水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程大壩帷幕灌漿施工研究

許運(yùn)鳳

（全椒縣襄河閘管理處，安徽 全椒 239500）

引言：水庫(kù)大壩的除險(xiǎn)加固對(duì)保證水庫(kù)的穩(wěn)定十分重要，而帷幕灌漿技術(shù)由于具有經(jīng)濟(jì)、操作簡(jiǎn)單等方面的優(yōu)勢(shì)，因此應(yīng)用比較廣泛。為了保證加固施工的效果，還需要充分研究大壩出現(xiàn)滲漏的原因，然后合理使用帷幕灌漿加固技術(shù)，保證除險(xiǎn)的效果。

一、帷幕灌漿技術(shù)概述

（一）帷幕灌漿技術(shù)特點(diǎn)

帷幕灌漿具有很強(qiáng)的實(shí)用性，可以應(yīng)用在不同類(lèi)型水庫(kù)大壩的除險(xiǎn)工作中。同時(shí)，帷幕灌漿在應(yīng)用時(shí)，必須根據(jù)勘查結(jié)果開(kāi)展工作，因此需要對(duì)場(chǎng)地的情況進(jìn)行深入調(diào)查，以及結(jié)合施工項(xiàng)目的實(shí)際情況來(lái)確定最佳的施工方案。帷幕灌漿的施工方式比較嚴(yán)謹(jǐn)，可以保證施工的安全性，并且能夠在施工過(guò)程中對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。最后，相對(duì)于其他施工技術(shù)，使用帷幕灌漿技術(shù)的操作也比較方便，施工的過(guò)程中，會(huì)選擇合理的位置進(jìn)行鉆孔和灌漿工作，并且隨著時(shí)間增加，凝固的水泥將會(huì)和周?chē)哪嗤梁凸橇辖Y(jié)合成堅(jiān)固的保護(hù)物，最終構(gòu)成較好的帷幕防滲系統(tǒng)，而且該方法的成本也比較低，具有較好的施工效果。

（二）帷幕灌漿技術(shù)原理

帷幕灌漿會(huì)將漿液灌入到巖體或者土層裂隙、孔隙中，使其能構(gòu)成連續(xù)的阻水帷幕，達(dá)到降低滲漏和降低壓力參數(shù)的要求。帷幕頂部和混凝土閘的地板或者壩體相連接，底部會(huì)深入到相對(duì)不透水的巖層當(dāng)中，可以對(duì)地下水的滲透進(jìn)行控制。

（三）帷幕灌漿技術(shù)施工程序

大壩的帷幕灌漿包括單排孔、雙排孔、三排孔三種方式，根據(jù)分序加密的原理進(jìn)行順序施工，并且在生產(chǎn)完成之后還要施工的實(shí)施情況進(jìn)行檢查。施工中，首先要進(jìn)行場(chǎng)地的平整工作，為此要先進(jìn)行場(chǎng)地狀況的觀察，保證場(chǎng)地能夠處于夯實(shí)的狀態(tài)，工作平臺(tái)必須堅(jiān)實(shí)、平坦、不得產(chǎn)生過(guò)大或不均勻的沉降。為了能針對(duì)沖刷等問(wèn)題進(jìn)行有效的保護(hù),還需要在平臺(tái)的兩側(cè)建立排水溝。然后要進(jìn)行鉆孔施工工作，鉆孔之前需要做好鉆機(jī)定位，完成第一段鉆進(jìn)之后進(jìn)行洗孔和壓水實(shí)驗(yàn)，并且完成第一段灌漿，以及在鉆孔口灌入漿液凝固后再進(jìn)行第二段鉆孔工作。

二、帷幕灌漿技術(shù)在大壩除險(xiǎn)加固工作中的應(yīng)用實(shí)例

（一）工程概況

黃栗樹(shù)水庫(kù)主壩工程為黏土斜墻加上黏土鋪蓋防滲的混合壩，最大壩高32.2m，水庫(kù)為大（2）型水庫(kù)，Ⅱ等工程。控制流域面積262km2，設(shè)計(jì)水庫(kù)總庫(kù)容2.3 億m3,為綜合利用的大（2）型水庫(kù)。水庫(kù)地理位置重要，水庫(kù)設(shè)計(jì)灌溉面積34 萬(wàn)畝、實(shí)際灌溉面積18 萬(wàn)畝。由于幾次加固，壩身分期施工土填料混雜，壩身填土密實(shí)度較低，分期填筑質(zhì)量不一，由于大壩質(zhì)量問(wèn)題，一直在低水位下控制運(yùn)行。防滲體系分期形成，2002 年雖然對(duì)大壩進(jìn)行了又一次加固，但黏土斜墻鋪設(shè)復(fù)合土工防滲膜斜墻，與高噴防滲墻形成綜合防滲體系，存在防滲不連續(xù)的問(wèn)題，大壩內(nèi)滲透坡降大于允許值，不滿(mǎn)足安全要求。左岸受斷層影響，存在繞滲問(wèn)題。右岸的壩下埋設(shè)放水涵洞，由于洞身周邊填土質(zhì)量較差，砼結(jié)構(gòu)老化，放水涵洞存在貫穿性裂縫，與大壩間存在接觸滲漏問(wèn)題。鑒于以上種種原因，大壩防滲體系不健全、存在質(zhì)量缺陷。2015 年水庫(kù)大壩安全鑒定、并經(jīng)水利部大壩安全管理中心核查確定為三類(lèi)壩。為保證水庫(kù)工程和下游防洪安全，保障水庫(kù)防洪、供水、灌溉等綜合效益的正常發(fā)揮，為此，要對(duì)水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固工作。并且根據(jù)工程的實(shí)際情況，采用了帷幕灌漿的方法進(jìn)行大壩的除險(xiǎn)工作。

（二）工程設(shè)計(jì)

在帷幕的設(shè)計(jì)中，主壩采用用了單排、雙排相結(jié)合灌漿的施工方式，結(jié)合工程滲漏的情況確定灌漿的深度為11.2-49.3 米，以便可以充分利用大壩本體來(lái)對(duì)大壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固施工。壩身及右岸壩肩段帷幕為單排三序孔，終孔間距2.0m.左岸壩肩有繞滲和斷層，采用雙排孔錯(cuò)開(kāi)排列，排距1.5m,每排三序孔，終孔間距2.5m.

根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的分析，確定主壩工程的左右岸山體地下水為主要基巖裂隙水和第四系堆積層的潛水，除大氣降水及庫(kù)水補(bǔ)給外，還有遠(yuǎn)處山體內(nèi)基巖節(jié)理裂隙水的滲入。左岸壩肩由于F2 段層橫切巖層及該斷層兩側(cè)發(fā)育有羽狀張拉裂隙，右岸壩肩地下水位高，都有碎裂石灰?guī)r層，巖層的厚度大并且導(dǎo)致了大壩的漏水問(wèn)題加劇。為此，灌漿施工時(shí)，施工人員要嚴(yán)格控制施工工藝，做好對(duì)施工機(jī)械的使用，遵守相關(guān)規(guī)范流程，保證工程的施工質(zhì)量。

（三）工程施工控制

鉆孔施工中，使用先進(jìn)設(shè)備完成了對(duì)孔位的測(cè)放工作，并且對(duì)鉆機(jī)的位置進(jìn)行調(diào)整。鉆孔時(shí)是用鋼筋標(biāo)準(zhǔn)確定鉆孔位置，正式開(kāi)孔之前，還要對(duì)鉆機(jī)底座的高度用水平尺檢查，在確定滿(mǎn)足要求之后，再使用螺栓進(jìn)行固定，然后對(duì)平臺(tái)的牢固性和穩(wěn)定性進(jìn)行進(jìn)一步的檢查，確保是鉆機(jī)平臺(tái)的鉆孔、天車(chē)、立軸在同一條直線上，然后才能正式進(jìn)行帷幕灌漿的鉆孔施工工作。完成鉆孔施工之后，對(duì)所有的灌漿孔進(jìn)行裂隙沖洗，直到回水清凈為止，沖洗壓力最大值為1.0MPa，沖洗后孔內(nèi)沉積厚度不得大于20cm。壓水實(shí)驗(yàn)在裂隙沖洗后進(jìn)行，按規(guī)范要求試驗(yàn)灌漿孔應(yīng)采用單點(diǎn)法壓水試驗(yàn)，壓力為灌漿的80%，且不大于1.0MPa，其它各序灌漿孔采用簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)，簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)可結(jié)合裂隙沖洗進(jìn)行，帷幕灌漿孔表層不易小于0.3MPa，孔底段不宜小于0.5MPa，且以不抬動(dòng)巖體為原則。灌漿使用水泥漿液，灌漿泵BW-250/6,最大灌壓為6.0MPa，排灌量為250L。高速攪拌機(jī)能在30s 秒內(nèi)將水泥和水?dāng)嚢璺浅＞鶆虻暮鸵?，在送入慢速攪拌機(jī)不停地?cái)嚢瑁乐构酀{過(guò)程中的二次沉淀。

灌漿施工的工作中，需要在封閉空口之后，以自上而下的順序進(jìn)行孔內(nèi)循環(huán)灌漿，而且要控制好灌注孔底部的之間的距離，并做好灌漿壓力的控制。對(duì)于純壓式灌漿，其孔管口的壓力值需要為灌漿的壓力值。帷幕灌漿的施工中，壓力值應(yīng)該以設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)確定。如果施工過(guò)程中出現(xiàn)了串漿的問(wèn)題，可以使用限流、降壓、風(fēng)度的方法來(lái)進(jìn)行控制。

（四）工程施工質(zhì)量控制

對(duì)于水庫(kù)工程大壩除險(xiǎn)加固，必須要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，確保工程的施工質(zhì)量效果。所以，施工過(guò)程中應(yīng)該做好對(duì)施工質(zhì)量的監(jiān)測(cè)工作，為水庫(kù)的安全創(chuàng)造良好的保證。在施工之前，需要對(duì)工程施工中的單位耗灰量進(jìn)行分析，而且施工中也要根據(jù)工段、工序的情況，來(lái)做好對(duì)耗灰量數(shù)據(jù)的記錄工作，同時(shí)也要做好對(duì)數(shù)據(jù)的分析。本工程中，隨著施工工序的進(jìn)行，耗灰量增加出現(xiàn)了一定波動(dòng)，但是這種波動(dòng)屬于正常現(xiàn)象。

本灌漿工程嚴(yán)格控制對(duì)壩基的破壞和抬動(dòng)，在對(duì)孔透水率的控制當(dāng)中，帷幕灌漿工程應(yīng)該在每十個(gè)灌漿孔中抽取一個(gè)進(jìn)行檢查。也可以使用鉆孔取芯和壓水實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行檢測(cè)，而且要詳細(xì)記錄結(jié)果。在經(jīng)過(guò)壓水實(shí)驗(yàn)的工作中，本工程需要控制空口透水率不超過(guò)5Lu，滿(mǎn)足對(duì)工程質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)要求。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的檢查結(jié)果，多數(shù)是空段的透水率都在3Lu 以下，可以滿(mǎn)足工程的施工要求。

結(jié)束語(yǔ)：帷幕灌漿的施工中，需要做好對(duì)工程實(shí)際情況的調(diào)查，然后結(jié)合滲漏情況確定除險(xiǎn)加固計(jì)劃的施工設(shè)計(jì)，制定合理的施工方案。施工過(guò)程中，也要做好對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的控制，為水庫(kù)大壩質(zhì)量控制提供保障。