白楊鎮(zhèn)水庫(kù)壩基帷幕灌漿施工

【摘要】介紹白楊鎮(zhèn)水庫(kù)壩基固結(jié)灌漿的主要施工工藝、分析灌漿成果。根據(jù)灌漿后的壓水實(shí)驗(yàn)檢查，證明壩基固結(jié)灌漿灌入量與地質(zhì)條件是相符合的，灌漿效果是顯著的。可供類似工程參考

【關(guān)鍵詞】帷幕灌漿；砂礫石面板壩；壩基防滲

1、概況

白楊鎮(zhèn)水庫(kù)位于白楊河大橋上游2km處，距和布克賽爾蒙古自治縣城90km，距托里縣鐵廠溝鎮(zhèn)60km，壩址區(qū)地理坐標(biāo)為東經(jīng)84°53′14″，北緯46°30′14″。白楊鎮(zhèn)水庫(kù)總庫(kù)容為4463×104m3，根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000，該水庫(kù)工程等別為Ⅲ等。白楊鎮(zhèn)水庫(kù)大壩為混凝土面板為混凝土面板防滲砂礫石壩，壩頂高程958.68m，最大壩高62.01m，大壩上游采用40cm厚C30F300W8鋼筋混凝土面板，上游壩坡1：1.5，下游壩坡1：1.45。

2、壩基地址條件概況

壩址區(qū)在區(qū)域構(gòu)造上位于白楊河復(fù)向斜南翼，表現(xiàn)為一單斜撓曲構(gòu)造。石炭系下統(tǒng)巴塔瑪依內(nèi)山組上亞組（C1bb）中性火山巖為塊狀構(gòu)造，巖層的總體走向NW290-310°，沒有發(fā)現(xiàn)沉積間斷面；與泥盆系下統(tǒng)孟布拉克組上亞組（D1mbC）為斷層（F1）接觸。

壩址區(qū)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，斷層規(guī)模不一，多為壓扭性斷層，斷層面傾角一般大于60°；按走向大體可歸納為EW、NEE、NWW三組，除區(qū)域性斷層F1之外，其余斷層規(guī)模不大，一般延伸50-500m，破碎帶寬一般0.2-1.5m，主要由碎裂巖、構(gòu)造角礫巖、糜棱巖等組成，多數(shù)膠結(jié)較好，但分布密度高，局部形成斷層密集帶。

3、帷幕灌漿實(shí)驗(yàn)

帷幕灌漿試驗(yàn)在大壩趾板I、II兩處試驗(yàn)區(qū)同時(shí)進(jìn)行，每區(qū)設(shè)先導(dǎo)孔1個(gè)，絕對(duì)抬動(dòng)孔2個(gè)。I、II區(qū)先導(dǎo)孔采用地質(zhì)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)逐段取芯壓水，I、II區(qū)各孔分別釆用潛孔鉆和潛孔錘逐段造孔，每段均做簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)，灌漿采用自下而上分段循環(huán)式灌漿。帷幕灌漿孔接觸段長(zhǎng)度為2m，以下段長(zhǎng)為5m。帷幕灌漿孔深度由壓水試驗(yàn)確定，單位吸水率q≤5Lu線加深5m作為終孔值。帷幕灌漿每排分III序孔施工，先灌I序孔然后灌II序孔最后灌III序孔。

4、帷幕灌漿施工

水泥采用新疆和豐縣雪山水泥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的P.O42.5MPa“雪山”牌普通硅酸鹽水泥，水泥細(xì)度符合規(guī)范要求，其篩余量測(cè)定小于5%。

造孔：先導(dǎo)孔施工，沿帷幕每單元布設(shè)一個(gè)先導(dǎo)孔，先導(dǎo)孔開孔孔徑為90mm，第二段及其以下各段孔徑為76mm，先導(dǎo)孔必須測(cè)水位和取巖芯。灌漿孔施工，鉆孔開孔位置實(shí)際偏差不大于10cm。帷幕灌漿孔孔底允許偏差見下表。

清孔：孔段鉆進(jìn)結(jié)束之后，加大給水量對(duì)鉆孔進(jìn)行沖洗，將孔內(nèi)鉆進(jìn)巖粉沖洗出孔外，直至回水澄清，孔洗結(jié)束后，孔底沉積物厚度不超過20cm。

裂隙沖洗：Ⅰ序孔灌漿前均進(jìn)行裂隙沖洗，Ⅱ、Ⅲ序孔裂隙沖洗結(jié)合簡(jiǎn)易壓水進(jìn)行；裂隙沖洗水壓力為灌漿壓力的80%。若該值大于1MPa，則采用1MPa；裂隙沖洗結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為回清水10min。

壓水試驗(yàn)：帷幕灌漿孔沖洗結(jié)束后，Ⅰ序孔進(jìn)行單點(diǎn)法壓水試驗(yàn)，Ⅱ、Ⅲ序孔結(jié)合裂隙沖洗進(jìn)行簡(jiǎn)易壓水，簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)值為該孔段最大灌漿壓力的80%，若該值大于1MPa，則采用1MPa，壓水時(shí)間20min，每5min測(cè)讀一次壓水流量，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%時(shí)，取最后的流量值作為計(jì)算流量，其成果以透水率表示。灌漿分段及灌漿壓力見表1。

灌漿壓力均為安裝在孔口回漿管路上的壓力表所提的中值壓力，在孔段遇到大耗漿量時(shí)，分階段逐級(jí)升壓，注漿率不大于30L/min。

漿液水灰比采用5、3、2、1、0.8、0.5六個(gè)比級(jí)，由稀到濃逐步變換，開灌水灰比采用5：1。

漿液變換標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)灌漿壓力不變，注入率持繼減小時(shí)，灌漿持續(xù)進(jìn)行，不改變水灰比。當(dāng)某一級(jí)水灰比的注入量超過300L時(shí)或注入時(shí)間已達(dá)到1h，而灌漿壓力或注入率均無明顯改變時(shí)，灌注漿液可改濃一級(jí)，變漿后壓力突增或注入率突減時(shí)，查明原因，進(jìn)行處理；當(dāng)注入率大于30L/min時(shí)，可視具體情況適當(dāng)越級(jí)變濃灌注；帷幕灌漿孔在規(guī)定的最大設(shè)計(jì)灌漿壓力下，當(dāng)注入率小于0.4L/min時(shí)，繼續(xù)灌注30min或注入率不大于1L/min時(shí)，繼續(xù)灌注60min，灌漿即可結(jié)束。

灌漿質(zhì)量合格標(biāo)準(zhǔn)為：帷幕檢查孔壓水試驗(yàn)要求壩體砼與基巖接觸段及其下一段的透水率q≤5Lu為壓水試驗(yàn)合格，其余各段的壓水試驗(yàn)合格率應(yīng)達(dá)到90%以上。

本次灌漿試驗(yàn)的主要原始資料壓水試驗(yàn)記錄和灌漿紀(jì)錄使用灌漿自動(dòng)記錄儀進(jìn)行操作，保證其資料的真實(shí)和準(zhǔn)確性。其灌漿成見表2：

帷幕灌漿各次序孔透水率區(qū)間段數(shù)統(tǒng)計(jì)成果見表3：

從表4可以看出，帷幕灌漿已全部完成，共鉆孔385個(gè)（含不合格段加密處理孔），總鉆進(jìn)尺11480m，其中混凝土進(jìn)尺154m，基巖進(jìn)尺11326.2m，灌注水泥56720kg，平均單位注入量5.01kg/m；壩基河床段帷幕灌漿隨灌漿排、序的增加而單耗逐漸減小，下游排單耗4.51kg/m，上游排單耗2.87kg/m；排內(nèi)也隨孔序的加密而單耗減小；其中Ⅰ序孔113個(gè)，平均單位注入量8.91kg/m；Ⅱ序孔101個(gè)，平均單位注入量4.51kg/m，呈遞減趨勢(shì)，Ⅱ序孔較Ⅰ序孔遞減49.38%。Ⅲ序孔171個(gè)，平均單位注入量2.66kg/m，Ⅲ序孔較Ⅱ序孔單位注入量減少41.02%。上游排較下游排平均單位注入量減少36.4%，符合灌漿基本規(guī)律。

帷幕灌漿孔385個(gè)（含加密處理孔20個(gè)），灌漿段數(shù)2489段，，單位注入量小于50kg/m的2460段，占總段數(shù)98.84%；50-100kg/m的18段，占總段數(shù)0.72%；大于100kg/m的11段，占總段數(shù)0.44%。

帷幕灌漿檢查孔按每單元選擇1個(gè)，共鉆檢查孔36個(gè)，壓水試驗(yàn)222段，其中：小于0.8Lu共154段，占69.37%；0.8Lu-1.59Lu共45段，占20.27%；1.6Lu-2.4Lu共11段，占4.95 %；大于2.4Lu共12段，占5.41%（最大透水率3.02Lu）。達(dá)到了設(shè)計(jì)透水率q≤5Lu標(biāo)準(zhǔn)。

檢查孔取芯檢查：左右岸壩肩檢查孔取出的巖芯，完整堅(jiān)硬，其裂隙呈陡傾角和垂直裂隙，部分裂隙細(xì)微，該工程壩基檢查取出的巖芯，0-15m受風(fēng)化影響，裂隙較為發(fā)育，水泥結(jié)石較多、其寬度0.1-10mm不等，與巖體膠結(jié)良好，結(jié)石致密，強(qiáng)度較高；15m以下較少發(fā)現(xiàn)結(jié)石，巖石完整，巖芯的采取率平均達(dá)到58%以上。

5、結(jié)論

通過合理的施工方案及施工安排，本工程帷幕灌漿施工質(zhì)量全部合格，單位水泥注入量符合灌漿基本規(guī)律。通過帷幕灌漿檢查孔質(zhì)量檢查，透水率滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)q≤5Lu要求，施工質(zhì)量較好，為后續(xù)工程施工打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也為同類工程施工提供了施工經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》SL62-2014.

[2]《水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程》SL31-2003.

[3]《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》DL/T5148-2012.