèi)巖土層結(jié)構(gòu)較為簡單，可劃分為3層。其中層1表土，主要為耕植土，層2粉質(zhì)黏土為第四紀(jì)晚更新世(Q3)沉積，層3中風(fēng)化石灰?guī)r為古生代寒武紀(jì)(ε)沉積，該層風(fēng)化石灰?guī)r為細(xì)晶結(jié)構(gòu)，中薄層狀構(gòu)造，巖石完整性為較破碎—較完整，風(fēng)化程度為中風(fēng)化。巖面處巖石較破碎，常見沖刷溶蝕痕跡，多為溶孔、溶槽，且多被可塑—硬塑狀黏性土充填，連通性差。

二、出現(xiàn)問題

2013年2月，在上級庫低水位（55.0 m）時，新建黏土壩開始壩基清理。當(dāng)清理至樁號0+500～0+600，上級庫泄洪河位于樁號0+600～0+700之間時，地表土含水量較大，局部有積水現(xiàn)象。當(dāng)把含水量大的表土清除干凈后，裸露出高低不平的巖石，且在壩軸線上游側(cè)出現(xiàn)3處泉眼（2012年12月曾經(jīng)沿大壩軸線實施了單排孔帷幕灌漿），不停向外冒水，導(dǎo)致施工填筑的筑壩土料含水量大，無法達(dá)到設(shè)計壓實度要求，必須對泉眼進(jìn)行封堵才能進(jìn)行土壩施工。

三、處理措施

經(jīng)過現(xiàn)場查勘，初步判明泉眼的成因是由于上級庫水下滲，通過巖石裂隙匯流到新壩壩基處，因壓重不夠從地下涌出。經(jīng)過討論初步?jīng)Q定在樁號0+500～0+600段大壩軸線上游側(cè)增加6排孔帷幕灌漿進(jìn)行處理。

為驗證方案的可行性，首先對1號泉眼進(jìn)行灌漿處理 （距離泉眼1.5 m處布置4個灌漿孔，孔深10 m），灌漿材料為P42.5水泥漿。

1.灌漿施工工藝

灌漿工藝主要包括：鉆孔、鉆孔清洗、壓水試驗、灌漿和灌漿質(zhì)量檢查。鉆孔工序又包括：清理施工現(xiàn)場、量取孔位坐標(biāo)控制點、根據(jù)坐標(biāo)點測放孔位、鉆Ⅰ序孔、鉆Ⅱ序孔、鉆Ⅲ序孔、檢查孔、補漿孔等。由于嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和設(shè)計文件施工，且在施工中采取針對具體情況的應(yīng)對措施，單孔泉眼的封堵效果比較明顯，從而按照設(shè)計文件在大壩中軸線上游側(cè)實施6排孔灌漿。

2.施工中的特殊情況及處理措施

巖溶孔段灌漿過程中，冒漿及灌漿段注入量大，以下幾種情況經(jīng)常出現(xiàn)：

①冒漿。冒漿主要發(fā)生在地質(zhì)軟弱、吸水量高的孔位，例如在灌注第二排6號孔的時候，發(fā)現(xiàn)在距離孔位4 m左右的下游壩基處冒漿，發(fā)現(xiàn)后立即停止灌漿，并用60 cm厚12%水泥土對冒漿處進(jìn)行覆蓋，20 min后待漿液初凝，降壓并提高一級漿液濃度繼續(xù)灌注，無冒漿。

②串漿。在處理第二個泉眼時發(fā)現(xiàn)2個灌漿孔串漿，及時對注漿管進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，調(diào)整后注漿管為Φ25鍍鋅管，鋼管長度為9 m，鋼管上部套內(nèi)絲，便于封堵鋼管，將注漿管放入注漿孔，孔口用細(xì)粒式混凝土封孔。待灌漿孔灌漿結(jié)束后，串漿孔再行掃孔沖洗，而后繼續(xù)鉆進(jìn)和灌漿。如果條件具備也可采用兩臺灌漿泵從兩孔同時灌漿。

③灌漿量特別大。遇到灌漿量特別大的孔段可以采用間歇灌漿的方法，即灌注一段時間，間隔10～20 min后重新灌漿，反復(fù)幾次，如果這種間歇灌漿還不能減少吃漿量，需采用綜合提高漿液濃度、在水泥漿中增加速凝劑、低壓濃漿間歇灌漿等方法，由于措施得力，取得了很好的灌漿效果。

3.檢查孔資料分析

灌漿施工結(jié)束后，共布置了10個檢查孔，在檢查孔施工過程中，根據(jù)要求采用Φ108 mm的合金鉆具鉆孔，并下入Φ108 mm套管保護(hù)孔壁，然后采用Φ89 mm金剛石鉆具開孔至設(shè)計底高程。取出鉆具，下入壓水試驗工作管，先不加壓力或采用較小的壓力放水沖洗20 min,達(dá)到鉆孔壓水試驗中對鉆孔沖洗的要求時停止清孔（具體檢查孔壓水試驗成果見表1）。

檢查孔芯樣外觀質(zhì)量，共抽查10個孔，西側(cè)巖體多為青灰色，完整堅硬，裂隙較小或無裂隙，漿液難以灌入。東側(cè)巖體呈褐紅，裂隙相對發(fā)育，開度大、連續(xù)性好的裂隙得到了良好填充，細(xì)小裂隙難以灌入。局部黏土夾層可取到完整的水泥土芯樣，表面巖溶充填部分得到了有效灌入。從檢查孔q值來看，均小于5 Lu，滿足設(shè)計要求。

表1 檢查孔壓水試驗成果

四、水泥土處理

為增加壩基抗?jié)B性，在灌漿結(jié)束后，分2層各30 cm鋪筑12%水泥土，水泥土用挖掘機摻辦，及時攤鋪，用振動壓路機碾壓。水泥土從低洼處開始填筑，嚴(yán)禁順坡鋪填。

五、結(jié)語

柴窩水庫擴(kuò)容工程壩基泉眼采用水泥帷幕灌漿和水泥土處理方案是成功的，達(dá)到了該工程對壩基的防滲要求，對類似在石灰?guī)r地區(qū)修建水工程的基礎(chǔ)防滲施工采用水泥灌漿施工方法提供和積累了可靠的施工經(jīng)驗和技術(shù)參數(shù)。