帷幕灌漿在泉州洛陽(yáng)水閘除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

（福建省惠女水庫(kù)管理局洛陽(yáng)橋閘管理處泉州市362000）

帷幕灌漿在泉州洛陽(yáng)水閘除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

孫偉星

（福建省惠女水庫(kù)管理局洛陽(yáng)橋閘管理處泉州市362000）

受到不良地質(zhì)條件以及工程設(shè)計(jì)、技術(shù)條件等多個(gè)方面因素的影響，一些水閘工程在建設(shè)以及投入使用后存在較多質(zhì)量安全隱患。長(zhǎng)期使用后此類(lèi)水閘結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)不同程度的沉降、裂縫等問(wèn)題，除此以外還可能導(dǎo)致左、右岸擋墻出現(xiàn)滲透破壞問(wèn)題。因此，對(duì)水閘工程除險(xiǎn)加固技術(shù)方案的研究已成為各方工程建設(shè)人員高度重視的課題之一。文章結(jié)合泉州洛陽(yáng)水閘工程實(shí)例，在除險(xiǎn)加固中研究帷幕灌漿施工技術(shù)方案的應(yīng)用要點(diǎn)與注意事項(xiàng)，以引起重視。

水閘除險(xiǎn)加固帷幕灌漿

在水閘工程運(yùn)行過(guò)程中，受到建設(shè)施工質(zhì)量問(wèn)題等諸多因素的影響，難以避免的會(huì)導(dǎo)致水閘工程結(jié)構(gòu)主體出現(xiàn)不同程度的質(zhì)量缺陷與問(wèn)題，對(duì)水閘運(yùn)行安全性以及穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響，如何采用科學(xué)有效的措施對(duì)水閘缺陷進(jìn)行處理與加固已成為各方人員高度重視的課題之一。作為一種工程實(shí)踐中應(yīng)用廣泛的滲透處理技術(shù)，帷幕灌漿技術(shù)在水閘工程建設(shè)中有著非常廣泛的應(yīng)用價(jià)值。帷幕灌漿技術(shù)是將漿液高速射入巖體或土層的裂隙、孔隙，形成連續(xù)的阻水帷幕，底部深入不透水巖層一定的距離，以起到地下水不滲透的效果。下面結(jié)合泉州洛陽(yáng)水閘工程實(shí)例，探討帷幕灌漿施工技術(shù)方案在水閘除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用要點(diǎn)。

1 工程概況

泉州洛陽(yáng)水閘位于宋代古洛陽(yáng)橋上游500.0 m的324國(guó)道上，工程主體于1971年正式動(dòng)工興建，于1974年竣工。閘址以上總流域面積為387.6 km2，總庫(kù)容設(shè)計(jì)參數(shù)為545.5萬(wàn)m2。工程樞紐主體包括左側(cè)岸管理區(qū)、右側(cè)岸引堤連接段、以及河中水閘段。河中水閘段所覆蓋設(shè)施包括閘室、上游護(hù)坦、下游護(hù)坦、消能防沖設(shè)施。水閘總體長(zhǎng)度為215.2 m，現(xiàn)場(chǎng)攔河閘共設(shè)置為32孔，單孔凈寬為5.0 m，總凈寬為160.0 m。水閘工程主體設(shè)計(jì)過(guò)閘流量為1 570.0 m3/s。根據(jù)上述參數(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，泉州洛陽(yáng)水閘屬于多功能大（Ⅱ）型水利工程項(xiàng)目，具有擋潮、排洪、交通、蓄水、供水等多樣化功能。

2 工程現(xiàn)狀

洛陽(yáng)水閘受建設(shè)時(shí)期施工水平、設(shè)計(jì)水平等因素的限制導(dǎo)致橋閘結(jié)構(gòu)存在先天性缺陷。自竣工并投入使用的數(shù)十年以來(lái)，水閘工程主體存在不同程度的老化問(wèn)題，雖經(jīng)過(guò)數(shù)次小規(guī)模除險(xiǎn)加固處理，但仍然存在一定的安全隱患，對(duì)水閘的整體運(yùn)行穩(wěn)定性造成了不良影響。具體存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

（1）防洪擋潮標(biāo)準(zhǔn)難以滿(mǎn)足實(shí)際功能需求。原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中海漫長(zhǎng)度僅為23.0 m，在投入運(yùn)行數(shù)十年后防沖槽已受沖刷作用，損壞嚴(yán)重。

（2）主體閘室結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造不符合設(shè)計(jì)要求。主體結(jié)構(gòu)以砌石式為主，閘基下分布為粗砂層，在較強(qiáng)地震作用力影響下容易產(chǎn)生液化反應(yīng)。

（3）消能防沖設(shè)施難以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，工程防沖槽以及閘下海漫等關(guān)鍵設(shè)施均建立在淤泥質(zhì)地基基礎(chǔ)之上拋石，容易造成下陷流失問(wèn)題。

（4）混凝土結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期投入運(yùn)行后已經(jīng)出現(xiàn)不同程度的碳化、裂縫、以及破損問(wèn)題，橋梁板在檢修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)普遍存在不同程度的順筋開(kāi)裂問(wèn)題。

（5）主體檢修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)閘墩漿砌石體存在較為頻繁的滲水問(wèn)題，受到水壓力作用力的影響，部分墩體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)噴水射流現(xiàn)象。工程投入運(yùn)行十余年后監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示28#孔～31#孔閘基礎(chǔ)出現(xiàn)局部淘空現(xiàn)象，閘門(mén)無(wú)法正常執(zhí)行開(kāi)啟/關(guān)閉動(dòng)作，水閘主體存在大量安全隱患。2011年洛陽(yáng)水閘經(jīng)水利部門(mén)核查確認(rèn)為三類(lèi)閘，2012年正式開(kāi)工進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

3 帷幕灌漿施工要點(diǎn)

帷幕灌漿是指借助機(jī)械設(shè)備對(duì)不良地質(zhì)進(jìn)行切割與攪拌，然后通過(guò)向所形成裂縫灌入水泥漿液，以起到降低地層滲透壓力的目的。此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能夠使?jié){液在地層內(nèi)形成多個(gè)阻水帷幕，以發(fā)揮除險(xiǎn)加固的功效。洛陽(yáng)水閘工程主體閘墩在長(zhǎng)期使用后出現(xiàn)局部裂縫，為避免裂縫缺陷進(jìn)一步擴(kuò)大，在除險(xiǎn)加固中采用帷幕灌漿施工方案，具體施工要點(diǎn)總結(jié)如下：

（1）施工工藝。本工程中除險(xiǎn)加固采用帷幕灌漿三序施工工藝，遵循先外后內(nèi)的基本原則?；臼┕ち鞒虨椋菏紫葴y(cè)量布孔，然后進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量作業(yè)，然后進(jìn)行布孔以及鉆孔工作，再進(jìn)行鉆孔沖洗以及壓水試驗(yàn)，最后進(jìn)行灌漿處理。

（2）施工測(cè)量。本工程中帷幕灌漿地層混凝土應(yīng)當(dāng)達(dá)到70.0%（28 d）設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可進(jìn)行鉆孔灌漿施工作業(yè)。灌漿施工過(guò)程中需要安裝專(zhuān)門(mén)的抬動(dòng)檢測(cè)裝置，并安排專(zhuān)人隨時(shí)進(jìn)行觀測(cè)與記錄，避免抬動(dòng)值超過(guò)設(shè)計(jì)要求。

（3）布孔鉆孔。工程施工人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依據(jù)監(jiān)理人員以及施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求對(duì)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔孔位、孔徑以及深度進(jìn)行調(diào)整，鉆孔選用合金金剛鉆頭。為方便后續(xù)止水止?jié){作業(yè)，孔壁應(yīng)當(dāng)保持完整。帷幕灌漿鉆孔孔徑參數(shù)為55.0 mm，開(kāi)孔標(biāo)準(zhǔn)為90.0 mm，終孔標(biāo)準(zhǔn)為75.0 mm，孔距布置為2.0 m。實(shí)際操作時(shí)開(kāi)孔孔位與設(shè)計(jì)參數(shù)誤差應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制在±10.0 cm允許誤差范圍內(nèi)，確?？孜弧⒘⑤S、以及天車(chē)對(duì)準(zhǔn)同一直線(xiàn)。鉆桿選用50.0 mm標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)絲鉆桿。

（4）沖洗、壓水試驗(yàn)。在對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)鉆孔進(jìn)行沖洗處理時(shí)，沖洗壓力應(yīng)當(dāng)按照80.0%環(huán)境壓力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，壓力應(yīng)當(dāng)≤1.0 MPa，鉆孔沖洗時(shí)間應(yīng)當(dāng)達(dá)到30.0 min以上，以沖洗回水清潔為標(biāo)準(zhǔn)，孔內(nèi)不得有20.0 cm厚度以上沉積。鉆孔深入至地下工作面前需要安排專(zhuān)人測(cè)定水位，測(cè)定間隔時(shí)間為5.0 min。若連續(xù)2次測(cè)定結(jié)果顯示水位下降速度不足2.0 cm/min，可作為水位值判定依據(jù)。若連續(xù)4次測(cè)量結(jié)果所對(duì)應(yīng)基線(xiàn)參數(shù)差值低于1.0 L/min，可作為壓水穩(wěn)定的判定標(biāo)準(zhǔn)，以該狀態(tài)下的流量作為最終流量即可，壓水試驗(yàn)過(guò)程中壓水壓力按照80.0%灌漿壓力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理控制。

（5）灌漿。本工程覆蓋層段采用灌漿施工方法為空口封閉循環(huán)組鉆灌法，基巖段采用自上而下分段灌溉施工方法（在孔口封閉后進(jìn)行），灌漿過(guò)程中要求孔底與射漿管距離控制在50.0 cm范圍內(nèi)。覆蓋層段帷幕灌漿壓力控制標(biāo)準(zhǔn)為0.8 D，基巖段帷幕灌漿壓力控制標(biāo)準(zhǔn)為1.5＋0.5 D，具體灌漿參數(shù)可以根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)進(jìn)行確定。帷幕灌漿漿液以純水泥為標(biāo)準(zhǔn)，護(hù)岸擋墻灌注漿液為水泥黏土漿（漿液配合標(biāo)準(zhǔn)為水泥1∶黏土2.5），巖土結(jié)合部灌注漿液同樣為水泥黏土漿（漿液配合標(biāo)準(zhǔn)為水泥1∶黏土1）。水泥原料為42.5 R等級(jí)普通硅酸鹽水泥，過(guò)80.0 u（μ）m篩即可，且篩余量應(yīng)按照≤5.0%標(biāo)準(zhǔn)控制。段長(zhǎng)應(yīng)小于5.0 m，特殊情況不能超過(guò)3.0 m，例如遇到斷層或者軟弱夾層等情況。終孔段段長(zhǎng)不能大于11.0 m。灌漿漿液濃度遵循由稀到濃依次變換的原則。開(kāi)灌水灰采用5∶1的比例。在灌漿壓力一直不變和注入率一直減小的情況下，漿液濃度應(yīng)保持不變。如果注入率大于30.0 L/min時(shí)，可以視情況調(diào)高濃度。全孔帷幕灌漿作業(yè)完成且經(jīng)監(jiān)理工程師質(zhì)量驗(yàn)收合格后需及時(shí)進(jìn)行封孔處理，采用全段壓力灌漿孔法進(jìn)行封孔，封孔壓力按照灌漿壓力進(jìn)行控制，要求封孔達(dá)到飽滿(mǎn)且密實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。

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2016－10－26）

孫偉星（1959-），男，大學(xué)本科，工程師，手機(jī)：15375879982。