灌漿施工技術(shù)在水庫大壩除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用研究

王 燚

(六枝特區(qū)東風(fēng)霧步?jīng)_水庫聯(lián)合服務(wù)中心，貴州 六枝 553400)

1 水庫大壩除險(xiǎn)加固概述

水庫大壩大都由主壩、重力壩、溢洪道等構(gòu)成，主要有兩類，即土石壩、混凝土壩。土石混合壩、堆石壩等都屬于土石壩，壩體、護(hù)坡、排水體、防滲體是其主要構(gòu)成部分，又可以將其叫做當(dāng)?shù)夭牧蠅?，具有多樣化的?yōu)勢(shì)特點(diǎn)，比如，壩址地基要求不高、可以就地取材，拱壩、重力壩等屬于混凝土壩，需要綜合考慮大壩建設(shè)區(qū)域的自然條件、施工條件、工程造價(jià)、導(dǎo)流等，明確水庫大壩的類型。在壩料質(zhì)量、周圍環(huán)境、自然災(zāi)害等作用下，水庫大壩存在隱患問題，隨著滲流、裂縫等日漸加重，水庫調(diào)節(jié)區(qū)域水流、蓄水、防洪等功能也會(huì)受到一定程度影響，除險(xiǎn)加固工程的重要性不斷顯現(xiàn)。針對(duì)水庫壩坡、壩頂、溢洪道等具體情況，從排水、截滲、流量等方面入手，在應(yīng)用灌漿等技術(shù)過程中對(duì)水庫大壩進(jìn)行規(guī)范化除險(xiǎn)加固，使其具備較高的安全性、實(shí)用性以及經(jīng)濟(jì)性[1-2]。

2 灌漿施工技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 填充灌漿技術(shù)以及劈裂灌漿技術(shù)

填充灌漿技術(shù)、劈裂灌漿技術(shù)在水庫大壩除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用是比較常見的，主要是圍繞大壩灌漿流程，利用大小不等的壓力，對(duì)大壩進(jìn)行防滲、加固等處理，提高大壩整體結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。充填灌漿施工是在把握水庫大壩除險(xiǎn)加固質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及具體方案的基礎(chǔ)上高效調(diào)配、攪拌混凝土漿液，漿液強(qiáng)度達(dá)到相關(guān)規(guī)定后，利用較小的壓力，向大壩的洞穴、裂縫等灌注適量的混凝土漿液。劈裂灌漿施工是在滿足填充灌漿要求的基礎(chǔ)上對(duì)大壩所在位置的土體進(jìn)行壓密處理，適當(dāng)增大土體的壓力，隨著灌漿壓力不斷增大，沿著主壩的軸線劈開，多次間斷灌注漿液，在反復(fù)壓縮、回彈、擠壓等過程中，壩體的密實(shí)程度也在不斷提升，形成的漿體防滲帷幕具有較高的連續(xù)性以及穩(wěn)固性。劈裂灌漿具有局限性，比如，水庫大壩的壩高不能超過50米[3]，水位不能太高，當(dāng)然，也具有一定的優(yōu)勢(shì)，比如，漿液灌注施工流程簡(jiǎn)單化、劈裂灌漿成本不高、較高的灌漿質(zhì)量。對(duì)于這兩類灌漿施工技術(shù)來說，有著明顯的區(qū)別。要根據(jù)地區(qū)水庫大壩各部位情況以及在除險(xiǎn)加固方面的標(biāo)準(zhǔn)要求，尤其是灌漿中的注意事項(xiàng)，結(jié)合大壩所處位置的地質(zhì)、水文、氣象等情況，在分析灌漿影響因素的基礎(chǔ)上對(duì)比填充灌漿、劈裂灌漿二中優(yōu)勢(shì)，在把控灌漿的工藝流程、關(guān)鍵性、整體質(zhì)量等過程中，科學(xué)應(yīng)用這兩類灌漿施工技術(shù)，控制灌漿成本的同時(shí)提高除險(xiǎn)加固有效性，確保地區(qū)水庫大壩在除險(xiǎn)加固基礎(chǔ)上具有較高的運(yùn)行效益。

2.2 高壓噴射灌漿技術(shù)

泥漿是高壓噴射灌漿施工中的重要材料，要根據(jù)水庫大壩運(yùn)行中呈現(xiàn)的各類質(zhì)量問題，合理配置、攪拌泥漿，在源頭上提高泥漿性能以及灌漿有效性。隨后，對(duì)水庫大壩除險(xiǎn)加固現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化放線定位，選擇規(guī)格、型號(hào)適中的鉆機(jī)，規(guī)范化鉆孔的同時(shí)注入質(zhì)量達(dá)標(biāo)的噴射管，按照從下到上的順序，向大壩連續(xù)噴射泥漿，提高灌漿水平的同時(shí)最大化發(fā)揮泥漿作用，解決水庫大壩隱患問題的同時(shí)進(jìn)行加固處理，促使大壩運(yùn)行更具安全性，實(shí)時(shí)發(fā)揮地區(qū)水庫功效。如果水庫大壩漏漿問題比較嚴(yán)重，可以在運(yùn)用高壓噴射灌漿技術(shù)過程中，及時(shí)控制噴射管的提升速度以及漿液的灌注量，實(shí)現(xiàn)原地灌漿，也可以適當(dāng)增加漿液的濃度，向噴射的漿液中加入適量的速凝劑，向大壩孔洞灌注一定量的水泥砂漿，填充高質(zhì)量的堵漏材料，在源頭上解決大壩漏漿問題以及水庫下游坡腳集水溝出現(xiàn)的涌水問題。此外，在對(duì)大壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固過程中，必須隨時(shí)關(guān)注高壓噴射灌漿情況，一旦壓力突然大幅度增大或者減少，漿液量突然增加，出現(xiàn)串漿問題等，要及時(shí)檢查大壩相關(guān)位置，分析原因的同時(shí)有效處理灌漿問題。

2.3 帷幕灌漿技術(shù)

帷幕灌漿技術(shù)主要是采用鉆孔灌漿方法，向巖體以及土層的裂縫注入適量的混合漿液，在漿液膠結(jié)硬化的基礎(chǔ)上增強(qiáng)巖體以及土層的強(qiáng)度，形成阻水帶的同時(shí)對(duì)水庫大壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固處理，防止壩體出現(xiàn)滲漏、裂縫等情況[4]。在現(xiàn)代水庫除險(xiǎn)加固過程中，帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用是比較頻繁的。首先，必須重視帷幕灌漿施工準(zhǔn)備。徹底清理水庫大壩除險(xiǎn)加固現(xiàn)場(chǎng)，提高施工場(chǎng)地整潔度，滿足帷幕灌漿實(shí)際要求。在勘探、檢測(cè)等過程中，了解水庫大壩各部位情況，從除險(xiǎn)加固現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際出發(fā)，準(zhǔn)確把控砂石、水泥等比例以及水灰比，科學(xué)配置的同時(shí)連續(xù)攪拌混合漿液，在控制攪拌時(shí)間的基礎(chǔ)上保證混合漿液質(zhì)量。其次，通過測(cè)量、檢測(cè)等，了解現(xiàn)場(chǎng)基巖的性質(zhì)、強(qiáng)度等，科學(xué)選擇鉆頭的同時(shí)精細(xì)化定位，避免鉆孔偏差超過10厘米，確保鉆頭順利達(dá)到大壩裂縫位置的同時(shí)基巖具有較高的穩(wěn)定性。根據(jù)除險(xiǎn)加固現(xiàn)場(chǎng)基巖具體情況，規(guī)范化操作鉆頭，鉆孔的力度、速度等要適中，鉆孔深度范圍通常為8-15cm，提高鉆孔整體效果。最后，裂縫、孔洞沖洗干凈后，采用循環(huán)式灌漿方法，嚴(yán)格按照從上到下的灌漿順序，有效控制灌漿的壓力、時(shí)間、速率，向孔洞灌注攪拌好的混合漿液。如果混合漿液灌注中出現(xiàn)串漿、中斷等情況，要及時(shí)檢查現(xiàn)場(chǎng)的灌漿泵、輸漿管，適當(dāng)延長(zhǎng)相鄰孔洞的施工間隔，防止后續(xù)灌漿中同類問題再次發(fā)生。灌漿結(jié)束之后，利用一定比例的純水泥漿，灌漿壓力為0.3MPa，進(jìn)行灌漿封孔，在保證帷幕灌漿質(zhì)量的基礎(chǔ)上促使水庫大壩除險(xiǎn)加固更加實(shí)效。

2.4 大吸漿量灌注技術(shù)以及大漏水通道灌注技術(shù)

普通灌漿加固時(shí)間范圍為1-3h，如果地區(qū)水庫大壩建設(shè)位置地層特殊化，灌注中會(huì)有漿液不斷從地表冒出，漿液使用率不高的同時(shí)也會(huì)影響水庫大壩加固效果。針對(duì)這種情況，可以在大壩除險(xiǎn)加固過程中應(yīng)用大吸漿量灌注技術(shù)。先在降壓處理的基礎(chǔ)上灌注一定量的漿液，隨時(shí)觀察漿液流動(dòng)狀況，調(diào)整灌注壓力，再利用限流方法，讓灌注的漿液在短時(shí)間內(nèi)沉淀，針對(duì)漿液灌注情況，進(jìn)一步調(diào)整灌注壓力，最后，借助濃漿灌注手段，增加水泥漿的黏稠度，減緩漿液流動(dòng)速度的同時(shí)提高漿液沉淀質(zhì)量，也可以利用間歇式灌漿、灌注砂漿等方法，控制漿液的流動(dòng)性，使其更好地沉淀，達(dá)到除險(xiǎn)、加固的目的。

如果水庫大壩出現(xiàn)較大的縫隙以及大漏水通道，灌漿施工具有較大的難度，灌漿質(zhì)量也很難得到保證，可以在綜合分析的基礎(chǔ)上巧用大漏水通道灌注技術(shù)。先合理調(diào)配黏稠度適中的泥漿，在孔口位置，對(duì)礫石、砂石等進(jìn)行持續(xù)性沖灌，再利用模袋，灌注的同時(shí)析出水泥漿，讓水泥顆粒留在袋內(nèi)，增強(qiáng)固結(jié)強(qiáng)度的同時(shí)提升灌注效果，也可以利用雙漿液灌注技術(shù)，通過灌注管道，混合水泥漿液、速凝劑，同一時(shí)間進(jìn)入孔洞底部，保證灌注質(zhì)量的同時(shí)對(duì)水庫大壩進(jìn)行高效除險(xiǎn)加固處理。

3 結(jié) 語

灌漿施工的優(yōu)勢(shì)作用明顯，是水庫大壩除險(xiǎn)加固的重要途徑。圍繞除險(xiǎn)加固要求以及水庫大壩質(zhì)量問題，將灌漿施工技術(shù)滲透到水庫大壩除險(xiǎn)加固的整個(gè)過程，在有效灌漿的基礎(chǔ)上解決隱患問題的同時(shí)對(duì)水庫大壩進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化除險(xiǎn)加固處理，發(fā)揮水庫大壩功能的同時(shí)可延長(zhǎng)水庫大壩使用年限。