深圳市清林徑引水調(diào)蓄工程大壩帷幕灌漿質(zhì)量檢測方法的選擇與應(yīng)用

鄒志浩

（深圳市水務(wù)工程檢測有限公司,廣東 深圳 518000）

1 引言

水利工程實(shí)施過程中滲流破壞是常見的破壞形式,為了防止出現(xiàn)滲流破壞,通常采用帷幕灌漿措施進(jìn)行治理。由于水文、地質(zhì)條件的復(fù)雜性,帷幕灌漿工程施工質(zhì)量難以控制,加強(qiáng)工程實(shí)施后的質(zhì)量檢測工作是非常必要的[1-2]。壓水試驗(yàn)在帷幕灌漿質(zhì)量檢測中極為常用,檢測結(jié)果較為可靠[3-4]。

2 工程概況

清林徑水庫擴(kuò)建后,水庫總庫容1.86 億m3,正常庫容1.73億m3,興利庫容1.68億m3,死庫容0.05億m3。正常蓄水位79.0 m,死水位51.0 m,水庫水位消落深度28.0 m。根據(jù)擴(kuò)建后水庫水位要求,對原清林徑水庫主壩和黃龍湖水庫主壩、清林徑水庫1 號副壩加高培厚；為了避免征用東莞市境內(nèi)土地,修建7 號、8 號、9 號、10 號壩。9 號壩壩址布置于溝谷內(nèi),地層有沖洪積中粗砂等富水性較強(qiáng)的地層,地下水賦存形式有孔隙潛水和基巖裂隙水兩種類型,河床埋藏深度一般小于2.5 m,左岸埋深2.5 m~5 m,右岸埋深8 m~23.5 m。粉質(zhì)粘土的滲透系數(shù)2.5×10-5cm/s,中粗砂3.0×10-3cm/s,礫砂為5.0×10-3cm/s,殘坡積土2.4×10-4cm/s,全風(fēng)化粉砂巖2.9×10-5cm/s~1.2×10-4cm/s,強(qiáng)風(fēng)化砂巖滲透呂榮值q=2.1 Lu~5.5 Lu；弱風(fēng)化砂巖滲透呂榮值透水率2.3 Lu~40.2 Lu。據(jù)現(xiàn)場觀測結(jié)果,左岸CZK38 號鉆孔地下水具承壓性,水頭高度約3 m,頂板埋深79.48 m。

3 帷幕灌漿實(shí)施方案

帷幕灌漿孔沿壩軸線布置,采用單排,孔距2 m,至5 Lu線以下5 m。灌漿孔按三個次序施工,布置 I序孔,孔距為8 m,在 I序間插入II序孔, II序孔距為8 m,然后在I序孔和II序孔間插入III序孔。III序孔距為4 m。施工順序?yàn)橄?I序孔的施工,然后進(jìn)行II序孔的施工,最后進(jìn)行III序孔的施工逐序加密。帷幕灌漿施工方案如下：（1）在孔口第一段2 m埋孔口管,第二段為3.0 m,第三段以下每段5 m。壓力通過試驗(yàn)確定。初定第一段終孔壓力為0.25 MPa~0.35 MPa,第二段0.35 MPa~0.40 MPa,第三段以下每段增加0.25MPa。（2）漿液的水灰比（重量比）采用5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.5∶1六個比級。（3）灌漿時盡快達(dá)到設(shè)計壓力,當(dāng)灌漿壓力保持不變,吸漿量均勻減少時；或吸漿量不變,壓力均勻上升時,灌漿應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,不得改變水灰比。（4）變漿標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)某一級漿液灌入量達(dá)300 L以上或時間已達(dá)30 min,應(yīng)改濃一級漿液灌注。在灌漿過程中壓力突增、吸漿量突減,應(yīng)查明原因。（5）每隔30 min測定進(jìn)、回漿比重,并做好記錄。（6）帷幕灌漿各灌漿段的結(jié)束條件為：在規(guī)定的設(shè)計壓力下,當(dāng)注入率不大于0.4 L/min時,繼續(xù)灌注60 min；或不大于1 L/min時,繼續(xù)灌注90 min,灌漿可以結(jié)束。

針對可能出現(xiàn)的問題,可采用以下方式進(jìn)行處理[5-6]：（1）灌漿過程中,發(fā)現(xiàn)冒漿漏漿,應(yīng)根據(jù)情況采用嵌縫、表面封堵等方法處理。（2）如串漿孔具備灌漿條件,可同時灌漿。否則應(yīng)阻塞串漿孔,掃孔、沖洗后再次鉆進(jìn)和灌漿。（3）灌漿須連續(xù)進(jìn)行,若因故中斷,需進(jìn)行處理。（4）孔口涌水孔段,應(yīng)測記涌水壓力、涌水量,根據(jù)情況,選用合適措施處理。

4 壓水試驗(yàn)帷幕灌漿效果分析

4.1 壓水試驗(yàn)方案

壓水試驗(yàn)段共設(shè)8個帷幕灌漿檢查孔,1#孔位于A98~A99灌漿孔之間,樁號位置為0+165.0；2#孔位于A107~A108灌漿孔之間,樁號位置為0+183.0；3#孔位于A114~A115 灌漿孔之間,樁號位置為0+197.0；4#孔位于A120~A121 灌漿孔之間,樁號位置為0+209.0；5#孔位于A127~A128 灌漿孔之間,樁號位置為0+223.0；6#孔位于A131~A132 灌漿孔之間,樁號位置為0+231.0；7#孔位于A135~A136 灌漿孔之間,樁號位置為0+239.0；8#孔位于A139~A140 灌漿孔之間,樁號位置為0+247.0。

試段壓力是指作用于試段內(nèi)的實(shí)際平均壓力。當(dāng)采用安設(shè)在與試段連通的測壓管上的壓力表測壓時,試段壓力按下式計算：

式中：P為試段壓力,MPa；Pp為壓力表指示壓力,MPa；PZ為壓力表中心至壓力計算零線的水柱壓力,MPa；q為試段透水率,Lu；Q為壓入流量,L/min；L試段長度,m。

4.2 壓水試驗(yàn)成果

1#檢查孔鉆進(jìn)深度為32.30 m。0.00 m~7.37 m為防滲墻砼芯樣,褐灰色,呈柱狀及長柱狀；芯樣完整；7.37 m~22.30 m為強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖,多呈塊狀及短柱狀,局部夾有粘土卵石層,以褐灰色為主；22.30 m~32.30 m為中風(fēng)化粉砂巖,以短柱狀為主,褐紅色及和褐灰色。2#檢查孔鉆進(jìn)深度為29.50 m。0.00 m~5.97 m為防滲墻砼芯樣,褐灰色,呈柱狀及長柱狀；芯樣完整,骨料分布均勻；5.97 m~29.50 m為強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖,呈短柱狀及塊狀,以褐紅色為。3#檢查孔鉆進(jìn)深度為23.40m。0.00 m~4.50 m為防滲墻砼芯樣,褐灰色,呈柱狀及長柱狀；芯樣完整,表面光滑；4.50 m~14.50 m為強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖,多呈塊狀；褐紅色及褐灰色,局部可見裂隙發(fā)育；14.50 m~23.40 m為中風(fēng)化粉砂巖,多呈短柱狀,局部夾有少許塊狀；褐灰色及褐紅色,有少許裂隙發(fā)育。4#檢查孔鉆進(jìn)深度為20.50 m。0.00 m~3.20 m為防滲墻砼芯樣,褐灰色,呈柱狀及長柱狀；芯樣斷口吻合,完整性較好,骨料分布均勻；3.20 m~5.20 m為強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖,呈小塊狀,褐灰色及褐紅色；5.20 m~20.50 m為中風(fēng)化粉砂巖,多呈短柱狀,局部夾有塊狀；褐灰色及褐紅色。5#檢查孔鉆進(jìn)深度為19.00 m。0.00 m~0.50 m為砼蓋板芯樣,褐灰色,呈塊狀及短柱狀；0.50 m~5.50 m為強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖,多呈塊狀,褐紅色及褐灰色；5.50 m~19.00 m為中風(fēng)化粉砂巖,多呈柱狀及短柱狀,夾有少許塊狀；局部可見裂隙發(fā)育,以褐灰色為主。6#檢查孔鉆進(jìn)深度為19.00 m。0.00 m~0.50 m為砼蓋板芯樣,褐灰色,呈短柱狀；0.50 m~10.50 m為強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖,多呈塊狀,有少許短柱狀,褐紅色及褐灰色；10.50 m~19.00 m為中風(fēng)化粉砂巖,多呈長柱狀及柱狀,夾有少許塊狀；局部可見裂隙發(fā)育,褐灰色及褐紅色。7#檢查孔鉆進(jìn)深度為18.00 m。0.00 m~0.50 m為砼蓋板芯樣,褐灰色,呈短柱狀；0.50 m~15.50 m為強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖,多呈塊狀,有少許短柱狀,以褐灰色為主；15.50 m~18.00 m為中風(fēng)化粉砂巖,多呈柱狀及短柱狀,有少許塊狀；紫紅色。8#檢查孔鉆進(jìn)深度為17.50 m。0.00 m~0.50 m為砼蓋板芯樣,褐灰色,呈短柱狀；0.50 m~10.50 m為強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖,呈短柱狀及塊狀,以褐紅色為主；10.50 m~17.50 m為中風(fēng)化粉砂巖,多呈柱狀及短柱狀,局部夾有少許塊狀；以褐灰色為主。8 個檢查孔42 段壓水試驗(yàn)檢測,壩體混凝土與基巖接觸段的透水率的合格率為100%；其余各段合格率為100%,灌漿質(zhì)量評定為合格。

圖1 6#檢查孔鉆孔巖芯情況

表1 壓水試驗(yàn)成果表

5 結(jié)論

以清林徑引水調(diào)蓄工程為研究對象,根據(jù)8#壩的地質(zhì)情況,擬采用帷幕灌漿措施進(jìn)行加固。帷幕灌漿工程需要嚴(yán)格按照施工工藝要求實(shí)施,針對出現(xiàn)的問題需及時采取治理措施,以提高帷幕灌漿實(shí)施質(zhì)量。通過壓水試驗(yàn)檢測,實(shí)施帷幕灌漿工程后透水率的合格率為100%,帷幕灌漿在工程中應(yīng)用效果良好。