某混凝土面板堆石壩壩基帷幕灌漿施工技術

姜功華

貴州省水利投資（集團）有限責任公司，貴州 貴陽 550081

1 壩基帷幕灌漿工程概況

大壩壩基帷幕灌漿為孔距2 m單排孔帷幕，帷幕線總長約550 m，灌漿孔遇趾板伸縮縫可適當調整孔位，灌漿孔與縫的最小距離0.50 m，防滲底界以巖石透水率3 Lu 控制，且深入微風化巖體15～25 m 聯(lián)合控制，地質不良部位，可增設一排加強孔，同時將孔距減少為1.50 m。帷幕灌漿總進尺10 855 m，副壩帷幕灌漿總進尺4 145 m。大壩灌漿持續(xù)369 d。帷幕灌漿工程量15 000 m，計劃5臺（備用1臺）XY-150型鉆機。

2 壩基帷幕灌漿鉆孔次序及灌漿法

①依據“分序加密”原則，施灌遇同序孔先灌低高程孔，后灌高高程孔；“先導孔—I 序孔—II 序孔—III 序孔—質量檢查孔”的鉆孔先后次序。②自下而上、分段灌注、孔內循環(huán)。

3 帷幕灌漿施工技術應用

3.1 鉆孔

3.1.1 鉆頭、孔位及原則①回轉式鉆機和金剛石鉆頭。②孔位偏差不得大于10 cm，測記孔位、孔深和孔口高程。③排序加密、自上而下分段。

3.1.2 布孔、鉆機及孔序

①測量放線布孔，并注明孔號和序號，孔位偏差不得大于10 cm。②鉆機用金剛石鉆頭清水鉆進，灌漿平洞洞內成孔采用3 m 以下短鉆桿。③先導孔——Ⅰ序孔——Ⅱ序孔——Ⅲ序孔——檢查孔。

3.1.3 孔徑

①物探測試孔、質量檢查孔Ф91～Ф76 mm；②抬動觀測孔、后期地下水位觀測孔Ф91 mm；③先導孔孔口段Ф91 mm，以下各段Ф76 mm；④帷幕灌漿孔Ф56 mm。

3.1.4 孔斜

①鉆孔采取防斜措施，保證孔向準確，孔斜值控制在允許范圍。垂直孔或頂角小于5°的鉆孔，孔底偏差不得大于規(guī)定。頂角大于5°的斜孔，方位角偏差不得大于2°，孔底偏差亦按規(guī)范控制。一是鉆桿與孔位中心對準，以水平尺（精度2‰）前后、左右調整立軸處于垂直。斜孔應用地質羅盤測、調鉆機立軸的傾角至符合設計傾角。二是地錨螺栓固定鉆機，不平整場地保持鉆機水平。三是使用Φ50 mm 厚壁鉆桿，粗徑鉆具及鉆桿要垂直，其同心度不得低于2‰。四是開孔減壓慢轉，0.30～0.50 m 后輕壓慢轉，校核立軸。五是每鉆進回次結束后，用2‰的水平尺校核立軸。六是每鉆、灌一定深度，使用KXP-1 型輕便測斜儀驗證孔斜情況。②每鉆進10 m 測一次孔斜，超過允許偏差及時糾偏并填報綜合成果表。

3.1.5 鉆孔取芯及保護

①取巖芯鉆孔或孔段及其它指定鉆孔均取巖芯，以取芯次序裝箱、編錄、素描和繪制孔柱狀圖，保存巖芯依據監(jiān)理單位批示執(zhí)行。②防止污水和異物，保護鉆孔驗收合格。

3.2 鉆孔及裂隙沖洗和壓水試驗

3.2.1 沖洗孔與裂隙

①水沖孔至回水澄清10 min 后結束，測記孔深，孔底殘留物小于等于20 cm。②以壓力水脈動沖洗單孔或串通孔裂隙。③裂隙沖至回水澄清后10 min 止，單孔大于等于30 min，串通孔大于等于2 h；斷裂、裂隙和巖溶發(fā)育帶等需2 h 以上。50%灌漿壓力，大于0.50 MPa 時取0.50 MPa，并經油水分離器過濾。④鄰近灌漿孔結束不足24 h 不沖洗裂隙，同一孔段中斷24 h后應再洗。

3.2.2 壓水試驗要求

①裂隙洗后24 h內壓水試驗，先導孔和檢查孔用五點法。②Ⅰ序孔灌前均要壓水試驗，Ⅱ序和Ⅲ序孔段由前序孔段而定。③簡易壓水試驗結合裂隙沖洗，取80%灌漿壓力，最大1 MPa；壓水每5 min測讀一次，最后測值為計算流量，持續(xù)30 min。

3.3 帷幕灌漿試驗內容

①漿液試驗。原材料調研和取樣，品質鑒定，漿液配合比試驗。水泥漿液5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.70∶1、0.50∶1等6個比級，副壩帷幕灌漿5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.80∶1、0.60∶1等6個比級，采用粉煤灰摻量為水泥重量30%的配比試驗，外加劑可由其品種選取摻量。②抬動觀測。沒有抬動變形的部位均應觀測。壩基抬動變形允許值20 cm。③鉆灌技術。驗證孔口封閉，孔內循環(huán)，高壓灌漿技術在本區(qū)的可行性，以確定用于生產的灌漿工藝。④物探測試孔。鉆灌工作開始前視鉆孔情況選擇物探測試鉆孔，鉆孔不小于Ф76 mm，其鉆孔、取芯、壓水試驗按規(guī)范進行，根據監(jiān)理人要求，提供物探測試工作條件。⑤現(xiàn)場灌漿試驗。

3.4 灌漿記錄與監(jiān)控

①ALJ-1型灌漿、壓水測控系統(tǒng)布置。②系統(tǒng)適用于循環(huán)式、純壓式及GIN 法灌漿和單點法、五點法壓水試驗。③系統(tǒng)配置機外數(shù)據轉存器和自動錄入數(shù)據管理軟件，并能把存儲在轉存器中的原始數(shù)據自動錄入微機中生成規(guī)范圖表。④查詢進返漿量、漿液密度、累計灌漿量和耗灰量，修正參數(shù)。水灰比自動調節(jié)，密度0.002 g/cm3。

3.5 漿液拌制

①純水泥漿：普通攪拌機大于等于3 min，高速攪拌機持續(xù)30 s以上，要在4 h以內用完。②細水泥漿加入減水劑，高速攪拌機轉速大于1 200 r/min，制備至用完小于2 h。③集中制漿站漿液水灰比0.50∶1，輸送流速1.40～2 m/s，灌漿點測來漿密度。④超過5 ℃～40 ℃漿液為廢料。

3.6 灌漿施工

3.6.1 要求

①同一地段基巖帷幕灌漿在固結灌漿合格后施工。②平洞支護后帷幕灌漿。③固結和帷幕灌漿自動記錄儀數(shù)據采集和分析。④基巖固結灌漿應在蓋重下，鉆孔部位混凝土強度達到設計值50%以上，無蓋重灌漿須經監(jiān)理人同意。

3.6.2 灌漿方法

①單孔施工工藝。鉆機對中孔位、調平及固定鉆機→鉆進第一段→測斜→下阻塞器→洗孔→壓水試驗→灌漿→孔口管安裝→（待凝）→第二段鉆孔→洗孔→壓水試驗→灌漿→第三段鉆孔→測斜→……（以下各段鉆孔、洗孔、壓水試驗、灌漿）……終孔段灌漿→全孔機械封孔→人工封孔。②帷幕灌漿施工工藝。漿液注入300 L 以上或灌注30 min，壓力和注入率均無改變時換濃一級水灰比漿液。

3.6.3 孔口管埋設及段長劃分

①孔口管導正，待凝三天后，方可鉆灌第二段，為了加快施工進度可以將孔口管段分序灌漿后，同時鑲注孔口管。②段長劃分。帷幕第一段（接觸段）2 m，第二段3 m，第三段4 m，第四段以后均為5 m，終孔段可加長，最大段長小于等于8 m。

3.6.4 灌漿壓力及漿液變換

①初擬灌漿壓力0.30 MPa。接觸段和注入率大的孔段分段升壓，壓力改變較大立即查明并上報。②普通水泥5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.70∶1、0.50∶1（重量比）六個比級，粉煤灰水泥漿1∶1、0.70∶1、0.50∶1（重量比）三個比級，細水泥漿3∶1、2∶1、1∶1、0.50∶1配置。漿液由稀到濃逐級變換，粉煤灰水泥漿加入高效減水劑。③壓力不變而注入率減少或注入率不變而壓力升高時，水灰比不變。注入率大于30 L/min時可越級變濃。

3.6.5 灌漿結束標準及封孔

①注入率小于等于1 L/min 持續(xù)30 min，灌漿在最大設計壓力下大于等于120 min即可結束。先關閉孔口閘閥再停泵，待孔內漿液終凝再拆除孔口閘閥。②先清除孔內污物再驗收合格后封孔。

4 特殊情況處理

①地表冒（漏）漿采用低壓、濃漿及限流等方法處理。②塌孔、掉塊或集中滲漏時，停鉆明查，縮短段長，及時上報。與混凝土構造分縫、埋設儀器和混凝土冷卻水管串通時，停鉆上報。③最大濃度漿液注入率不見減少，采取定量供、間歇灌。④灌漿前測記涌水壓力和涌水量，結束時將孔口閘閥先關閉再停機，待孔內漿液凝固后解除孔口閉漿裝置。⑤中斷恢復，注入率減少且短時停止吸漿要上報。

5 灌漿物探測試及質量檢查

物探測試：提交要求的物探孔灌前、灌后物探測試成果—鉆孔、取芯、孔斜測量、灌后掃孔及壓水試驗后物探測試—封孔。質量檢查：①報送單元工程灌漿資料，并按指定位置和方法檢查。②壓水試驗結合鉆孔、記錄和測試成果等綜合評定質量。③結束14 天后用五點法或單點法，自上而下分段卡塞壓水試驗。④單元工程內至少布置一個檢查孔，不少于灌漿孔總數(shù)10%。⑤第一、第二段100%合格率，其余90%以上，不合格透水率值不超過設計規(guī)定值的100%，且不集中，則灌漿質量合格。⑥壓力水或空氣洗孔，封孔并抽樣檢查。

6 結語

綜上可知，全面認識壩基帷幕灌漿施工技術，規(guī)范掌握技術要點及操作工藝，注重灌漿物探測試和質量檢查。