水庫除險加固工程中帷幕灌漿施工技術(shù)

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摘要：本文主要針對水庫除險加固工程中帷幕灌漿的施工技術(shù)展開了探討，通過結(jié)合具體的工程實例，對水庫除險加固中帷幕灌漿的施工技術(shù)作了詳細的闡述和系統(tǒng)的分析，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：水庫；除險加固；帷幕灌漿；施工技術(shù)

所謂的帷幕灌漿，是將漿液灌入巖體或土層的裂隙、孔隙，形成連續(xù)的阻水帷幕，以減小滲流量和降低滲透壓力的灌漿工程。在水庫除險加固的施工中，帷幕灌漿是常用的技術(shù)之一?；诖耍疚木退畮斐U加固工程中帷幕灌漿的施工技術(shù)進行了探討，相信對有關(guān)方面的需要能有一定的幫助。

1 除險加固工程概況

某水庫壩址控制集水面積557km2是一座以防洪為主，兼顧供水、發(fā)電和灌溉等綜合利用的大型水利樞紐工程。水庫由主壩、副壩、溢洪道及引水隧洞等建筑物組成。水庫壩址以上流域的洪水主要由暴雨形成，洪水出現(xiàn)季節(jié)與暴雨發(fā)生的季節(jié)一致，較大洪水多出現(xiàn)在6月。流域河流屬山區(qū)河流特征，河床坡降較陡，暴雨強度大，匯流快。水庫為構(gòu)造侵蝕面貌，河床基巖裸露。

該水庫所處河流兩岸地理環(huán)境特征較為特殊，多為堅硬的石英砂巖，壩基表面多基石砂礫覆蓋，壩基夾層石礫結(jié)構(gòu)松散至中密，厚度在3.40-52.OOra之間，堅硬度強，很大程度上加大了工程施工的難度。由于受地質(zhì)條件制約，壩基難以造孔，易出現(xiàn)塌孔、泥漿流失等現(xiàn)象，很大程度上加大了鉆鑿基巖的難度。在正式開始施工之前，需要嚴格按照施工圖紙的要求，通過采用孔口封閉法來完成工程相關(guān)試驗。根據(jù)試驗得出的結(jié)果，并充分考慮固結(jié)灌漿的具體情況，對原施工設(shè)計方案進行適當修改和變更，根據(jù)大壩高程的不同可將上、下游各劃分為1、2、3排，將排之間的間距控制在1.7m，孔之間的間距控制在2.0m。

2 水庫除險加固中帷幕灌漿施工技術(shù)

一般情況下，使用帷幕灌漿技術(shù)前必須詳細勘探整個工程的地質(zhì)，全面了解施工地的水文地理信息。該水庫除險加固中，主要使用的是自上而下、小口徑鉆人，孔口封閉、孔內(nèi)來回循環(huán)的高壓灌漿施工方案，如圖1所示。

圖1 帷幕灌漿施工簡圖

2.1 合理選擇施工材料

開展灌漿施工時，其灌漿材料必須依據(jù)工程的設(shè)計及規(guī)范要求進行選擇，該工程使用P.042.5硅酸鹽水泥摻n級粉煤灰作為灌漿材料。對特大斷層破碎地帶等位置，需要在水泥漿內(nèi)加入混合料或外加劑，其材料摻人量根據(jù)試驗結(jié)果確定，并把試驗結(jié)果上報至監(jiān)理工程師批準方可施工。

2.2 施工流程

此次灌漿工作主要依據(jù)是甲方提出的壩基處理灌漿要求、灌漿合同，同時遵循《小型水電站施工技術(shù)規(guī)范》（SL172—96）規(guī)定，壓水試驗按《水電壓水試驗技術(shù)規(guī)范》（SL55—99）進行。灌漿主要采用巖芯鉆探（采用XY-100型鉆機）進行成孔，成孔后使用頂壓式注塞壓力灌漿法灌漿。灌漿施工一般采用自下而上的方式展開操作。帷幕孔主要由兩排組成，先對下游排孔進行施工，后展開上游施工，每一排帷幕孔主要分為三序施工，依次進行Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔施工。如果設(shè)有加密孔，必須最后對加密孔展開施工。同一排帷幕線兩個鄰近的先序孔到基巖以下15m后方可進行后續(xù)孔施工。帷幕灌漿使用孔口封閉、孔內(nèi)循環(huán)法，采用鉆桿做射漿管，射漿管按照施工要求伸至灌漿底步，距離孔底距離不能大于50cm?？卓诓课徊捎每變?nèi)阻塞循環(huán)灌漿，灌漿尾管距離孔底不大于50cm。灌漿操作中對發(fā)生串口、冒漿、漏漿等問題，制定合理的處理方案，必須上報監(jiān)理工程師審批方可施工。

2.3 設(shè)置灌漿孔

水庫帷幕灌漿工程施工流程如圖2所示。根據(jù)工程設(shè)計要求設(shè)置合理的灌漿孔，分序列展開操作，每兩個灌漿孔相隔3m。灌漿孔位置與所設(shè)計的位置最大偏差不得超過l0cm。如果出現(xiàn)特殊情況必須調(diào)整孔位，要上報監(jiān)理工程師批準后方可施工，并認真記錄具體孔位。開展鉆孔施工操作時，鉆孔要依據(jù)循環(huán)灌漿分序原則施工，相同次序孔可以在相同時間段展開鉆孔施工。成孔作為帷幕灌漿施工的首道工序，也是尤為重要的環(huán)節(jié)（成孔質(zhì)量直接影響整體帷幕灌漿施工的質(zhì)量及施工效果。因此，想要又好又快地完成施工，設(shè)置鉆架和鉆機時，必須先對場地實施整平清理操作，并依據(jù)工程情況鋪設(shè)相應(yīng)的地板并搭設(shè)鉆孔平臺，安裝的鉆機要保持在穩(wěn)定、端正的狀態(tài)。鉆機安放完成后，必須對鉆機進行試驗，明確鉆機的動力、供電等設(shè)備后方可正常施工。每次鉆孔時均要認真檢查所用鉆桿、鉆具及其零部件，禁止運用彎曲變形的鉆桿或鉆具。

圖2 帷幕工程施工流程

2.4 合理控制孔向

每一個灌漿孔實施鉆進操作時必須多次檢測孔斜，實際操作步驟如下：孔深大于30m每隔5m進行一次測斜操作，小于30m每隔10m進行一次測斜。實際施工時必須注意，合理控制上部20m范圍內(nèi)的孔斜，帷幕灌漿鉆孔孔底偏差允許范圍見下表。如果實施測斜操作發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜值大于設(shè)定最大允許規(guī)范值，及時采取針對性的糾偏措施。如果糾偏效果不佳必須重新開孔，根據(jù)壓水試驗、單位耗灰量等一般資料展開分析，其結(jié)果如果影響灌漿質(zhì)量，實施有效的補救措施，必要情況下距原報廢孔位0.2m位置再次開孔。

鉆孔孔底設(shè)定的最大允許偏差值表

2.5 設(shè)置灌漿段長度

灌漿操作采用分段施工模式，特殊情況下依據(jù)監(jiān)理工程師的指導適量縮短或增加灌漿段長度。灌漿段長誤差不超過30cm，灌漿施工時如果遇到斷層、巖溶等地質(zhì)，段長不得大于3.0m。鉆孔穿越較為柔軟的破碎巖石發(fā)生塌孔或漏水時，先實施一段灌漿施工，待凝固24h后可以再次鉆進。

2.6 鉆孔、沖洗操作

圖3 鉆孔結(jié)構(gòu)簡圖

鉆孔主要分為三序工程，Ⅰ序、Ⅱ序孔均為鋼管樁注漿孔，在開展基坑開挖操作時起到支護作用，Ⅲ序孔設(shè)置為旋噴注漿孔，具有固沙封水的效果。沿著井筒中心線方向設(shè)置三排帷幕注漿孔，孔距為3m，排距設(shè)置為2.8m。共設(shè)有42個注漿鉆孔，每個孔的深度約為13.5m，采用和φ108鉆頭進行施工，鉆人所設(shè)計的孔深，下部采用φ89x3.5mm鋼管至孔底，孔口焊接使用批φ89法蘭盤。沿井筒中心線在其兩側(cè)設(shè)計II序孔，在井筒外側(cè)設(shè)置加密鉆孔，與I序孔間距約為1.5m，共有37個，孔深為18.5m。鉆進操作與I序孔相同，孔口也使用φ89法蘭盤焊接。旋噴鉆孔設(shè)置在注