汾河二庫大壩帷幕灌漿施工

周永紅

（山西省汾河二庫管理局 山西太原 030012）

汾河二庫主體工程由攔河大壩和水電站等組成，設計總庫容1.33億m3，汾河二庫于2007年主體工程驗收后轉(zhuǎn)入運行階段，2013年底遺留工程大壩帷幕灌漿開始實施。

1 施工概況

汾河二庫大壩基礎處理中已采取壩基排水、固結(jié)灌漿、帷幕灌漿和齒槽等工程處置辦法，對F10斷層的局部開挖和灌漿處置，改良了壩基深層抗滑穩(wěn)定，因為大壩基礎灌漿事情未全數(shù)完成，在蓄水運行期對揚壓力、壩體變位及滲漏量進行周密監(jiān)測，采取邊蓄水邊監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時處置，慢慢到達計劃水位。

2 首要的地質(zhì)問題

汾河二庫大壩坐落在一個上部河谷相對弱透水層、下部河谷深巖溶強透水層的巖體上，壩基滲漏比較嚴重，防滲處理成為基礎工程的關(guān)鍵部分。大壩實行低水位狀態(tài)運行，為使水庫可以正常蓄水。所以本次灌漿的目的是通過帷幕灌漿工作來提高大壩基巖的抗?jié)B性能，以期最大限度地減少二庫蓄水庫水位升高后的壩基滲漏，同時降低壩基滲水，減少揚壓力。

3 帷幕灌漿施工

3.1 灌漿設備的選擇

鉆機采用XY-2PC型地質(zhì)鉆機，鉆桿選用Φ60、Φ75二種，其中帷幕灌漿鉆孔孔徑選用75mm和60mm兩種；壓水檢查孔孔徑75mm。

灌漿設備選用3SNS型灌漿泵、制漿機選用高速渦輪制漿機、并配套選用立式雙桶儲漿攪拌機、孔口封閉器以及自動記錄儀等。

3.2 灌漿材料的選擇

3.2.1 灌漿材料

原材料的選擇對灌漿質(zhì)量關(guān)聯(lián)較大，對灌漿需要的水泥、外加劑等全部原材料，每個批次均需要進行檢驗并要求達到質(zhì)量標準，施工單位對接收到的每個批次的原材料都要進行檢驗，并將檢驗成果報送監(jiān)理工程師。

（1）灌漿水泥：汾河二庫的帷幕灌漿水泥要求使用強度高于42.5號的普通硅酸鹽水泥，每批次的水泥需要具備出廠合格證明，在現(xiàn)場要注意水泥不能存放過久，存放超過三個月的水泥嚴禁使用。

（2）灌漿用水：現(xiàn)場采用管道輸送的方式將二庫管理局的生活用水用于灌漿。

（3）摻合料：對在帷幕灌漿中必要摻入的粉煤灰、黏性土、砂等摻合料的摻入量要經(jīng)過監(jiān)理工程師審批。

3.2.2 制漿

（1）制漿的原材料按照重量稱量誤差不得大于5%。

（2）水泥漿液拌和時間的控制要求：使用高速攪拌機拌和時，拌和時間不小于30s。漿液在拌和好后用篩過濾，漿液拌好后要在4h內(nèi)使用。采取高速攪拌機拌制細水泥漿液，拌制中要加適當?shù)臏p水劑。

3.3 帷幕灌漿施工程序

1）施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程

2）帷幕灌漿施工方法

（1）布孔

在引入布孔控制點后，要對所有的鉆孔進行整體放樣，并定好每個孔位，布孔偏差小于等于±5cm。施工時要再逐孔復核。

（2）鉆孔

鉆孔機具采用XY-2PC地質(zhì)鉆機，使用孔徑Φ75、Φ60鉆頭一次性造孔。先導孔和檢查孔需要取巖芯，再要經(jīng)過地質(zhì)描述后保留約一半。取芯中對于完整的巖石采用單管鉆具取芯；對含有斷層、破碎帶的巖芯孔段，要采用雙管單動鉆具取芯，巖芯需要統(tǒng)一編號，并繪制柱狀圖。

在鉆孔過程中，應對地質(zhì)巖層以及鉆孔內(nèi)的斷層、破碎帶、掉塊、塌孔、巖層變化等部位的深度位置和地質(zhì)環(huán)境作具體記錄，薄弱帶等經(jīng)過處理后再繼續(xù)鉆進。

鉆孔深度先按設計孔深施工，再依據(jù)先導孔壓水試驗情況以及地質(zhì)情況對終孔深度微調(diào)，先導孔深度要求低于帷幕底線5m，在遇斷層、破碎帶等不良地質(zhì)環(huán)境時，可斟酌在局部區(qū)域加設（或加深）帷幕灌漿孔。

（3）洗孔

帷幕灌漿鉆孔完成后要沖刷清潔，要達到鉆孔內(nèi)殘存的沉積物厚度小于20cm。然后再采用壓力水對裂隙沖洗，直至回水干清時方可停止；如果孔口無回水，則洗孔時間要大于15min。洗孔采取的沖刷壓力控制在灌漿壓力的80%，而且不大于1MPa。沖洗完成后要盡快灌漿，如果超過24h仍未灌漿，需要從頭沖洗。

（ 4）壓水試驗

在帷幕灌漿開始前，一般要先選擇先導孔，數(shù)量控制在灌漿孔數(shù)的10%左右，每個灌漿單元設置1個先導孔，先導孔應為Ⅰ序孔。在完成先導孔的鉆孔后，再自上而下進行分段壓水試驗。Ⅰ序孔的壓水實驗壓力值控制在灌漿壓力的80%，且不大于1MPa。在壓力穩(wěn)定在計劃值時每3min記錄一次流量讀數(shù)，當連續(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/m時，取最終值記錄。

（ 5）灌漿

灌漿時用止?jié){塞對孔口封閉后自下而上分段在孔內(nèi)連續(xù)循環(huán)灌注。除第Ⅰ段接觸段長為2.0m外，別的各灌漿段長為5.0～6.0m。接觸段在灌漿完成后需要養(yǎng)護24h，其余各灌段灌后立即進入下道工序。在遇到斷層和破碎帶等不良地質(zhì)情況、或孔口出現(xiàn)涌水、或灌入量超過200kg/m的灌段，灌后需待凝8 h。

（6）水灰比

灌漿用漿液的濃度要按照由稀到濃的原則逐級轉(zhuǎn)變。 漿液水灰比采用 5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.5∶1六個比級。在灌漿中要定時監(jiān)測漿液比重來定配比變化和漿液濃度的變化。

（ 7）封孔

在采用自下而上的分段灌漿法施工時，在該段最大設計壓力下，當注入率穩(wěn)定地小于1L/m后，繼續(xù)灌注30min即可結(jié)束灌漿。結(jié)束灌漿后對灌漿孔采用“置換和壓力灌漿封孔法”進行封堵，終孔段灌漿結(jié)束后，再灌入水灰比為0.5∶1的濃漿，置換灌漿孔內(nèi)的稀漿，在濃漿返出時止，之后向孔內(nèi)補入0.5∶1的濃漿，末了在終孔灌漿壓力值下，實行純壓式封孔灌漿1h。待孔內(nèi)水泥漿初凝后，灌漿孔上部空余部分，利用水泥砂漿人工封填密實。

4 質(zhì)量檢查

帷幕灌漿的質(zhì)量查抄首要依托闡發(fā)查抄孔壓水實驗功效為主，檢查孔的位置由監(jiān)理工程師隨機指定，在指定部位灌漿竣事14天后舉行，查抄孔數(shù)目要到達灌漿總孔數(shù)的10%，且每一個單位均需有一個查抄孔。

質(zhì)量檢查要采用壓水試驗來檢查，檢查孔位由監(jiān)理工程師隨機指定，在指定部位完成灌漿14天后進行，檢查的數(shù)量要達到灌漿孔總數(shù)的10%，且每個單元工程均需包括一個檢查孔。壓水試驗要在灌漿結(jié)束14天后進行。按技術(shù)規(guī)范對每個檢查段自上而下分段卡塞采用單點法進行壓水試驗。

5 小結(jié)

汾河二庫灌漿共完成160個孔，帷幕灌漿7261.6m，注入水泥830.25t，平均每單位注入量為114.33kg。

壓水試驗的檢查孔共16個，壓水試驗157段，均滿足設計小于3Lu的標準。

汾河二庫通過對灌漿前后滲流量對比表明灌漿后壩基滲漏量比灌漿前減少了90.2%，說明此次灌漿效果良好，滿足設計要求。