帷幕灌漿施工工藝與質(zhì)量控制分析

肖東旭

(貴州中金水利水電工程建設(shè)有限公司，貴陽550025)

1 工程概況

金沙縣勝天水庫工程在金沙縣城南2.5 km位置，是一項(xiàng)綜合性水庫工程，負(fù)責(zé)農(nóng)田灌溉、防洪和灌溉區(qū)內(nèi)的人畜飲水以及生態(tài)環(huán)境用水。水庫壩址以上集水面積58.3 km3，壩高最大59.8m，總庫容1 250 萬m3，水庫正常蓄水位966.0 m，相應(yīng)庫容1 050 萬m3，防洪限制水位955.0 m，預(yù)留防洪庫容444 萬m3，死水位933.0 m，死庫容70 萬m3。勝天水庫樞紐工程由擋水建筑物、溢洪道、放水、取水建筑物等主要建筑物組成。大壩為混凝土面板堆石壩，大壩壩頂長(zhǎng)184 m，最大壩高60.36 m，壩頂寬5.56 m。

1.1 水文氣象、洪水情況

金沙縣呼吁亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)雨熱同期氣候，氣候四季分明，雨量充沛，晝夜溫差大，日照較小，年平均氣溫15 ℃，多年平均降水量1 034.2 mm，降水量最多的5—9月降水量占到了全年的70%，年平均風(fēng)速為1.4 m/s。

金沙河屬于山區(qū)雨源性河流，洪水的主要來源是流域內(nèi)的暴雨。洪水和暴雨性質(zhì)基本一致，和下墊面條件有著一定的關(guān)系，并且集水面積較小，漲洪一般經(jīng)時(shí)4 ～5 h，在巖深地貌影響下，退水需要經(jīng)歷1.5 ～2 d才能夠完成，洪水一般為單峰型，表1 是勝天水庫設(shè)計(jì)洪水成果。

表1 勝天水庫設(shè)計(jì)洪水成果

1.2 工程地質(zhì)條件

壩址出露底層巖性自下而上依次為泥頁巖、泥云巖、泥灰?guī)r、灰?guī)r互層狀地層、少量泥頁白云巖和鈣質(zhì)礬巖。壩區(qū)地處鴨溪向斜南翼，未見大斷層構(gòu)造發(fā)育。壩區(qū)巖體在構(gòu)造應(yīng)力影響下，巖層小褶皺發(fā)育，未見緩慢傾角節(jié)理裂隙發(fā)育。

老虎嘴河段是對(duì)稱的V 型河谷，主要是泥云巖夾泥頁巖和灰?guī)r，河床砂卵石覆蓋層厚度在3 ～5 m，兩岸坡積黏土碎石層厚0 ～1 m，大部分基巖裸露，自然坡體穩(wěn)定，巖層之間存在擠壓和錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象，層間有1 ～5 cm的軟弱層，巖層產(chǎn)狀變化很大，節(jié)理裂隙延伸長(zhǎng)度和切割深度＞5 m以上，連通性較好［1］。

升子巖段河谷同樣是V 型河谷，巖性主要為中厚層狀硬質(zhì)灰?guī)r夾少量泥質(zhì)白云巖和鈣質(zhì)巖，河床砂卵石覆蓋層厚度在3 ～5 m，大部分基巖裸露，自然坡體穩(wěn)定，兩壩肩巖體水平強(qiáng)風(fēng)化深4 ～6 m，兩岸以及河床均未見端層構(gòu)造，褶皺不發(fā)育，層間未見錯(cuò)動(dòng)，兩岸和河流構(gòu)造節(jié)理裂隙切割、延伸5 m左右。

2 灌漿施工工藝

項(xiàng)目基礎(chǔ)灌漿包括固結(jié)灌漿1 305 m和帷幕灌漿27 276 m，施工前經(jīng)由監(jiān)理單位審批批準(zhǔn)。

2.1 固結(jié)灌漿工藝

固結(jié)灌漿工藝淤積圖見圖1。

圖1 固結(jié)灌漿工藝流程圖

固結(jié)灌漿鉆孔使用200 型地質(zhì)鉆孔機(jī)，選擇60 mm孔徑，孔深入基巖5 m，如果鉆孔過程中出現(xiàn)涌水，需要測(cè)量涌水壓力，便于確定灌漿要增加的壓力，而增加的壓力需要經(jīng)過監(jiān)理工程師批準(zhǔn)之后才能夠使用。要求孔位偏差≤10 cm，不符合規(guī)定需要上報(bào)監(jiān)理工程師。在灌漿孔段，灌漿之前需要先清洗孔，使用灌漿壓力的80%作為沖洗壓力，孔口返清水持續(xù)10 min后停止。如果孔位于破碎帶，斷層含泥，需要使用脈沖法或者風(fēng)水聯(lián)合法進(jìn)行沖洗。

2.2 帷幕灌漿工藝

帷幕灌漿工藝流程與固結(jié)灌漿相同，在此不再敘述。

帷幕灌漿總共有肖廠溝露天無蓋重灌漿、左右岸平洞內(nèi)灌漿、趾板灌漿3個(gè)施工區(qū)域，并且施工工序基本一致，但是趾板區(qū)內(nèi)帷幕灌漿需要在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上時(shí)進(jìn)行。帷幕灌漿單排孔孔距2 m，全部鉛直孔，開孔孔徑91 mm，終孔孔徑75 mm，使用200 型地質(zhì)鉆機(jī)造孔，首先在Ⅰ序孔中選擇一部分孔作為先導(dǎo)孔，按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行，參考標(biāo)準(zhǔn)為連續(xù)3 段壓水實(shí)驗(yàn)透水率≤5 Lu。帷幕下線以先導(dǎo)孔成果為參考。肖廠溝段深入地下水位10 m，實(shí)際情況和設(shè)計(jì)圖紙相符。

帷幕灌漿使用自上而下的分段灌漿法，先導(dǎo)孔自上而下分段進(jìn)行壓水試驗(yàn)，不同次序灌漿孔灌漿段灌漿前同樣要進(jìn)行壓水實(shí)驗(yàn)，獲取巖層基本透水率。選擇逐序加密的施工次序進(jìn)行施工，保證帷幕連續(xù)，逐序提高灌漿壓力，便于漿液擴(kuò)散，并提高漿液結(jié)石的密實(shí)性，減少鄰孔串漿。

3 質(zhì)量控制

3.1 鉆孔質(zhì)量控制

鉆孔質(zhì)量是帷幕灌漿施工質(zhì)量控制的基礎(chǔ)和前提。本工程使用地質(zhì)鉆機(jī)造孔，進(jìn)行鉆孔作業(yè)時(shí)要對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行有效固定，保證鉆機(jī)平穩(wěn)，鉆孔施工過程中要監(jiān)測(cè)孔斜，使用KXP －1 測(cè)斜儀測(cè)量，經(jīng)由監(jiān)理工程師檢查合格之后才能進(jìn)行下一步施工。

3.2 串漿處理

灌漿作業(yè)出現(xiàn)串漿情況，需要視串漿的具體情況選擇不同的措施，如果串漿量比較小，不影響鉆進(jìn)，可以繼續(xù)進(jìn)行鉆進(jìn)，但是串漿量比較大時(shí)需要停止鉆進(jìn)，采取措施進(jìn)行處理。

如果灌漿作業(yè)出現(xiàn)串漿事故和待灌漿孔發(fā)生串漿，條件允許時(shí)可以進(jìn)行同時(shí)灌漿，不能同時(shí)灌漿就需要封閉待灌漿孔，灌漿孔灌漿結(jié)束之后進(jìn)行灌注。

3.3 帷幕灌漿

采用循環(huán)灌漿方式進(jìn)行，趾板混凝土和基礎(chǔ)接觸段≤2 m，一般地質(zhì)條件下段長(zhǎng)在5 ～6 m內(nèi)均可，巖石破碎、裂隙發(fā)育、滲漏情況嚴(yán)重的地區(qū)可以在3～4 m。壓力控制本工程選用了一次升壓法和分級(jí)升壓兩種方法。一次升壓法在灌漿開始時(shí)在短時(shí)間內(nèi)提升壓力到規(guī)定值，不限制單位吸漿量，這種方法適用于本身透水率不大并且裂隙不發(fā)育又比較堅(jiān)硬的情況。而分級(jí)升壓法把壓力分成幾個(gè)階段，逐漸升高到規(guī)定的壓力值，在灌漿初始，吸漿量比較大時(shí)使用較低的壓力灌注，漿液量減小到一定的限度后逐級(jí)升高壓力，這種方法在吸漿量比較大時(shí)候使用。灌漿應(yīng)該從稀漿開始，逐漸變濃，漿液變化需要使用限量法和限率法或者雙限法，并按照規(guī)范進(jìn)行。

3.4 涌水處理

帷幕灌漿在大壩基礎(chǔ)趾板水平段有涌水，涌水量及涌水壓力大小不等，灌漿前量測(cè)涌水壓力及流量，從而采用添加速凝劑、提高灌漿壓力及閉漿的方法進(jìn)行，直至孔口無涌水才停止灌漿施工，經(jīng)質(zhì)量檢查及水庫蓄水觀察，灌漿效果良好。

4 結(jié) 語

帷幕灌漿技術(shù)在水庫除險(xiǎn)加固施工等工程中的應(yīng)用非常廣泛，有著良好的防滲效果，為了保證質(zhì)量，在帷幕灌漿施工中，需要從每一道工序入手進(jìn)行灌漿質(zhì)量控制，把質(zhì)量控制目標(biāo)分解落實(shí)到每道工序的施工管理工作中，保證工程質(zhì)量，提高水庫工程的綜合效益。

［1］吳文保. 磨盤山水庫主壩基礎(chǔ)帷幕灌漿施工方法［J］. 黑龍江水利科技，2012，37(01):79 －80.