雙塔水庫(kù)第四次除險(xiǎn)加固工程帷幕灌漿效果分析

溫占福

(甘肅省疏勒河流域水資源管理局，甘肅 玉門(mén) 735211)

雙塔水庫(kù)第四次除險(xiǎn)加固工程帷幕灌漿效果分析

溫占福

(甘肅省疏勒河流域水資源管理局，甘肅 玉門(mén) 735211)

為確保疏勒河雙塔水庫(kù)大壩安全和穩(wěn)定性，雙塔水庫(kù)大壩進(jìn)行了第4次除險(xiǎn)加固。檢查結(jié)果表明：質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，滲水流量符合規(guī)范要求，止水效果明顯，有效提高了大壩運(yùn)行安全可靠性，為疏勒河流域其它病險(xiǎn)水庫(kù)的防滲處理總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)。

雙塔水庫(kù)；除險(xiǎn)加固；帷幕灌漿；效果

雙塔水庫(kù)始建于1958年，于1960年3月建成并蓄水。主壩為黏土心墻砂礫石壩，壩頂長(zhǎng)1040m，壩頂寬8m，最大壩高26.80m，壩頂高程1332.80m，設(shè)計(jì)總庫(kù)容2.40億m3，調(diào)洪庫(kù)容1.33億m3，正常蓄水位1330.30m，多年平均徑流量2.97億m3。是一座以灌溉為主兼有防洪、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游等綜合效益的大(2)型多年調(diào)節(jié)水庫(kù)。雙塔水庫(kù)是甘肅西部疏勒河流域的命脈工程之一，承擔(dān)著雙塔灌區(qū)46萬(wàn)畝土地的灌溉和肅北馬鬃山地區(qū)、瓜州雙柳、長(zhǎng)樂(lè)電廠等地生活和企業(yè)供水任務(wù)，同時(shí)肩負(fù)向下游敦煌生態(tài)輸水的歷史重任。

因年代久遠(yuǎn)，曾先后進(jìn)行了3次除險(xiǎn)加固。2014年7月，甘肅省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院專(zhuān)家組對(duì)雙塔水庫(kù)進(jìn)行了安全鑒定，確定為三類(lèi)壩。此次除險(xiǎn)加固的主要內(nèi)容有：主壩和1號(hào)副壩壩體培厚加固，上游新建“L”形混凝土防浪墻，后壩坡重新襯砌混凝土預(yù)制塊，壩腳處設(shè)漿砌石排水溝，壩體增設(shè)混凝土防滲墻，并對(duì)壩基透水率較大的基巖進(jìn)行帷幕灌漿；1號(hào)副壩和2號(hào)副壩上游重新現(xiàn)澆C25混凝土板；新建2號(hào)溢洪道采用閘門(mén)控制；改造主壩觀測(cè)設(shè)施，增設(shè)副壩觀測(cè)設(shè)施；完善庫(kù)區(qū)搶險(xiǎn)道路，改擴(kuò)建道路2.80km，修補(bǔ)道路0.20km；對(duì)存在安全隱患的3座危橋進(jìn)行拆除重建。

1 灌漿工藝

1.1 施工工序

帷幕灌漿按照鉆孔、洗孔、壓水、灌漿循環(huán)方式進(jìn)行，最后封孔。此次工程采用單排帷幕灌漿孔，帷幕孔間距1.50m，總計(jì)50個(gè)單元，先Ⅰ序后Ⅱ序再Ⅲ序，采用自上而下分段灌漿。

1.2 先導(dǎo)孔施工要求

每單元選取1個(gè)Ⅰ序孔做先導(dǎo)孔，先導(dǎo)孔采用地質(zhì)鉆機(jī)施工，孔徑范圍為76～110mm。為確定帷幕灌漿底線，較全面地了解巖層透水率情況，帷幕灌漿先導(dǎo)孔深度應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)深度5m，當(dāng)超深5m仍未達(dá)到設(shè)計(jì)結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，須繼續(xù)鉆進(jìn)5m，此時(shí)仍達(dá)不到要求時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理的指示，確定先導(dǎo)孔最終設(shè)計(jì)孔深，并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)計(jì)帷幕底線，最終確定帷幕底線。

1.3 鉆洗孔

鉆孔孔徑：56～76mm?？咨睿横∧还酀{孔深為伸入基巖透水率小于5Lu線以下3m。每5m測(cè)斜一次，孔位偏差小于10cm，為減少偏差，用KXP-1測(cè)斜儀測(cè)斜。洗孔：沖洗水壓1MPa?；厮吻?0min后結(jié)束，單孔沖洗時(shí)間不少于30min。

1.4 壓水試驗(yàn)

先導(dǎo)孔及檢查孔采用“單點(diǎn)法壓水試驗(yàn)”。采用簡(jiǎn)易壓水，每5min測(cè)讀一次壓入流量，取最終值。

1.5 灌漿

壩段采用普通硅酸鹽42.5號(hào)水泥進(jìn)行帷幕灌漿。漿液配比：集中拌和站配置0.5∶1級(jí)漿液，由高速攪拌機(jī)拌制。漿液水灰比采用5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.7∶1、0.5∶1等6個(gè)比級(jí)，開(kāi)灌水灰比為5∶1，具體根據(jù)生產(chǎn)性試驗(yàn)確定。灌漿漿液濃度按照由稀到濃的原則逐級(jí)改變。灌漿壓力為1.50倍的壩前水頭，灌漿分段段長(zhǎng)和灌漿壓力應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定(見(jiàn)表1)。灌漿應(yīng)滿足設(shè)計(jì)壓力要求，在注入率大時(shí)采取分級(jí)升壓法，升壓速度與注漿率相協(xié)調(diào)，該工程最大注入率控制在30L/min。

表1 灌漿段長(zhǎng)及灌漿壓力

1.6 灌漿結(jié)束

在設(shè)計(jì)壓力下，當(dāng)注入率不大于1L/min時(shí)繼續(xù)灌注30min，灌漿可以結(jié)束。灌漿孔終孔后經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格，全孔灌漿結(jié)束后方能進(jìn)行封孔作業(yè)，采用壓力灌漿一次封孔法，置換漿液采用水灰比0.5∶1的新鮮漿液。封孔灌漿壓力采用該灌漿孔的最大灌漿壓力，封孔灌漿時(shí)間不少于1h。

1.7 質(zhì)量檢查

帷幕灌漿檢查孔施工需待帷幕灌漿14天后進(jìn)行鉆孔取芯及壓水試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程中建設(shè)單位及監(jiān)理單位進(jìn)行旁站。每個(gè)施工單元布置一個(gè)檢查孔，檢查孔鉆孔孔徑為91～110mm，孔深為相鄰兩個(gè)灌漿孔深度的平均值。壓水試驗(yàn)：帷幕灌漿檢查孔采用“單點(diǎn)法”進(jìn)行壓水試驗(yàn)，壓力為灌漿壓力的80%，該值大于1MPa時(shí)，采用1MPa。帷幕灌漿壓水試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)為透水率不大于5lu。

2 結(jié)果與分析

2.1 帷幕灌漿注漿量數(shù)據(jù)分析

此次雙塔水庫(kù)主壩帷幕灌漿孔共計(jì)509個(gè)，檢查孔數(shù)不少于帷幕灌漿總孔數(shù)的10%，共計(jì)50個(gè)。

表2 灌漿水泥注入量成果統(tǒng)計(jì)

由2可知，單位水泥注入量Ⅰ序>Ⅱ序>Ⅲ序，遞減規(guī)律明顯，隨帷幕灌漿而加密的施工方法，使壩體基巖防滲能力和整體性提高，符合灌漿規(guī)律。

2.2 灌漿前后透水率對(duì)比

檢查孔布置在地質(zhì)條件差、灌前透水率大及吸漿量大的地段，共布置50個(gè)孔，分布在50個(gè)單元，壓水試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)為透水率q≤5Lu。選擇代表性的5個(gè)單元對(duì)灌漿前壓水試驗(yàn)和檢查孔壓水試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析。由表3可知，透水率均小于設(shè)計(jì)值。

表3 灌漿前后基巖透水率對(duì)比

2.3 各次序孔透水率統(tǒng)計(jì)

根據(jù)規(guī)范，透水率為<1Lu、1～5Lu、5～10Lu、10～100Lu和>100Lu五個(gè)區(qū)間，此方法把<1Lu劃分成0～1，>100Lu劃分成100～1000。對(duì)透水率大的典型第9單元進(jìn)行透水率頻率分析。

表4 各次序孔透水率統(tǒng)計(jì)

圖1 各次序孔透水率頻率

由表4和上圖可知，頻率較高透水率集中在10～100Lu之間。隨著孔序遞增灌前平均透水率降低明顯。

3 帷幕灌漿防滲效果分析

雙塔水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程帷幕灌漿工程結(jié)束后，對(duì)其效果進(jìn)行了質(zhì)量檢查，結(jié)果證明：巖石取樣觀察，裂隙充滿水泥結(jié)石，達(dá)到要求；孔壓水試驗(yàn)透水率小于5Lu，符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求；壩腳處兩處三角量水堰大壩滲流量與往年觀測(cè)資料相比，止水效果明顯。

4 結(jié) 語(yǔ)

雙塔水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程帷幕灌漿防滲處理經(jīng)各項(xiàng)質(zhì)量檢測(cè)分析達(dá)到設(shè)計(jì)要求，過(guò)程中無(wú)冒漿、串漿等現(xiàn)象，有效提高了大壩運(yùn)行安全可靠性，為疏勒河流域其它病險(xiǎn)水庫(kù)的防滲處理總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)。

[1] 王其武，劉燦.甘肅省疏勒河雙塔水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].甘肅：甘肅省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2015：1-36.

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[6] DL/T 5148—2012水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)電力出版社，2012

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Analysis on Curtain Grouting Effect of the Fourth Reinforcement Project in Shuangta Reservoir

WEN Zhanfu

(GansuShuleRiverBasinWaterResourcesAuthority,Yumen735211,China)

Shuangta Reservoir dam undergoes the fourth reinforcement in order to ensure dam safety and stability. The inspection results show that the quality reaches the design standards, and the water seepage flow capacity conforms to the requirements of the specification. The water stop effect is prominent, the operation safety and the reliability of the dam are improved effectively, and the experience is summarized for anti-seepage treatment of other risky reservoirs in Shule River Basin.

Shuangta Reservoir; reinforcement; curtain grouting; effect

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.06.004

TV543

A

1673-8241(2017)06- 0018- 03