淺談大任水庫(kù)主壩高噴灌漿施工

鄒正興

湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院勘測(cè)部 湖南 長(zhǎng)沙 410000

1 工程概況

（1）水庫(kù)概況。梧州市藤縣大任水庫(kù)位于廣西壯族自治區(qū)藤縣太平鎮(zhèn)境內(nèi)，離S320省道約9Km，交通便利。主壩灌漿工程主要是高噴灌漿。大任水庫(kù)于1980年竣工。設(shè)計(jì)正常水位108.00m，水庫(kù)總庫(kù)容4153萬(wàn)m3。

（2）工程地質(zhì)概況。大任水庫(kù)主壩灌漿區(qū)域出露地層由老到新巖性分述如下：①震旦系培地組（ZP)：砂巖，分布于主壩。②壩體人工填土（Q4s)：壩體填土土質(zhì)均一，主要為磚紅、紅褐、褐灰色的粉砂土，遇水松散，層厚19～60m不等。

（3）主要完成工作量。我單位于2018年10月10日設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，到2019年4月5日完工，共完成高壓旋噴灌漿鉆孔344個(gè)，鉆孔進(jìn)尺14350m，灌漿段長(zhǎng)13939.18m，總用水泥6770.34t，高噴灌漿試驗(yàn)孔5個(gè)，其中生產(chǎn)性試驗(yàn)孔3個(gè)，高壓旋噴灌漿防滲墻檢查孔12個(gè)，進(jìn)尺660m，注水試驗(yàn) 49段。

2 合理的設(shè)計(jì)參數(shù)是保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)

本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求是設(shè)計(jì)單位根據(jù)本水庫(kù)前期的地質(zhì)勘探資料結(jié)合多年的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提煉出來(lái)的施工參數(shù)，具體參數(shù)如下：高噴灌漿參數(shù)：水壓力為35～40MPa，水量為80L/min；漿壓力為0.5～1.0MPa，漿量為60～80L/min，氣壓力為0.5～0.8MPa，氣量為0.8～1.2m3/min；提升速度為8cm/min，質(zhì)量要求達(dá)到規(guī)范驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。具體參數(shù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)確定[1]。

3 高噴灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)是確定施工參數(shù)最直接的依據(jù)

我單位于2018年10月12～23日按設(shè)計(jì)參數(shù)在大任水庫(kù)主壩進(jìn)行了高噴灌漿試驗(yàn)孔5個(gè)，其中生產(chǎn)性試驗(yàn)孔3個(gè)。高壓旋噴灌漿防滲墻檢查孔1個(gè)，進(jìn)尺197.3m，注水試驗(yàn) 4段，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求，確定了設(shè)計(jì)參數(shù)為施工參數(shù)。這樣通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)參數(shù)能更有效地保證工程施工質(zhì)量。

4 高噴灌漿鉆孔施工質(zhì)量的好壞直接決定施工質(zhì)量的成敗

該項(xiàng)目是最大孔深達(dá)到60m的高噴灌漿項(xiàng)目，對(duì)鉆孔質(zhì)量要求比較高?？孜?，孔斜，孔徑均影響樁與樁之間的搭接，從而影響成墻，故鉆孔的質(zhì)量好壞決定灌漿施工質(zhì)量的成敗。

首先放樣必須精準(zhǔn)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙按孔號(hào)劃分好單元，采用經(jīng)緯儀進(jìn)行高噴灌漿軸線整體放樣，確定施工軸線后，按孔距0.8m，逐孔定好孔位，用鋼筋標(biāo)記好。并每隔16m設(shè)置了控制性樁號(hào)。本項(xiàng)目因?yàn)樵谑┕み^(guò)程中出現(xiàn)了大壩開(kāi)裂沉陷現(xiàn)象，在大壩開(kāi)裂沉陷段采用經(jīng)緯儀單獨(dú)放孔（放一個(gè)孔施工一個(gè)孔）。其次必須保證鉆孔與地面的垂直度，在鉆孔施工過(guò)程中必須定點(diǎn)測(cè)斜糾斜，保證終孔孔斜小于10cm。因?yàn)榭仔背瑯?biāo)準(zhǔn)影響底部樁的搭接，從而影響防滲質(zhì)量。最后，孔徑盡量大，孔徑大對(duì)高壓水的切割阻力小，有利于增大樁徑。

鉆孔時(shí)詳細(xì)填寫(xiě)鉆孔原始報(bào)表。鉆孔的深度超設(shè)計(jì)孔深30cm，施工時(shí)選定部分一序孔作為先導(dǎo)孔，采取芯樣、劃分地層，并做注水實(shí)驗(yàn)。先導(dǎo)孔間距為24m，分為12個(gè)單元，每單元1個(gè)先導(dǎo)孔1個(gè)檢查孔，以便于灌漿效果分析[2]。

5 水泥材料質(zhì)量和漿液質(zhì)量控制

水泥的質(zhì)量決定防滲墻的防滲效果，水泥質(zhì)量必須合格。本項(xiàng)目水泥采用P042.5普通硅酸鹽水泥，并按每300噸/組抽樣送檢。

灌漿漿液一律按試驗(yàn)選擇的最優(yōu)配合比采用重量法配制，誤差嚴(yán)格控制在5%之內(nèi)；制漿材料的稱量采用重量法，要求誤差不大于5%，漿液水灰比控制在0.8∶1～1∶1，漿液密度不小于1.55g/cm3；制漿使用高速制漿機(jī)制漿，并嚴(yán)格檢測(cè)其漿液密度，攪拌時(shí)間不少于30S。

漿液自制備至用完的時(shí)間控制：當(dāng)環(huán)境氣溫10℃以下，不超過(guò)5h；當(dāng)環(huán)境氣溫在10℃以上時(shí)，不超過(guò)3h；當(dāng)漿液存放時(shí)間超過(guò)有效時(shí)間時(shí)，按廢漿處理。

漿液質(zhì)量檢查：除按時(shí)量測(cè)進(jìn)漿和回漿比重外，還隨機(jī)抽取相應(yīng)進(jìn)漿和回漿漿液制作模塊，并對(duì)模塊進(jìn)行28天抗壓試驗(yàn)。

6 高噴灌漿施工過(guò)程控制

（1）高噴灌漿施工。高噴灌漿應(yīng)在鉆孔施工完成，并驗(yàn)收合格后進(jìn)行。施工時(shí)必須將噴頭下入孔底（基巖內(nèi)30cm處）方可進(jìn)行灌漿施工，并等待孔口返水泥漿后，在高壓水、氣、漿暢通的情況下再開(kāi)始提升。施工中必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)參數(shù)施工。在施工前各儀器、儀表均應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)。

（2）高噴灌漿過(guò)程中特殊情況處理。①在高噴灌漿過(guò)程中，出現(xiàn)壓力突降或突升、孔口回漿濃度或回漿量異常等情況時(shí)，查明原因及時(shí)處理。②在噴射過(guò)程中發(fā)生串漿，填堵被串孔。待灌漿孔高噴灌漿結(jié)束后，盡快進(jìn)行被串孔掃孔、高噴灌漿或繼續(xù)鉆進(jìn)，加大施工間距。③在噴A110—A231孔時(shí)在大壩壩頂表面出現(xiàn)開(kāi)裂沉陷和穿孔現(xiàn)象，灌漿施工時(shí)采取加大施工間距的措施，分三序施工，并對(duì)開(kāi)裂部位進(jìn)行了充填灌漿。

（3）樁孔回填。高噴灌漿完畢均及時(shí)進(jìn)行回灌，避免高噴灌漿后由于孔內(nèi)漿液的析水、收縮而使上部墻體產(chǎn)生空缺現(xiàn)象，影響墻體的質(zhì)量。采用水灰比0.5∶1的濃水泥漿進(jìn)行回填。

（4）與基巖結(jié)合部位高噴灌漿施工。高噴灌漿孔鉆孔施工過(guò)程中詳細(xì)記錄地層變化情況，準(zhǔn)確記錄了基巖的分界線，避免了與基巖帷幕搭接不好而造成返工，影響工期與防滲質(zhì)量，必須將噴頭下入孔底至設(shè)計(jì)孔深以下30cm處方可進(jìn)行灌漿施工。

（5）灌漿質(zhì)量檢查。高噴墻體質(zhì)量檢查以檢查孔注水試驗(yàn)成果為主，結(jié)合灌漿成果分析以及檢查孔取芯情況進(jìn)行綜合評(píng)定；檢查孔在該部位灌漿完成28d后進(jìn)行。檢查孔的數(shù)量，按每單元布置1個(gè)檢查孔。每個(gè)檢查孔抽取不同地層芯樣送檢，做芯樣抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。芯樣均全孔素描和拍照。檢查孔完成后，按要求進(jìn)行置換和壓力灌漿封孔。

7 施工組織機(jī)構(gòu)及設(shè)備配備

（1）項(xiàng)目施工組織機(jī)構(gòu)及人員。本工程成立以項(xiàng)目經(jīng)理為首的項(xiàng)目經(jīng)理部，項(xiàng)目部設(shè)5組1室對(duì)本工程進(jìn)行全面管理，將實(shí)驗(yàn)室人員編入質(zhì)安組，測(cè)量人員編入技術(shù)組，定員12人。各生產(chǎn)班組暫按兩臺(tái)套高噴設(shè)備考慮，分晝夜三班制施工，鉆孔組24人，高噴灌漿24人，機(jī)修和后勤6人，共計(jì)66人。本項(xiàng)目大力使用年輕的熟練工人和專業(yè)的技術(shù)人員，制定了各項(xiàng)崗位職責(zé)和獎(jiǎng)懲辦法，充分調(diào)動(dòng)各方面的工作積極性，施工現(xiàn)場(chǎng)一片和諧。

（2）設(shè)備配備?！肮び破涫拢叵壤淦鳌?，優(yōu)良的設(shè)備配置是保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)，能有效保證設(shè)計(jì)方案的順利實(shí)施。本工程高噴設(shè)備2臺(tái)套（高噴臺(tái)車為衡探HT-60），鉆孔設(shè)備4臺(tái)套。設(shè)備使用實(shí)行定人、定機(jī)、定責(zé)，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備操作規(guī)程和崗位責(zé)任制，實(shí)現(xiàn)“人盡其力，物盡其用”。

8 灌漿效果分析

本項(xiàng)目鉆孔工作量：14350m，灌漿段長(zhǎng)13939.18m，總用水泥6770.34t，先導(dǎo)孔注水試驗(yàn)92段；滲透系數(shù)1.77*10-3－全泵量吸收（詳見(jiàn)高噴灌漿先導(dǎo)孔注水試驗(yàn)匯總表），鉆孔施工時(shí)Ⅰ序孔鉆孔很少有回水，而Ⅱ序孔鉆孔施工時(shí)基本上都有回水；Ⅰ序孔在灌漿時(shí)基本上沒(méi)有回漿，而在Ⅱ序孔灌漿時(shí)，每孔都有回漿。Ⅱ序孔回漿比重均大于1.35g/cm3，可見(jiàn)灌漿效果明顯。從檢查孔情況看，旋噴墻體中進(jìn)行降水頭注水試驗(yàn)， 注水試驗(yàn)49段，滲透系數(shù)在5.95×10－6－9.76×10－6cm/s之間。均滿足設(shè)計(jì)要求。

高噴灌漿施工完畢兩個(gè)月后，庫(kù)區(qū)蓄水至正常水位后，主壩樁號(hào)0+001.00—主0+487.25段和主0+964.25—主1+261.50段壩體下游沒(méi)有明顯的冒水點(diǎn)；在0+487.25-0+964.25位置也很少見(jiàn)明顯的冒水點(diǎn)，只在原來(lái)設(shè)計(jì)帷幕灌漿孔的W232-W271位置下游仍有三個(gè)明顯的冒水點(diǎn)，但冒水量明顯比原來(lái)減小；下游的量水堰的水流量比灌漿前減少了90%。可見(jiàn)灌漿效果明顯。

9 安全生產(chǎn)和文明施工

該項(xiàng)目沒(méi)有發(fā)生任何安全事故。專職安全員24小時(shí)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡查，對(duì)安全施工日志記錄齊全，做到每會(huì)、每天的檢查內(nèi)容都詳細(xì)記錄并簽名在案。

本項(xiàng)目從開(kāi)工就建立文明施工規(guī)章制度，定期對(duì)員工進(jìn)行文明施工和環(huán)境保護(hù)的教育。項(xiàng)目部和當(dāng)?shù)厝罕姷年P(guān)系和諧。所有鉆孔在施工過(guò)程中均沒(méi)有發(fā)生廢水、廢渣、廢漿污染環(huán)境的情況。

10 結(jié)束語(yǔ)

本項(xiàng)目通過(guò)項(xiàng)目部全體員工的共同努力以及業(yè)主、監(jiān)理等各方面的大力支持和配合，施工中員工們抓住了各生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，各項(xiàng)管理措施落實(shí)到位，保質(zhì)按期順利地完成了各項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)。主壩通過(guò)高噴灌漿施工已取得明顯效果，已施工部位達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并于2019年12月廣西梧州市質(zhì)監(jiān)部門(mén)驗(yàn)收合格，取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。