溫泉水庫大壩除險加固帷幕灌漿施工工藝試探

山 洪/青海省格爾木市溫泉水庫管理所

溫泉水庫大壩除險加固帷幕灌漿施工工藝試探

山 洪/青海省格爾木市溫泉水庫管理所

國內(nèi)水庫雖然數(shù)量很多，但水庫缺乏完善的運行系統(tǒng)，存在多種弊病和缺陷，一直處于帶病運行。水庫由主攔河壩、副攔河壩、灌溉放水設(shè)施及溢洪道等部分組成，水庫質(zhì)量缺陷直接導(dǎo)致建筑物彎曲變形，使建筑物浸水潮濕甚至塌陷，尤其底板及消力池中混凝土稀薄導(dǎo)致了對其過渡沖刷毀傷。我們要針對不同部分出現(xiàn)的問題，進行針對性地除險加固。本文主要分析了高海拔帷幕灌漿施工工藝與質(zhì)量控制要點，一級灌漿壓力的選擇、灌漿段長的確定、灌漿材料的選用，要結(jié)合工程實際地質(zhì)情況做到最優(yōu)化。

水庫大壩；帷幕灌漿；施工工藝

一、工程概況

根據(jù)溫泉水庫除險加固工程設(shè)計要求對右壩肩0+965-1+025段進行帷幕灌漿施工，處理長度60米，帷幕灌漿采用單排，孔距1.5米，平均灌漿深度為16.4米，帷幕灌漿從正常高水位3956.4米開始灌漿，其中3956.40米以上為非灌漿段。該段為第三系灰綠色的砂質(zhì)黏土巖和紅色砂礫巖，布置有溢洪道1和溢洪道2等建筑物，從導(dǎo)孔鉆取的巖性鑒定可知該段落恰好處在沖洪積的沙層、土層上。本次除險加固工程為擋水大壩左、右壩肩帷幕灌漿防滲處理。

二、工藝流程

帷幕灌漿施工工序：孔位放樣→鉆孔定位→鉆機就位→鉆孔→壓水試驗→沖洗→帷幕灌漿→結(jié)束灌漿→進行下一段的鉆孔，帷幕灌漿全部完成后，進行封孔。

三、鉆孔

鉆孔采用地質(zhì)鉆機XY-2PB型造孔，孔位偏差不大于10cm，深度符合設(shè)計圖紙要求。鉆孔直徑為φ90mm，鉆頭采用合金鉆和表面鑲嵌金剛石鉆頭，鉆進過程中確?？咨?、孔向符合設(shè)計要求和施工規(guī)范要求，力求孔位上下均一，孔壁平順。鉆孔時保證孔向準確，采取以下防斜措施：（1）鉆機安裝平整穩(wěn)固，保證鉆機地盤水平、立軸豎直并與孔位中心對正，鉆孔方向嚴格按設(shè)計要求掌握。（2）所有灌漿孔均全孔測斜，本工程采用型號為KXP-2測斜儀對灌漿孔進行監(jiān)控，及時糾偏，保證成孔偏斜率均小于1%糾偏無效時，按監(jiān)理人指示報廢該孔，重新鉆孔。（3）鉆孔孔徑與噴射管外徑相差易為10～20mm，鉆孔時必須對鉆孔巖性、基巖段的涌水、漏水、斷層、掉鉆等做詳細記錄，尤其遇到大的裂隙，應(yīng)立即停鉆注水，測出其規(guī)模作為灌漿依據(jù)。帷幕灌漿前應(yīng)進行鉆孔沖洗，孔內(nèi)淤積厚度不得超過20cm。

四、灌漿

灌漿采用孔口封閉自上而下孔口封閉式分段帷幕灌漿施工，簡易壓水第一段壓力0.3Mpa，第二段壓力0.5 Mpa，第三段壓力為0.7Mpa，相應(yīng)第一段灌漿壓力0.5 Mpa，第二段灌漿壓力0.8 Mpa，第三段灌漿壓力為1.0 Mpa。射漿管應(yīng)下到距孔底0.5m處。根據(jù)帷幕灌漿試驗效果，結(jié)合地層變化和帷幕灌漿深度調(diào)整灌漿參數(shù)。帷幕灌漿漿液應(yīng)由稀至濃逐級變換，開灌水灰比采用5:1，后根據(jù)灌注量情況改為3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1。灌漿壓力、灌漿結(jié)束標準應(yīng)符合《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》。帷幕灌漿孔序分為三序進行，先灌Ⅰ序孔，后灌Ⅱ序孔，最后灌Ⅲ序孔。灌漿分序從左到右分別為Ⅰ序—Ⅲ序—Ⅱ序—Ⅰ序。

在帷幕灌漿施工過程中，變漿標準按以下方法進行控制：（1）當灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時，或當注入率保持不變而灌漿壓力持續(xù)升高時，不得改變水灰比。（2）當某一比級的注漿量已達到300L以上，或注漿時間已達1h，而灌漿壓力和注入率均無明顯改變時，則換濃一級漿液灌注。（3）當注入率大于30L∕min時，可根據(jù)具體情況越級變漿。灌漿過程中發(fā)生冒漿、漏漿時，應(yīng)根據(jù)具體情況采用表面封堵、低壓、濃漿、限流、限間隙、待凝等方法進行處理；灌漿過程中發(fā)生串漿時，如串漿孔具備灌漿條件，應(yīng)一泵一孔同時進行灌漿。否則應(yīng)塞住串漿孔，待灌漿孔灌漿結(jié)束后，再對串漿孔進行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進或灌漿。灌漿時故被迫中斷，盡可能縮短中斷時間及早恢復(fù)灌漿。

五、灌漿工藝施工過程常見問題分析與處理

在進行灌漿施工之前，有很多我們無法掌握的風(fēng)險因素，比如停水、停電、地層漏漿等，這些風(fēng)險不提前防范好，在進行施工時就會增加施工的風(fēng)險性，因此必須制訂一系列應(yīng)付各種各樣故障的預(yù)案，通過堅固的保護措施和強有力的防范手段來保證灌漿工藝施工過程的流暢性和安全性。這樣如果出現(xiàn)意外情況的話，我們就可以拿出多個方案來進行應(yīng)對，把風(fēng)險造成的經(jīng)濟利益的損失降低到最小程度，保證不拖延時間，工作人員可以及時地恢復(fù)工作，使施工過程能正常進行。下面是灌漿工藝出現(xiàn)的一些問題及其注意事項：

（一）帷幕灌漿時出現(xiàn)的串漿問題分析

如果正在使用的串漿孔有可以進行灌漿的良好條件，許多的串漿孔可以同時進行灌漿工作，但是同時灌漿也不能雜亂無章，應(yīng)一個泵灌一個孔，如果不采用這個方法的話，那就把串漿孔的孔用塞子塞住。當灌漿孔的灌漿工作已經(jīng)完畢，我們先把串漿孔進行沖洗、掃孔，然后就可以繼續(xù)進行鉆進與灌漿。

（二）帷幕灌漿中壩面出現(xiàn)裂縫的問題

在灌漿過程中會出現(xiàn)許多異常的現(xiàn)象，比如噴漿、冒漿、裂縫等。如果出現(xiàn)冒漿的情況，可以把漿液的深度調(diào)整得淺一點，把灌漿的輸送壓力調(diào)整得小一些，通過減少輸漿量也可以解決冒漿的問題。當灌漿過程出現(xiàn)裂縫和塌陷情況時，我們可以減少灌漿的壓力，如果裂縫很大甚至出現(xiàn)了滑坡這樣的嚴重狀況，就應(yīng)該對其進行翻筑。針對塌陷情況，有兩個好的辦法可以運用，一是加大泥漿的深度來進行灌漿，第二個是用黏土把塌坑補好。

（三）只吸收水不吸收漿的孔段的灌注分析說明

吸收水不吸收漿明顯表現(xiàn)就是漏水量和漏漿量出現(xiàn)異常，而導(dǎo)致漏水量和漏漿量出現(xiàn)異常的原因就是我們從上到下進行了分段式的鉆孔和壓水，在整個孔鉆孔壓水完畢之后又進行了自下而上的分段灌漿，這是不合理的工作做法。 另外一個原因是工期非常珍貴和緊迫，大家為了搶工期，在緊挨在旁邊的孔沒有進行灌漿操作時就迫切地進行了壓水實驗。由于附近的孔距離挨的很近，所以壓水很容易使臨空面產(chǎn)生外漏，外漏通道的堵塞直接降低了漏漿量。

（四）塌孔狀況的及時應(yīng)對

墻體裂縫進行有效鏈接土層中如果出現(xiàn)了空洞、粉砂層、秸料等物質(zhì)就難免出現(xiàn)擴、塌孔的情況，就無法保障泥漿護壁工藝工程正常實施。為此我們總結(jié)了許多措施來解決這個問題，比如從實際情況出發(fā)，隨時調(diào)整護壁泥漿的濃度，比如在泥漿里面加上膨潤土，但膨潤土的含量要適量，比例要適合；比如為了提高支撐力，把隔離體的密度加大。如果墻體出現(xiàn)裂縫，施工人員就應(yīng)該細致地檢查原來燒筑的墻體接頭處有沒有夾雜著泥土。要做到每個墻體之間的平衡的銜接，搭接長度控制在合理范圍。當通道里出現(xiàn)滲水情況，是相接后封閉不夠徹底導(dǎo)致的，這時應(yīng)該用鉆機在滲漏的地方再次鉆孔，通過澆混凝土來避免滲漏再次發(fā)生。

（五）灌漿過程突然中斷的處理措施以及灌漿難以結(jié)束的處理辦法

由于意外情況出現(xiàn)了灌漿中斷問題，我們應(yīng)做到對鉆孔立即沖洗、掃孔，盡早得恢復(fù)灌漿，因為灌漿工作是一項連續(xù)進行的工作。如果沖洗過程無法完成，那就先進行掃孔。恢復(fù)灌漿后，使用開灌比級的水泥漿進行灌注是正確的方法。當注入率比中斷前減少很多時，要把漿液的濃度調(diào)高以達到持續(xù)灌注。如果把漿液濃度調(diào)高繼續(xù)灌注，機器仍在短時間內(nèi)結(jié)束了吸漿，我們就要采取相應(yīng)的補救和修復(fù)措施。當因為灌漿段注入量過大導(dǎo)致灌漿無法結(jié)束時，我們應(yīng)該采取在漿液中摻加速凝劑的方法和采取灌注穩(wěn)定漿液和混合漿液的方法來補救。還有把壓力降低、限制流量流速、間接灌漿也是不錯的辦法。這個過程處理完畢，仍掃孔和依照技術(shù)灌漿，若回漿濃度升高，灌注時要用相同水灰比新漿。

（六）涌水處理方法和溶洞灌漿的處理措施

鉆孔把裂隙含水帶揭露，壩基巖體裂隙水在四周河水水壓作用下傳遞，造成了地下水的排泄涌出，就是涌水現(xiàn)象。我們可以通過增加灌漿孔深度、改單排帷幕為雙排帷幕、對涌水孔段提高灌漿壓力等措施來排除涌水問題，也可以通過提高灌漿結(jié)束標準的方法來解決這個問題，使涌水孔段的頻率隨著帷幕灌漿實現(xiàn)排序有秩。對巖溶灌漿情況的處理，首先明確巖溶內(nèi)有無填充物，若無填充物，可以根據(jù)溶洞的大小和類型，采取投入碎石再灌注水泥砂漿、灌注混合漿液等措施使?jié){液凝固，然后再繼續(xù)灌漿。倘若溶洞內(nèi)有填充物，明確填充物的顏色、質(zhì)量、密度、類型，可以采取高壓噴射灌漿措施來排除障礙。

六、結(jié)語

進行水庫除險加固，要檢驗孔的安全，提高大壩的滲漏穩(wěn)定性。利用帷幕灌漿使灌漿質(zhì)量得到明顯轉(zhuǎn)好，使水庫各個部分的功能都能得到了正常發(fā)揮，帷幕灌漿是中小型水庫進行除險防漏的有效措施，這項技術(shù)也為在復(fù)雜的地形條件下進行施工積累了寶貴的經(jīng)驗。我們要繼承施工理論研究成果，不斷在實踐中進行創(chuàng)新，研發(fā)出更多的施工工藝，從而進一步提高水庫施工質(zhì)量和除險水平。

[1]鄧遠剛.水庫除險加固工程帷幕灌漿施工質(zhì)量控制探討[J].中國水運(下半月)，2011(4).

[2]楊春升.某水庫除險加固工程帷幕灌漿施工方案[J].黑龍江水利科技，2011(2).