高陡岸坡壩基分段分期固結(jié)灌漿法

張喜武，溫 斌，王 楊，李興宇，孫煜東

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林長(zhǎng)春130021）

1 常規(guī)固結(jié)灌漿存在的問(wèn)題

高陡岸坡壩基采用常規(guī)固結(jié)灌漿方式，先澆筑壩體混凝土蓋重層，待蓋重層達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行鉆孔蓋重固結(jié)灌漿。這種施工方式增加了蓋重混凝土鉆孔工程量、可能鉆壞壩體內(nèi)冷卻水管及埋設(shè)的觀測(cè)儀器、常規(guī)固結(jié)灌漿與壩體混凝土澆筑施工工序互相干擾，影響壩體上升速度同時(shí)帶來(lái)水平施工縫長(zhǎng)間歇處理的問(wèn)題，可能帶來(lái)水平施工縫滲水的潛在隱患。

由于按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，壩基岸坡大于50°的建基面“應(yīng)”設(shè)置接觸灌漿，一般高山窄谷拱壩岸坡多陡于50°，有的甚至陡于80°。由于現(xiàn)行規(guī)范關(guān)于岸坡接觸灌漿規(guī)定不明確，甚至有不妥之處。為了滿足現(xiàn)行拱壩規(guī)范關(guān)于陡坡建基面接觸灌漿要求，大多數(shù)工程還是設(shè)置了高陡岸坡建基面的接觸灌漿系統(tǒng)，但從工程實(shí)踐過(guò)程中積累的經(jīng)驗(yàn)可知，接觸灌漿系統(tǒng)往往出現(xiàn)閉塞或堵塞，即使沒(méi)有堵塞的灌漿系統(tǒng)在灌注過(guò)程中吃漿量也極小，多數(shù)不吃漿，這主要是因?yàn)榘镀聣味谓ɑ婊炷敛](méi)有在溫度荷載的作用下張開(kāi)，無(wú)法達(dá)到規(guī)范要求的預(yù)期。由于接觸灌漿系統(tǒng)布置繁瑣，工藝要求精細(xì)，但在工程實(shí)施過(guò)程中并沒(méi)有發(fā)揮作用，而且由于接觸灌漿系統(tǒng)的布置需設(shè)置灌漿管線、灌漿盒、排氣槽等設(shè)施，反而對(duì)建基面的壩體混凝土與基巖面的結(jié)合造成不利影響。

為了避免高山窄谷拱壩高陡岸坡建基面常規(guī)固結(jié)灌漿施工帶來(lái)的缺點(diǎn)和不足，解決高陡岸坡建基面接觸灌漿按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)置卻不能達(dá)到規(guī)范初衷的現(xiàn)實(shí)矛盾，急需尋求一個(gè)簡(jiǎn)便、有效、經(jīng)濟(jì)、合理、可靠的壩基高陡岸坡建基面基礎(chǔ)處理方法，解決實(shí)際工程建設(shè)過(guò)程中遇到的困難和問(wèn)題。

2 灌漿法研究

通過(guò)高山窄谷拱壩壩基高陡邊坡分段、分期固結(jié)，可有效地解決常規(guī)固結(jié)灌漿在高山窄谷拱壩壩基高陡邊坡基礎(chǔ)處理過(guò)程中帶來(lái)的諸多問(wèn)題，避免岸坡固結(jié)灌漿與壩體混凝土澆筑的干擾、避免增加蓋重混凝土鉆孔工程量、避免壩體內(nèi)冷卻水管與埋設(shè)儀器的鉆孔破壞、避免了常規(guī)固結(jié)灌漿與混凝土壩體澆筑的沖突，大大提高壩體上升速度、進(jìn)而保證了混凝土澆筑質(zhì)量，避免了壩體水平施工縫長(zhǎng)間歇帶來(lái)的隱患。

通過(guò)高陡岸坡壩基分段、分期灌漿，適當(dāng)調(diào)整二期固結(jié)灌漿的時(shí)間，在拱壩接縫灌漿完成后或與壩體接縫灌漿同時(shí)進(jìn)行基礎(chǔ)二期固結(jié)灌漿，就可以取代岸坡接觸灌漿。由于二期固結(jié)灌漿時(shí)壩體已經(jīng)澆筑完成，壩體接縫灌漿已經(jīng)完成或同時(shí)施灌，大壩陡坡建基面在有蓋重和側(cè)向約束的條件下進(jìn)行接觸段的灌漿，使接觸段的固結(jié)灌漿與建基面接觸灌漿結(jié)合實(shí)施，節(jié)省布設(shè)接觸灌漿系統(tǒng)，提高壩體混凝土與基巖結(jié)合面的有效粘接，保證大壩高陡岸坡壩體與基巖有效結(jié)合，同時(shí)減少施工環(huán)節(jié)，降低施工難度，節(jié)省投資，加快施工進(jìn)度。

3 灌漿技術(shù)方案

3.1 總體要求

高陡岸坡壩基固結(jié)灌漿分段、分期實(shí)施，拱壩基礎(chǔ)開(kāi)挖驗(yàn)收合格后進(jìn)行固結(jié)灌漿鉆孔。由于壩基岸坡高陡，固結(jié)灌漿鉆孔多垂直壩基邊坡布置，鉆孔深度根據(jù)地質(zhì)情況確定。根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況及開(kāi)挖爆破影響情況確定分段尺寸，一般情況臨近建基面2 m段作為接觸段，深部為無(wú)蓋重段。首先對(duì)固結(jié)灌漿孔內(nèi)卡塞（非接觸段）進(jìn)行一期固結(jié)，一期固結(jié)灌漿結(jié)束后剩余接觸段套打1 m（二期灌漿段實(shí)際長(zhǎng)度3.0 m），埋設(shè)灌漿系統(tǒng)，引管至壩后交通橋；一期固結(jié)灌漿完成后澆筑壩體混凝土，壩體接縫灌漿完成后或同時(shí)對(duì)壩基固結(jié)灌漿接觸段進(jìn)行壩基二期固結(jié)灌漿，利用二期固結(jié)灌漿代替接觸段固結(jié)和建基面的接觸灌漿，取消建基面的接觸灌漿系統(tǒng)。

3.2 無(wú)蓋重段一期固結(jié)灌漿

壩基兩岸高陡邊坡建基面2.0 m（根據(jù)巖石及爆破情況確定，一般為2.0 m）以下范圍，在基礎(chǔ)開(kāi)挖完成后驗(yàn)收后即可采用無(wú)蓋重灌漿法施工。壩基開(kāi)挖驗(yàn)收合格后進(jìn)行鉆孔、固結(jié)灌漿，已完成灌漿或正在灌漿的地區(qū)，其附近30 m以內(nèi)不得進(jìn)行爆破作業(yè)。如果必須進(jìn)行爆破作業(yè)，應(yīng)采取減震、防震及監(jiān)測(cè)措施，一般控制已灌漿部位質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度不大于1.5 cm/s。鉆孔沖洗、壓水試驗(yàn)和灌漿過(guò)程中，應(yīng)注意監(jiān)測(cè)壩基表層巖體抬動(dòng)變形，控制允許變形值△≤200 um。若發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即降壓，并作詳細(xì)記錄。一期固結(jié)灌漿Ⅰ序孔灌漿壓力1.0 MPa，Ⅱ序孔漿壓力1.5 MPa。

3.3 接觸段二期固結(jié)灌漿

高陡岸坡建基面以下0～3.0 m范圍埋管，二期灌漿待大壩橫縫的接縫灌漿完成后進(jìn)行。一期無(wú)蓋重固結(jié)灌漿部分完成后，對(duì)一期鉆孔采用75 mm鉆掃孔，掃孔深度至一期無(wú)蓋重灌漿范圍內(nèi)1.0 m，建基面以下二期蓋重灌漿總長(zhǎng)度3.0 m。二期固結(jié)灌漿在壩體接縫灌漿完成后的低溫季節(jié)進(jìn)行。建基面以下0～3.0 m用有蓋重埋管法灌漿，按施工次序埋設(shè)單獨(dú)灌漿管路，每次按2～3孔為1組埋設(shè)1套管路引出。灌漿管路系統(tǒng)布置，設(shè)置單獨(dú)的主進(jìn)、回（φ1.5″鋼管）漿管各1套，在鉆孔內(nèi)分別下設(shè)進(jìn)、回漿支管（φ1.0″鋼管）與主進(jìn)、回漿管路連接，進(jìn)漿支管下至距離孔底10 cm處，回漿支管下至接觸面以下20 cm處。在灌漿前，應(yīng)對(duì)每組（套）管路進(jìn)行壓水檢查，由主進(jìn)漿管進(jìn)水，回漿管出水。壓水壓力為0.3 MPa，出水流量不得小于20 L/min；若出水流量小于5 L/min，則視為不通，應(yīng)根據(jù)灌漿情況研究處理。預(yù)埋管法灌漿時(shí)同一壩段同時(shí)灌漿的組數(shù)不得超過(guò)2組，且分布不得集中，二期固結(jié)灌漿Ⅰ序孔灌漿壓力0.6 MPa，Ⅱ序孔漿壓力1.0 MPa。

4 總結(jié)

采用分段、分期灌漿方式，避免了岸坡固結(jié)灌漿與壩體混凝土澆筑的干擾、避免蓋重混凝土鉆孔工程量、避免壩體內(nèi)冷卻水管與埋設(shè)儀器的鉆孔破壞，大大提高壩體上升速度，進(jìn)而保證了混凝土澆筑質(zhì)量，避免了壩體水平施工縫長(zhǎng)間歇帶來(lái)的隱患，避免了接觸灌漿排氣槽集中滲漏的可能。高山窄谷拱壩壩基分段、分期灌漿將基巖接觸段固結(jié)與建基面接觸灌漿結(jié)合在一起，同時(shí)起到了接觸段固結(jié)和建基面接觸灌漿的作用，節(jié)省了接觸灌漿系統(tǒng)工程量，節(jié)省工期，簡(jiǎn)化施工工藝，實(shí)現(xiàn)了高陡岸坡灌漿處理簡(jiǎn)便、有效、經(jīng)濟(jì)、可靠、合理的壩基高陡岸坡基礎(chǔ)處理目標(biāo)，解決實(shí)際工程建設(shè)過(guò)程中遇到的難題。