固結(jié)灌漿在某水庫工程的應(yīng)用分析

□王偉□郭勝利（濟(jì)源市水利工程地質(zhì)勘察鉆井隊）

固結(jié)灌漿在某水庫工程的應(yīng)用分析

□王偉□郭勝利（濟(jì)源市水利工程地質(zhì)勘察鉆井隊）

固結(jié)灌漿是為了改善節(jié)理裂隙發(fā)育或有破碎帶的巖石的物理力學(xué)性能而進(jìn)行的灌漿工程。固結(jié)灌漿是水工建筑物地基處理的主要方式，不僅能提高巖石的物理力學(xué)指標(biāo),還能提高地基整體性、承載力和抗變形能力，因此被廣泛采用。文章以某水庫為例，詳細(xì)介紹了固結(jié)灌漿實驗，及其施工工藝，通過實際工程應(yīng)用情況證明固結(jié)灌漿施工方案合理，效果良好，達(dá)到了預(yù)期目的。

固結(jié)灌漿；實驗；工程應(yīng)用；施工工藝

1 工程概況

某水庫位于河南省濟(jì)源市，工程由混凝土面板堆石壩、泄洪洞、溢洪道及引水發(fā)電系統(tǒng)組成。水庫樞紐工程控制流域面積為9223km2，總庫容為3.17億m3，最大壩高為122.50m，正常蓄水位為275m。

泄洪洞設(shè)低位和高位兩條，平行布置。1＃泄洪洞為低位洞，進(jìn)口底板高程為190.00m，為城門洞形，洞身長552m，下游出口設(shè)挑流鼻坎，鼻坎高程為179.70m;2#泄洪洞進(jìn)口底板高程210m，為城門洞形，洞身長582m，下游出口設(shè)挑流鼻坎，鼻坎高程為179.30m。

2 固結(jié)灌漿

固結(jié)灌漿主要是用壓漿設(shè)備把漿體打入橋梁石的縫隙或者空隙之中，目的是為了增加地基巖石的承載強(qiáng)度。在巖石地基上建壩，一般多進(jìn)行固結(jié)灌漿。固結(jié)灌漿主要作用是：提高巖體的抗壓強(qiáng)度與彈性模量;增強(qiáng)巖體的整體性與均質(zhì)性;減少巖體的變形與不均勻沉陷。

固結(jié)灌漿依據(jù)深度不同，可以分為三類，具體情況見表1。

表1 固結(jié)灌漿分類表

3 固結(jié)灌漿在工程中的應(yīng)用

泄洪洞灌漿順序為先固結(jié)后回填。固結(jié)灌漿前先做灌漿試驗，以確定灌漿壓力、比級、吃漿量、抬動值等指標(biāo)。洞室采用有蓋重灌漿。

根據(jù)設(shè)計要求，本工程的整個洞段均進(jìn)行固結(jié)灌漿，灌漿孔深入圍巖3.00m，灌漿孔間排距3.00m。

3.1 固結(jié)灌漿試驗

在洞內(nèi)某區(qū)域按排距3m正方形布孔。灌漿試驗為兩序，共9孔。先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔。抬動試驗和生產(chǎn)性灌漿試驗同時進(jìn)行。生產(chǎn)性試驗區(qū)域內(nèi)的孔，均安裝地表抬動測量裝置（千分表）。試驗孔平面布置如圖1所示。

圖1 試驗孔布置圖

3.2 固結(jié)灌漿試驗的目的

通過灌漿試驗提供合理的施工程序及良好施工工藝，確定漿液配比、灌漿方法及驗證設(shè)計灌漿壓力的可行性；觀測在規(guī)定壓力下基巖的抬動變形是否滿足《技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的要求；及時發(fā)現(xiàn)灌漿中出現(xiàn)的問題，并找出解決辦法，確保灌漿施工質(zhì)量；編寫固結(jié)灌漿試驗成果報告，作為該洞室灌漿設(shè)計和施工的主要依據(jù)，使設(shè)計和施工更符合實際情況，布局更為合理。

3.3 在工程中的具體應(yīng)用

固結(jié)灌漿在本工程的施工工序為：施工準(zhǔn)備→測量放樣→鉆抬動觀測孔→安裝抬動觀測儀→鉆灌漿孔→洗孔→壓水→灌漿→封孔→鉆檢查孔和灌后測試→聲波檢查→封孔。

3.3.1 鉆孔

采用YT一28型潛孔鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，先鉆Ⅰ序孔，待Ⅰ序孔灌完后再鉆Ⅱ序孔?？咨钌钊牖鶐r≥3m，鉆孔為鉛直孔，孔徑為76mm。鉆孔孔位偏差應(yīng)＜0.10m。要完整、及時、準(zhǔn)確記錄鉆孔，每個鉆孔結(jié)束后，應(yīng)對鉆孔進(jìn)行驗收工作，合格后方可進(jìn)行下道工序的施工。

3.3.2 沖孔

成孔后采用高壓水脈動方式進(jìn)行單孔裂隙沖洗，沖洗壓力為灌漿壓力的80%，沖出孔內(nèi)巖粉等雜物，沖冼到返清水為止。

3.3.3 壓水試驗

為便于分析判斷灌漿效果，采用單點法進(jìn)行壓水試驗，壓水試驗壓力為灌漿壓力的80%，試驗孔數(shù)≥總孔數(shù)的5%。壓水時間為20min，將壓力調(diào)到規(guī)定值并保持穩(wěn)定后，每5min測讀一次壓水流量，以最終流量作為計算流量。壓水試驗采用灌漿自動記錄儀，清晰、準(zhǔn)確地做記錄。最后根據(jù)水壓力和試驗段長計算透水率。

壓水試驗結(jié)果按公式（1）計算。

式中：q─透水率，Lu；Q─壓入流量，L/min；P─作用于試段內(nèi)的全壓力，MPa；L─試段長度，m。

在作簡易壓水試驗時，如果鉆孔外漏水嚴(yán)重或壓力表讀數(shù)始終為零，不能取得有效的資料時，可不進(jìn)行壓水試驗，直接進(jìn)行灌漿。

3.3.4 制漿

灌漿采用42.50級普通硅酸鹽水泥，水泥細(xì)度要求通過80μm方孔篩的篩余量≤5%；水泥采用河水拌制。

制漿時水泥和水必須稱量準(zhǔn)確，以kg為單位，稱量誤差＜5%。水泥以袋為模數(shù)，水量由桶內(nèi)的水位高度來換算。同一配比的水泥應(yīng)盡可能使用同一個配合量及2～3個合適的水量。

使用灰漿攪拌機(jī)攪拌均勻，并用比重計測定漿液密度，攪拌時間≥30min。漿液自制備至用完的時間＜4h。漿液由攪拌筒放入貯漿筒時應(yīng)過篩。各級水灰比漿液必須攪拌均勻，待檢測比重符合要求后方可進(jìn)行灌注。

3.3.5 灌漿

固結(jié)灌漿采用純壓式灌漿法，按環(huán)間分兩序、環(huán)內(nèi)逐漸加密的原則進(jìn)行。先灌Ⅰ序孔，后灌Ⅱ序孔。灌漿時止塞器止塞在孔口巖層內(nèi)，灌漿段長為5m。灌漿壓力為設(shè)計灌漿壓力0.50MPa。水灰比采用2：1、1：1、0．5：1等三個比級，開灌水灰比采用2：1。當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時，或注入率不變而壓力持續(xù)升高時，不得改變水灰比。灌漿漿液應(yīng)由稀到濃逐級變換。

灌漿自動記錄儀安裝在孔口進(jìn)漿管管路上，灌漿開始后待回漿管路回漿后調(diào)升灌漿壓力。灌漿壓力應(yīng)盡快達(dá)到試驗規(guī)定數(shù)值，但注入率大時（＞過30L/min）應(yīng)分級升壓。

灌漿過程中，灌漿壓力或注入率突然改變較大時，應(yīng)立即查明原因，采取相應(yīng)的措施處理：如果管路發(fā)生堵塞應(yīng)立即查明堵塞部位，疏通或更換管路；如果機(jī)械發(fā)生故障應(yīng)立即修理并盡快投入使用；如果壓力表突然損壞不能指示正確壓力時，應(yīng)立即更換壓力表。

3.3.6 封孔

灌漿孔灌漿和檢查孔檢查結(jié)束后，應(yīng)排除鉆孔內(nèi)的積水和污物。封孔采用“壓力灌漿封孔法或機(jī)械壓漿法”，漿液水灰比為0.50：1；孔口段采用人工封口，

每個鉆孔均應(yīng)有灌漿記錄和封孔記錄。

3.3.7 質(zhì)量檢查

灌漿結(jié)束后，對灌漿質(zhì)量效果會同監(jiān)理進(jìn)行檢查驗收，檢查方法以壓水試驗為主，超聲波檢查為輔，結(jié)合鉆孔資料、灌漿記錄和其它資料，綜合分析評定。

超聲波檢查在固結(jié)灌漿結(jié)束14d后進(jìn)行。在灌漿區(qū)段中心部位按等邊三角形鉆取3個檢查孔，孔距1.00m，入巖孔深3.00m。

超聲波檢查前，先用高壓水清洗檢查孔，再在檢查孔內(nèi)注滿清水，安裝超聲探頭至孔底，手握三根導(dǎo)線同時緩緩提升探頭至孔口，并進(jìn)行巖體波速數(shù)據(jù)記錄。

4 固結(jié)灌漿在工程應(yīng)用中應(yīng)注意的問題

固結(jié)灌漿施工過程中每一步都是非常重要的，如果有某個小環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，那么整個工程施工質(zhì)量與施工進(jìn)度都將會受到不良影響，因此要求在具體施工中嚴(yán)格依照施工方案和相關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工，每個環(huán)節(jié)都要做好記錄。

固結(jié)灌漿施工過程相對復(fù)雜，因此施工人員需要認(rèn)真對待，責(zé)任到人，嚴(yán)格按照規(guī)范和規(guī)程進(jìn)行施工。施工工地的周邊需要擺放安全警告標(biāo)志，嚴(yán)格限制任何閑雜人等進(jìn)入施工場地。

為保證整個建設(shè)工程的順利完成，施工開始前，需要嚴(yán)格制訂管理條例，設(shè)計好安全管理體制，嚴(yán)格依照具體的規(guī)定內(nèi)容完成制度化規(guī)范操作。

5 結(jié)語

固結(jié)灌漿是一種隱蔽性較好的工程建設(shè)，在實際施工中充填和灌注的效果必須在施工建設(shè)完成檢測后才能確定，本次結(jié)合工程實例進(jìn)行固結(jié)灌漿，通過效果可知，選擇的固結(jié)灌漿方式是合理可行的，達(dá)到了設(shè)計要求。

[1]陳紅偉，徐宇翔．固結(jié)灌漿法在橋梁地基處理中的實際應(yīng)用探討[J].河南科技，2014(24)．

[2]羅紅琦，邢芳.燕山水庫固結(jié)灌漿和帷幕灌漿的質(zhì)量控制[J].安徽建筑，2011(5)．

[3]王大輝.某二級水電站壩基固結(jié)灌漿和帷幕灌漿施工技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010(10）．收稿日期：2016-06-15

（責(zé)任編輯：左英勇）

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