帷幕灌漿在浙東中小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

俞培夫

【摘 要】本文以徐林水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程為例，對(duì)帷幕灌漿技術(shù)在除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用、常見問(wèn)題及解決方案進(jìn)行了簡(jiǎn)介，為帷幕灌漿技術(shù)在中小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用提供了一些參考意見。

【關(guān)鍵詞】中小型水庫(kù)；除險(xiǎn)加固；帷幕灌漿

【中圖分類號(hào)】TV62

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【Abstract】This paper introduces Xulin reservoir reinforcement project， then introduces the application of curtain grouting in Xulin reservoir reinforcement project， which can provide a reference for similar projects.

【Key words】Middle and smallsize reservoir；Reinforcement；Curtain grouting

1. 工程概況

（1）徐林水庫(kù)位于紹興市上虞區(qū)某村境內(nèi)，通村公路從庫(kù)區(qū)左岸通過(guò)，交通便利。庫(kù)區(qū)所在流域?yàn)椴芏鸾Я飨鹿芟?，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候濕潤(rùn)，雨量充沛。降雨主要集中在3～9月，以春雨、梅雨、臺(tái)風(fēng)雨為主。年平均降水量為1400mm左右，流域平均氣溫在16.2℃左右。

（2）徐林水庫(kù)總庫(kù)容58.3萬(wàn)m3，正常庫(kù)容40.1萬(wàn)m3，集雨面積15.92Km2，水庫(kù)配套電站裝機(jī)容量2×200kw，灌溉農(nóng)田面積約500畝，供水人口5000人，為小（二）型水庫(kù)。工程建于1966年，水庫(kù)的工程任務(wù)是以發(fā)電為主，結(jié)合灌溉和供水。

2. 帷幕灌漿技術(shù)應(yīng)用

2.1 大壩壩基防滲加固處理。

根據(jù)地勘資料，徐林水庫(kù)大壩壩基所處河床部位地層巖性單一，屬弱透水層，不存在通過(guò)地層透水產(chǎn)生大量滲漏的可能性，滲漏主要是貫穿壩基的斷層及節(jié)理裂隙。該壩最早建于1966年，后經(jīng)三次加高達(dá)到目前規(guī)模，經(jīng)過(guò)40多年的運(yùn)行，部分節(jié)理裂隙變形，加之大壩蓄水后壓力增大，局部灌漿質(zhì)量欠佳，致使壩基有滲水現(xiàn)象。因此需要對(duì)壩基進(jìn)行帷幕灌漿，解決壩基滲漏問(wèn)題，并消除大壩結(jié)構(gòu)抗滑不穩(wěn)定隱患，使大壩處于安全運(yùn)行狀態(tài)。

壩基帷幕灌漿的技術(shù)要求如下：

2.1.1 造孔。

采用地質(zhì)鉆機(jī)造孔，孔徑為75mm，分別從壩頂177.10m高程和溢流堰頂171.96m高程鉆孔。造孔應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的灌漿序別進(jìn)行鉆孔，帷幕孔孔距3m，單排布置，帷幕孔按二次序逐次加密。溢流壩段的帷幕孔孔深深入基巖15m，非溢流壩段的帷幕孔孔深深入基巖10m，兩岸山坡延伸段的帷幕孔孔深要求深入基巖水庫(kù)正常蓄水位以下10m。所有灌漿孔達(dá)到設(shè)計(jì)孔深后，經(jīng)壓水試驗(yàn)后，透水率仍大于5Lu的，則應(yīng)繼續(xù)增加1～2個(gè)灌段長(zhǎng)，每個(gè)灌段長(zhǎng)5m。

2.1.2 沖洗及壓水試驗(yàn)。

（1）灌漿孔在灌漿前應(yīng)進(jìn)行孔壁沖洗與裂隙沖洗，孔內(nèi)沉積厚度不得超過(guò)20cm。

（2）沖洗可采用壓水或風(fēng)水聯(lián)合沖洗，直至清凈回水10min為止?？紫稕_洗可根據(jù)不同地質(zhì)條件選用壓水、脈沖沖洗、風(fēng)水聯(lián)合沖洗直至回水凈清，延續(xù)10min即可結(jié)束，但總的沖洗時(shí)間不應(yīng)少于30min。

（3）沖洗壓力采用灌漿壓力的80%。

（4）壓水試驗(yàn)應(yīng)在巖石裂隙沖洗結(jié)束后進(jìn)行，在穩(wěn)定壓力下，每5min測(cè)讀一次壓力流量，連續(xù)四次讀數(shù)中最大值與最小值之差小于最終值的10%，或最大值與最小值之差小于1L/min時(shí)，本階段試驗(yàn)即可結(jié)束，取最終值作為依據(jù)，根據(jù)該值了解巖層的透水情況及確定開灌水灰比。

2.1.3 灌漿。

（1）帷幕灌漿采用自上而下分段灌漿，灌漿段長(zhǎng)5～8m，接觸段單獨(dú)為一段，段長(zhǎng)1.5～2m。

（2）灌漿按分序進(jìn)行，待第一序孔灌漿結(jié)束后，再進(jìn)行第二序孔的造孔和灌漿工作。

（3）灌漿壓力：接觸段的灌漿壓力為0.2MPa。接觸段以下每增加一個(gè)灌段，壓力增加0.1 MPa。

（4）漿液濃度遵循由稀到濃的原則逐級(jí)改變。漿液的水灰比采用5：1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1（重量比）七個(gè)比級(jí)，開灌水灰比一般采用5∶1。

（5）灌漿時(shí)，當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少進(jìn)或當(dāng)注入率不變而壓力持續(xù)升高時(shí)，灌漿工作應(yīng)持續(xù)下去，不得改變水灰比。

（6）當(dāng)某一級(jí)水灰比漿液的灌入量已達(dá)300升以上或灌注時(shí)間已達(dá)1小時(shí)，而灌漿壓力及注入率均無(wú)改變或改變不顯著時(shí)應(yīng)改濃一級(jí)灌注。

（7）灌漿水泥標(biāo)號(hào)不低于P.O 42.5，并要求新鮮不變質(zhì)。

（8）在設(shè)計(jì)壓力下，如灌漿段注入率不大于0.4升/分，繼續(xù)灌注30min，灌漿工作即可結(jié)束。

（9）灌漿結(jié)束后要求對(duì)大壩廊道內(nèi)排水孔進(jìn)行清孔。

（10）全孔灌漿工作完成并經(jīng)檢查合格的灌漿孔，應(yīng)將孔內(nèi)污物沖洗并測(cè)量孔深，壩體段灌漿孔結(jié)合壩體注漿進(jìn)行封孔。

2.1.4 工程質(zhì)量檢查。

灌漿的檢查工作應(yīng)在分析灌漿成果的基礎(chǔ)上，由監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工人員共同確定進(jìn)行。

（1）檢查孔數(shù)應(yīng)為總孔數(shù)10%左右，一個(gè)壩段或一個(gè)單元工程內(nèi)，至少應(yīng)布置一個(gè)檢查孔，孔位由監(jiān)理設(shè)計(jì)施工人員商定。

（2）質(zhì)量檢查應(yīng)在該部灌漿結(jié)束14天后進(jìn)行。

（3）對(duì)檢查孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)和采取巖芯并加描述。壓水試驗(yàn)采用與灌漿壓力相同的壓力。其穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)與帷幕漿孔相同，檢查孔壓水試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行灌漿和封孔。

（4）帷幕孔質(zhì)量檢查以單位透水率為主，檢查孔各段壓水試驗(yàn)測(cè)得的透水率q值須≤5Lu，才認(rèn)為該孔符合標(biāo)準(zhǔn)，否則應(yīng)加處理，直到合格為止。

（5）鉆灌過(guò)程中，還應(yīng)遵守現(xiàn)行的“水工建筑物水泥施工技術(shù)規(guī)范”中有關(guān)規(guī)定。

2.2 壩體防滲加固處理。

（1）現(xiàn)場(chǎng)檢查中發(fā)現(xiàn)，左右壩體與兩岸鏈接處均有漏水，其中右岸與山體連接處漏水量較大；大壩廊道上游側(cè)邊墻及頂拱多處漏水，漏水量較大。由于大壩經(jīng)過(guò)多次加高且防滲面板位于壩內(nèi)，壩體滲漏具體位置難以確定，要解決滲漏問(wèn)題，只能對(duì)大壩上游面增設(shè)防滲面板，防滲面板周邊須嵌入基巖，形成完整封閉，故防滲面板施工時(shí)須將水庫(kù)水位放空，下游用水不能保證，況且水庫(kù)經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，庫(kù)內(nèi)淤積層較厚，施工難度大。水庫(kù)大壩自1987年最后一次加高至今，已運(yùn)行了近30年，期間經(jīng)歷了數(shù)十次洪水考驗(yàn)，大壩均運(yùn)行安全，雖然漏水量偏大，但大壩現(xiàn)階段運(yùn)行是安全的，故而對(duì)壩體滲漏的加固方案采用壩體注漿方案，利用帷幕灌漿壩體段造孔，對(duì)壩體注漿，另外對(duì)廊道內(nèi)排水溝進(jìn)行清理，并對(duì)廊道內(nèi)的漏水量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

（2）利用帷幕灌漿壩體段造孔，對(duì)壩體注漿，注漿壓力為0.2MPa，在注漿過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視防滲體變形，及時(shí)調(diào)整灌漿壓力，已防其被破壞。

3. 帷幕灌漿施工中存在的問(wèn)題及對(duì)策

3.1 灌漿量較大。

通常情沉下的灌漿作業(yè)周期為1-2天，灌漿總量維持在260Kg/m3，但在實(shí)際施工過(guò)程中會(huì)受到地質(zhì)條件等諸多因素的影響，導(dǎo)致灌漿量偏大、灌漿周期延長(zhǎng)的情況發(fā)生。根據(jù)產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因，可將解決對(duì)策分為兩種：

（1）如果造成這一現(xiàn)象的原因是漿體從地而滲出，則可以運(yùn)用限流灌漿及二次灌漿的方式進(jìn)行處理。

（2）如果在使用了上述方法后并沒有得到顯著的改善，可在漿液中適量添加細(xì)骨料，并且在等待凝固的過(guò)程中對(duì)孔道進(jìn)行清開，為二次灌漿提供方便。

3.2 灌漿孔傾斜。

灌漿孔斜現(xiàn)象是由于施工技術(shù)受到限制或者是某些地質(zhì)因素的影響，導(dǎo)致灌漿孔斜度的具體值超過(guò)了規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。這種情況下極易造成卡鉆現(xiàn)象，增大了鉆孔工具出現(xiàn)施工故障的幾率，嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)孔道內(nèi)塌方，最終使孔道失效。想要有效的杜絕發(fā)生這種現(xiàn)象，首先需要在帷幕灌漿具體施工時(shí)穩(wěn)定安裝好鉆機(jī)的同時(shí)對(duì)準(zhǔn)既定空位，還要在施工前根據(jù)孔道地質(zhì)具體的情況科學(xué)的選取孔鉆工具，最后，開始深孔鉆入以后對(duì)孔斜度采取實(shí)時(shí)測(cè)量，讓施工人員及時(shí)掌握孔斜的具體情況并制定有效的應(yīng)對(duì)措施。

4. 結(jié)語(yǔ)

在中小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中，帷幕灌漿技術(shù)起到了非常重要的作用，應(yīng)用價(jià)值較高，并且己經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在帷幕灌漿技術(shù)的具體應(yīng)用過(guò)程中，需要施工單位嚴(yán)格謹(jǐn)慎的遵守帷幕灌漿技術(shù)的相關(guān)要求，避免因?yàn)槭┕げ划?dāng)造成損失，并在施工的過(guò)程中有效地采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，保證防險(xiǎn)加固工程能夠完成較高質(zhì)量的施工，這樣才能發(fā)揮帷幕灌漿的最大作用，才能真正達(dá)到除險(xiǎn)加固的目的。

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[文章編號(hào)]1619-2737（2015）12-08-600