水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程大壩帷幕灌漿施工與質(zhì)量控制分析

宋艷艷 崔世彬

針對(duì)某水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程實(shí)際情況，對(duì)其大壩帷幕灌漿施工和質(zhì)量控制進(jìn)行深入分析，內(nèi)容包括灌漿材料控制、鉆孔施工、灌漿施工等，旨在為類似工程的帷幕灌漿施工提供可靠技術(shù)參考，不斷提高大壩帷幕灌漿施工技術(shù)水平。

如今，水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程是我國(guó)水利工程建設(shè)與發(fā)展的主要趨勢(shì)，大壩帷幕灌漿是該工程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)與內(nèi)容。為保證帷幕灌漿施工質(zhì)量，使其發(fā)揮出應(yīng)有的作用效果，需要根據(jù)工程的實(shí)際情況，制定合理可行的施工方法，并切實(shí)加強(qiáng)質(zhì)量控制。

一、工程概況

某水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程擬定對(duì)大壩進(jìn)行帷幕灌漿。根據(jù)大壩的實(shí)際情況，將灌漿孔的孔數(shù)確定為55個(gè)，鉆孔總長(zhǎng)2934.8m，灌漿總長(zhǎng)2705.8m，檢查孔總長(zhǎng)293.4m，復(fù)灌總長(zhǎng)270.6m，孔口管的總鑲鑄長(zhǎng)度為245.5m?，F(xiàn)圍繞該工程實(shí)際情況，對(duì)其帷幕灌漿施工和質(zhì)量控制做如下深入分析。

二、灌漿材料控制

1.水泥

（1）在帷幕灌漿中使用的水泥，其強(qiáng)度標(biāo)號(hào)應(yīng)達(dá)到P.O42.5以上。

（2）水泥細(xì)度應(yīng)達(dá)到以下要求：從篩孔尺寸為80μm的方孔篩中通過(guò)后，篩余量應(yīng)在3%以內(nèi)。

（3）水泥質(zhì)量必須滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，施工中不允許使用已經(jīng)受潮和結(jié)塊的水泥。現(xiàn)場(chǎng)水泥不得長(zhǎng)時(shí)間存放，出廠時(shí)間達(dá)到3個(gè)月以上的水泥不得在施工中使用。

（4）在實(shí)際的灌漿施工中，要對(duì)水泥進(jìn)行必要的抽樣檢測(cè)。

2.水

在帷幕灌漿施工中使用的水，應(yīng)切實(shí)滿足相關(guān)規(guī)范提出的各項(xiàng)規(guī)定，尤其是拌和水，其溫度應(yīng)滿足規(guī)定。

三、帷幕灌漿施工與質(zhì)量控制

1.鉆孔施工

（1）鉆孔孔徑

鉆孔孔徑應(yīng)達(dá)到以下要求：

①對(duì)于常規(guī)帷幕灌漿孔，其孔口段孔徑按91mm控制，終孔段孔徑按76mm控制。

②對(duì)于帷幕灌漿的先導(dǎo)孔，其孔口段孔徑按91mm控制，其它各段孔徑均按76mm控制。

③對(duì)于帷幕灌漿施工的質(zhì)量檢查孔，其孔徑按76mm控制。

（2）鉆孔設(shè)備

鉆機(jī)以XY-2型鉆機(jī)為主，鉆頭以金剛石鉆頭為主，也可使用其它類型的硬質(zhì)合金鉆頭。

（3）孔位偏差

實(shí)際孔位和設(shè)計(jì)要求的孔位之間的偏差應(yīng)嚴(yán)格控制在10cm以內(nèi)。

（4）鉆孔分段

對(duì)于第一段鉆孔，其基巖內(nèi)深度應(yīng)保持在0-2m范圍內(nèi)；第二段鉆孔，其基巖內(nèi)深度應(yīng)保持在2-5m范圍內(nèi)；第三段鉆孔，其基巖內(nèi)深度應(yīng)保持在5-10m范圍內(nèi)；第四段鉆孔，其基巖內(nèi)深度應(yīng)保持在10-15m范圍內(nèi)；以下各段鉆孔，其基巖內(nèi)深度應(yīng)達(dá)到15m以上。實(shí)際的段長(zhǎng)誤差應(yīng)處在設(shè)計(jì)與規(guī)范提出的允許范圍內(nèi)。當(dāng)鉆孔從軟弱破碎層中穿過(guò)發(fā)現(xiàn)塌孔或滲漏的問題時(shí)，應(yīng)將其作為一段并先行灌漿，在漿液凝固24小時(shí)后再予以鉆進(jìn)。

（5）取芯

在先導(dǎo)孔和檢查孔中根據(jù)鉆芯要求進(jìn)行巖芯的采集，并送交試驗(yàn)室進(jìn)行必要的試驗(yàn)檢測(cè)和分析，如果通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即通報(bào)監(jiān)理工程師。

（6）鉆孔孔深

①所有灌漿孔的深度都應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，當(dāng)設(shè)計(jì)未提出具體要求時(shí)，應(yīng)達(dá)到監(jiān)理工程師提出的深度。

②鉆孔完成后，其孔深誤差不能超過(guò)±0.2m。

③所有鉆孔段都要做好孔斜與方位角的測(cè)量，特別是上部20m之內(nèi)孔段的偏斜及方位角測(cè)量和控制，當(dāng)孔斜超出允許范圍時(shí)，應(yīng)立即糾正。測(cè)斜利用專門的測(cè)斜儀按照分段原則進(jìn)行，具體的允許偏差主要和孔深有關(guān)，比如，當(dāng)孔深為20m時(shí)，孔斜偏差不能超過(guò)0.25m；當(dāng)孔深為30m時(shí)，孔斜偏差不能超過(guò)0.45m；當(dāng)孔深為40m時(shí)，孔斜偏差不能超過(guò)0.7m；當(dāng)孔深為50m時(shí)，孔斜偏差不能超過(guò)1m；當(dāng)孔深為60m時(shí)，孔斜偏差不能超過(guò)1.3m；當(dāng)孔深為70m以上時(shí)，孔斜偏差不能超過(guò)孔深的2%。

（7）鉆孔沖洗

①鉆孔和裂隙都需要進(jìn)行徹底的沖洗，直到孔口處的回水達(dá)到清澈，通過(guò)沖孔，使孔中的巖屑?xì)埩艉穸仍?0cm以內(nèi)。在沖洗時(shí)，沖洗的壓力按照灌漿壓力80%控制，但要注意如果超過(guò)1MPa，則采用1MPa即可。

②對(duì)地質(zhì)較為復(fù)雜的地段進(jìn)行裂隙沖洗時(shí)，如斷層和大型破碎帶，其沖洗壓力需通過(guò)專門的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)確定。

（8）壓水試驗(yàn)

①對(duì)于I序孔，在灌漿開始前應(yīng)進(jìn)行必要的壓水試驗(yàn)。②在簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)過(guò)程中，具體的試驗(yàn)壓力可按照該孔最大壓力80%控制，但要注意，當(dāng)這一數(shù)值達(dá)到1MPa以上時(shí)，采用1MPa即可，連續(xù)壓水20min，期間每5min進(jìn)行一次測(cè)讀。

2.灌漿

（1）灌漿方法

①對(duì)于常規(guī)灌漿孔，其灌漿按照從上到下的順序分段循環(huán)進(jìn)行，在灌漿過(guò)程中，射漿管和孔底之間的距離應(yīng)控制在0.5m以內(nèi)。②對(duì)于接觸段的灌漿，需采用卡塞法進(jìn)行，在灌漿過(guò)程中，灌漿塞需設(shè)置在和混凝土底板相距0.5m的位置。③對(duì)于接觸段以外的部位，除了需要在漿液達(dá)到凝固后再進(jìn)行孔口管的埋設(shè)，其它均不需要等待漿液達(dá)到凝固，在灌注完成后，方可對(duì)下一段次的鉆孔進(jìn)行施工。

（2）孔口管鑲鑄

①將第一段孔灌注完成后，在孔中放入孔口管，將其深入到混凝土底面下部2m處，通過(guò)灌漿向孔中持續(xù)壓入水泥漿，在孔口管和孔壁之間留出濃度與壓入時(shí)相同的泥漿后，將孔口管導(dǎo)正。之后等待36h的時(shí)間，即可對(duì)下一段鉆孔進(jìn)行灌漿。②對(duì)孔口管的鑲鑄應(yīng)達(dá)到牢固，避免灌漿時(shí)由于孔口管不牢固導(dǎo)致孔口管的周圍產(chǎn)生漏漿和冒漿。

（3）灌漿分段和壓力控制

①對(duì)于I序孔，其分段長(zhǎng)度和灌漿壓力按照以下要求控制：第一段孔，其孔深為0-2.5m，灌漿壓力按0.3MPa控制；第二段孔，其孔深為2.5-5.5m，灌漿壓力按0.5MPa控制；第三段孔，其孔深為5.5-10.5m，灌漿壓力按0.7MPa控制；第四段孔，其孔深為10.5-15.5m，灌漿壓力按0.8MPa控制；第五段孔，其孔深為15.5-20.5m，灌漿壓力按1.0MPa控制；第六段孔，其孔深在20.5m以上，灌漿壓力需按1.2MPa控制。對(duì)于后次序孔，其灌漿壓力按照比前序孔大10%-15%控制。②帷幕灌漿過(guò)程中，巖石內(nèi)接觸段長(zhǎng)度應(yīng)控制在2m以內(nèi)，第二和第三段的實(shí)際長(zhǎng)度為2m、3m，下部灌漿段均采用5m的長(zhǎng)度，當(dāng)遇到特殊情況時(shí)，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)目s短或延長(zhǎng)，但無(wú)論如何都不允許超過(guò)10m。

③對(duì)于各灌漿段的實(shí)際灌漿壓力，都應(yīng)盡可能采用相對(duì)較高的值，但注意不能使基礎(chǔ)被抬動(dòng)，灌漿時(shí)應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)實(shí)際變形情況與抬動(dòng)情況進(jìn)行密切觀察。

④灌漿開始后應(yīng)以最快的速度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壓力，但在注入率較大和容易被抬動(dòng)的地方，應(yīng)進(jìn)行限流分級(jí)加壓，尤其是在注入率相對(duì)較大的情況下，要對(duì)實(shí)際的加壓速度予以嚴(yán)格控制，不可盲目的以較高壓力持續(xù)灌注，否則將造成漿液的流失、浪費(fèi)。

⑤灌漿壓力與吸漿量之間的關(guān)系均可在施工過(guò)程中以實(shí)際情況為依據(jù)由工程的設(shè)計(jì)和監(jiān)理工程師進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

（4）灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，方可結(jié)束灌漿：

①當(dāng)灌漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，實(shí)際注入率在1L/min以內(nèi)，此時(shí)在繼續(xù)灌漿1h后，方可結(jié)束灌漿。

②若灌漿結(jié)束后漿液初凝無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致回漿，應(yīng)重新處理，以滿足相關(guān)要求。

（5）灌漿因故中斷后處理

一般情況，灌漿應(yīng)保持連續(xù)，如果施工中灌漿因故中斷，應(yīng)按照以下基本原則進(jìn)行處理：

①盡可能快的恢復(fù)灌漿，若無(wú)法盡快恢復(fù)，應(yīng)立即對(duì)鉆孔進(jìn)行沖洗，然后再恢復(fù)正常灌漿。如果無(wú)法沖洗或沖洗后無(wú)效，則要進(jìn)行掃孔，然后再恢復(fù)正常的灌漿作業(yè)。②在恢復(fù)灌漿的過(guò)程中，要用開灌比級(jí)泥漿，當(dāng)實(shí)際注入率和灌漿中斷相接近時(shí)，方可使用中斷發(fā)生前的泥漿比級(jí)來(lái)灌注；若恢復(fù)灌漿后實(shí)際注入率低于中斷之前，則要對(duì)泥漿進(jìn)行逐級(jí)加濃；若恢復(fù)灌漿后實(shí)際注入率遠(yuǎn)低于中斷之前，而且在恢復(fù)灌漿后不久就出現(xiàn)了停止吸漿的現(xiàn)象，則要采取有效措施進(jìn)行補(bǔ)救。

3.封孔

在各灌漿孔的灌漿均已完成后，由監(jiān)理工程師入場(chǎng)檢查驗(yàn)收，經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)合格后的灌漿孔可使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行封孔，將整個(gè)灌漿孔封堵密實(shí)。

4.質(zhì)量檢查

（1）各灌漿孔灌漿完成后，需對(duì)實(shí)際的灌漿質(zhì)量與效果予以檢查。檢查孔要在灌漿完成14d后在要求的位置上進(jìn)行打孔，一般每個(gè)單元都要布置至少一個(gè)檢查孔。

（2）按照從上到下的順序?qū)z查孔進(jìn)行分段壓水試驗(yàn)，當(dāng)透水率在1Lu以內(nèi)時(shí)，說(shuō)明合格。

（3）通過(guò)檢查孔獲得巖芯，對(duì)其進(jìn)行必要的檢查，以確定密實(shí)性和完整程度，并觀察是否存在裂隙和水泥結(jié)石。

（4）檢查工作完成后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求開始后續(xù)灌漿或封孔。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，帷幕灌漿是水庫(kù)大壩常用除險(xiǎn)加固技術(shù)措施。目前，該工程的大壩帷幕灌漿施工已經(jīng)順利完成，且經(jīng)檢查確定施工質(zhì)量合格，所用施工技術(shù)合理可行，質(zhì)量控制精準(zhǔn)到位，可為類似工程提供參考依據(jù)，保證除險(xiǎn)加固施工質(zhì)量和效果。