固結(jié)灌漿技術(shù)在水庫大壩加固中的應(yīng)用

徐佳婷

（深圳市源清環(huán)境技術(shù)服務(wù)有限公司，廣東 深圳 518000）

1 固結(jié)灌漿技術(shù)的應(yīng)用

1.1 水庫大壩加固鉆灌設(shè)備配置

為了滿足水庫大壩工程的加固施工需求，應(yīng)在開展相關(guān)研究前，對加固鉆孔灌漿設(shè)備進(jìn)行配置研究。

此次施工選擇的鉆進(jìn)設(shè)備為潛孔類沖擊鉆機(jī)，所選設(shè)備的型號為QJ-100B，在此基礎(chǔ)上，輔助XY-2型號的巖芯回轉(zhuǎn)鉆設(shè)備作為配套施工設(shè)施。

在制漿設(shè)計(jì)時(shí)，使用施工方自制的ZJ-450型號攪拌機(jī)，此裝置在使用中具有高速性優(yōu)勢，可以達(dá)到10～15 m3/h的制漿效率，保證在制漿過程，水泥與水的充分?jǐn)嚢琛?/p>

此外，選擇3SNS型號的復(fù)式結(jié)構(gòu)三缸柱塞泵，此裝置的最大受壓能力為10 Mpa。為了避免施工中出現(xiàn)超壓問題，可在灌漿位置安裝一個(gè)壓力測試表，對作業(yè)過程中灌漿的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。灌漿施工時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)備壓力栓塞，確保對灌漿速率的及時(shí)調(diào)控。

1.2 鉆孔沖洗和壓水試驗(yàn)

為了確保固結(jié)灌漿的加固施工效率，可在完成上述設(shè)計(jì)后，采用清洗鉆孔的方式，使用壓力水槍，在灌漿前，對結(jié)構(gòu)發(fā)育裂縫進(jìn)行沖洗。直到?jīng)_水的回水呈現(xiàn)清澈，即可停止對沖孔施工。

當(dāng)水庫大壩的巖層裂縫中存在填充物時(shí)，可采用脈沖式?jīng)_洗方式對其進(jìn)行沖擊，尤其在進(jìn)行結(jié)構(gòu)中復(fù)雜區(qū)段的沖洗時(shí)，需要先使用高壓水槍沖洗，持續(xù)5～10 min 后。將沖洗口的沖水壓力在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)調(diào)整到低壓沖洗模式，以此種方式，形成一種反向脈沖波，確保將裂縫中的碎屑完全清除。當(dāng)沖水的回水呈現(xiàn)清澈后，再調(diào)高水壓，反復(fù)上述步驟，持續(xù)10～20 min即可完成沖孔處理。

對結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，使用單點(diǎn)法或五點(diǎn)法，進(jìn)行導(dǎo)孔的檢查。檢查過程中，使用高壓水槍，對水槍在使用前進(jìn)行調(diào)試，確保沖水的水壓可以達(dá)到灌漿壓力的80%，且壓力值可滿足小于1 MPa的條件時(shí)，再進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)中，對壓力計(jì)量表進(jìn)行清零處理，每間隔5 min，讀取并記錄一次壓力計(jì)量表顯示數(shù)據(jù)，持續(xù)上述行為4次，記錄最后一次讀取的數(shù)據(jù)，將其作為流量數(shù)據(jù)。

1.3 水泥漿制備與水庫大壩加固灌漿施工工序

為了確保加固施工的順利實(shí)施，選用42.50R 型號的普通硅酸鹽材料配置水泥漿，配置前，對選用材料進(jìn)行篩孔處理，設(shè)定篩孔的細(xì)度為80 μm。完成對材料的篩選后，按照標(biāo)準(zhǔn)比例，進(jìn)行泥漿的攪拌，記錄在攪拌過程中制備材料的溫度、密度、粘度等參數(shù)。攪拌的時(shí)間應(yīng)大于3 min，從開始制備到完成制備的時(shí)間應(yīng)控制在2 h內(nèi)，確保其溫度在5 ℃～40 ℃范圍內(nèi)，當(dāng)溫度不達(dá)標(biāo)時(shí)，可直接將其作為廢漿處理。

完成材料的制備后，根據(jù)地區(qū)施工作業(yè)實(shí)際需求，設(shè)置固結(jié)灌漿加固施工兩排，排距2.50 m，孔距3 m，控制灌漿的深度在5～7 m范圍內(nèi)。施工中的灌漿原理需要結(jié)合實(shí)際設(shè)定，施工中，當(dāng)注入率降低時(shí)，需要采用調(diào)整注漿量的方式，進(jìn)行處理。注意灌漿施工在單位時(shí)間內(nèi)的注入量不得大于30 L，注漿材料的濃度可根據(jù)加固強(qiáng)度及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。注漿過程中，施工專業(yè)的儀器設(shè)備，進(jìn)行漿液粘度、折水率等參數(shù)的記錄。在預(yù)設(shè)的最大注漿壓力條件下，應(yīng)確保漿液的注入率應(yīng)小于1 L/min，持續(xù)灌注60 min，即可認(rèn)為完成了對水庫大壩的固結(jié)灌注施工處理。

1.4 抬動(dòng)觀測與加固灌漿孔位處理

為了避免壓力灌漿施工中由于基巖層分離造成的結(jié)構(gòu)抬動(dòng)變形，需要在采取有效處理措施的同時(shí)，做好對施工成果的抬動(dòng)觀測。在此過程中，測量灌注施工中兩個(gè)鄰近混凝土板塊出現(xiàn)的變位差，當(dāng)出現(xiàn)差值時(shí)，證明整體結(jié)構(gòu)存在相對變位，需要采取施工措施進(jìn)行處理。當(dāng)測量后發(fā)現(xiàn)兩者不存在變位差時(shí)，證明板塊沒有發(fā)生裂開現(xiàn)象。

當(dāng)測量后證明施工方案可行后，對施工孔進(jìn)行封孔處理，排除孔內(nèi)的積水后，按照1:1:1 的比例（水泥：水：砂漿）配置干性材料，對施工孔進(jìn)行封堵處理，完成對水庫大壩的加固施工。

2 實(shí)例應(yīng)用分析

為了證明本文此次研究設(shè)計(jì)的成果可以在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮既定的效果，設(shè)計(jì)實(shí)例應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。

此次研究所選的工程項(xiàng)目為新疆DTLD 水庫，水庫壩長244 m，最大壩高44.70 m，總庫容為364.66 m3，其中堤壩頂部的高程高度約為916 m。水庫在常規(guī)運(yùn)行條件下的蓄水位約為912 m，設(shè)計(jì)供水位為914 m，死水位893.60 m。

掌握施工作業(yè)區(qū)的基礎(chǔ)工程概況后，按照下述表1 中內(nèi)容，進(jìn)行施工平面布置。

該工程固結(jié)灌漿1 224 m，總孔數(shù)200個(gè)，帷幕灌漿3 228 m，總孔數(shù)129 個(gè)，金額2 259 148.45 元（審計(jì)金額）。該工程在試蓄水過程時(shí)發(fā)現(xiàn)右岸有繞壩滲漏現(xiàn)象，考慮到施工需要在該重環(huán)境下實(shí)施，因此，當(dāng)大壩底板砼對應(yīng)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度大于50%，才可開始施工。施工的主要工序由兩個(gè)步驟構(gòu)成，第一步為I孔灌注，完成I孔的灌注后，進(jìn)行Ⅱ孔灌注。根據(jù)工程實(shí)際情況，當(dāng)施工孔深度為5 m，設(shè)計(jì)使用全孔一次灌漿的施工方式，當(dāng)施工孔深度為7 m，設(shè)計(jì)使用分段灌漿的施工方式，將施工劃分為兩個(gè)階段，分別為2 m灌注與5 m灌注，灌注時(shí)需要采用卡塞的方式，進(jìn)行循環(huán)灌漿處理。

為了更直接地檢驗(yàn)固結(jié)灌漿加固施工效果，在完成施工后，按照總灌漿布孔數(shù)量的5%，選擇壓水試驗(yàn)測試點(diǎn)數(shù)量，結(jié)合工程實(shí)際，共布置10 個(gè)測試孔。將測試孔的透水率作為評價(jià)指標(biāo)。對10 個(gè)測試孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，計(jì)算測點(diǎn)的透水率，對比計(jì)算結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值，將其繪制成折線圖，如下圖1所示。

圖1 測試孔壓水試驗(yàn)透水率結(jié)果圖

根據(jù)上述圖1 所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，10 測點(diǎn)的透水率均小于透水率界限值，符合工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

綜合上述結(jié)果，對灌漿單元工程質(zhì)量進(jìn)行評定，單元工程施工質(zhì)量評定統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表2所示。

表2 單元工程施工質(zhì)量評定統(tǒng)計(jì)表

通過此次實(shí)驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以得出此次實(shí)驗(yàn)結(jié)論：文中設(shè)計(jì)的固結(jié)灌漿技術(shù)在加固工程中的應(yīng)用具有較為良好的效果，可以有效降低加固結(jié)構(gòu)的透水率，保證抽檢合格率達(dá)到100%。

3 結(jié)語

在文中理論分析基礎(chǔ)上，通過實(shí)例證明了文中設(shè)計(jì)的技術(shù)在工程中的應(yīng)用具有較為良好的效果，可以有效降低加固結(jié)構(gòu)的透水率，保證抽檢合格率達(dá)到100%。為了進(jìn)一步提高工程質(zhì)量，可在后續(xù)的施工中，實(shí)行質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)保證金制度，以此推動(dòng)質(zhì)量管理工作，提高優(yōu)良品率；堅(jiān)持圖紙會審制度，對施工圖進(jìn)行詳細(xì)審查，完整理解設(shè)計(jì)意圖；不符合施工標(biāo)準(zhǔn)或質(zhì)量要求的工程材料不允許進(jìn)入施工現(xiàn)場，所有進(jìn)入的材料需要根據(jù)進(jìn)場順序進(jìn)行正確標(biāo)識，防止誤用；高處露天作業(yè)、混凝土噴射等，施工中遇到惡劣環(huán)境或天氣時(shí)，上述施工作業(yè)應(yīng)停止，必須進(jìn)行可靠的安全與質(zhì)量保證措施。