(貴州水利實(shí)業(yè)有限公司,貴州 貴陽 550002)
某水庫建于1965年,水庫平均海拔240.84m,集雨面積為163平方千米,平均水深為4.13m,正常庫容量為3、118萬m3。由于工程是在特殊的歷史背景下興建,且興建時(shí)受財(cái)力、物力的限制,施工質(zhì)量差,工程存在壩基防滲措施不完善、滲流量較大等隱患,水庫一直“帶病”運(yùn)行。由于某水庫具有蓄水防洪、灌溉發(fā)電、排澇養(yǎng)魚等作用,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起了非常重要的作用。所以,一定要對(duì)這個(gè)水庫進(jìn)行加固防險(xiǎn),以確保它各方面作用正常發(fā)揮。
2.1 灌漿孔的設(shè)計(jì)布置情況。某水庫帷幕灌漿全長1370m,按設(shè)計(jì)要求在心墻軸線上布置帷幕灌漿孔,為單排孔,孔徑8cm,孔間距為2m,分Ⅲ序施工,灌漿后要求達(dá)到透水率q<5Lu。
2.2 施工方法
2.2.1 灌漿孔布置。按設(shè)計(jì)要求在心墻軸線上布置帷幕灌漿孔,為單排孔,孔間距為2m,孔位軸向偏差不得超過10cm,分Ⅲ序施工壩基孔深為9.3m,分三段施工。第一段長度為2m,第二段長度一般為4m,第三段長度一般為3.3m,遇斷層、破碎帶等地質(zhì)條件復(fù)雜孔段,視具體情況段長可適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行調(diào)整。壩肩孔深為3m,全孔位施工。
2.2.2 鉆孔。采用QB-1000型潛孔鉆機(jī)鉆孔。用測斜儀量測鉆孔斜率,每5m測量一次,不足5m的鉆孔,終孔測量一次。帷幕灌漿孔要求孔斜率<1%。鉆孔過程中,發(fā)現(xiàn)孔斜超過要求時(shí)及時(shí)糾正或采取補(bǔ)救措施。
2.2.3 鉆孔沖、洗裂隙沖洗及壓水試驗(yàn)。⑴鉆孔沖洗。灌漿段鉆進(jìn)結(jié)束后進(jìn)行鉆孔沖洗,孔內(nèi)沉淀厚度不超過20cm。⑵裂隙沖洗。灌漿前采用壓力水進(jìn)行裂隙沖洗,直至回水清凈時(shí)為止。沖洗壓力為灌漿壓力的80%,最大為1MPa。鉆孔沖洗結(jié)束并驗(yàn)收合格后,接入灌漿器具。⑶壓水試驗(yàn)。裂隙沖洗結(jié)束后,先導(dǎo)孔自上而下分段進(jìn)行壓水試驗(yàn),采用五點(diǎn)法或單點(diǎn)法。其他各次序孔的各灌漿段在灌漿前進(jìn)行單點(diǎn)法做壓水試驗(yàn),壓力為灌漿壓力的80%。壓水時(shí)間不小于20min,每3m~5m測讀一次壓入流量,以最終流量表讀數(shù)作為計(jì)算流量,穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)符合下列標(biāo)準(zhǔn)之一時(shí),即可結(jié)束。當(dāng)流量大于5L/min,連續(xù)4次讀數(shù)其最大值與最小值之差小于最終值的10%;當(dāng)流量小于5L/min,連續(xù)4次讀數(shù)其最大值與最小值之差小于最終值的20%;連續(xù)4次讀數(shù),流量均小于0.5L/min。
2.2.4 灌漿方法。帷幕灌漿按分序加密原則進(jìn)行每排孔分為三序施工。采用自上而下循環(huán)式分段灌漿法。灌漿段自上而下分段:第一段長度為2m,第二段長度一般為4m,第三段長度一般為3.3m,遇斷層、破碎帶等地質(zhì)條件復(fù)雜孔段,視具體情況段長可適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行調(diào)整。帷幕灌漿采用自上而下分段卡塞法灌漿,為避免漿液沉淀,堵塞裂隙,用0.6寸水管做射漿管,射漿管距離孔底部不超過0.5m。
2.2.5 灌漿材料。灌漿材料按設(shè)計(jì)規(guī)定采用純水泥漿,壩基部位地下水由于具有硫酸根離子,具有腐蝕性,水泥選有52.5級(jí)高抗水泥,壩肩部位水泥為42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。
2.2.6 灌漿壓力。灌漿壓力和注入率控制,灌漿壓力和注入率是相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)重要參數(shù),在灌漿過程中根據(jù)具體情況采用以壓力為主或以注入率為主的控制方法。⑴巖層結(jié)構(gòu)完整透水性較小時(shí),采用以壓力為主的控制方法,在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)壓力,直至結(jié)束。⑵巖層結(jié)構(gòu)破碎、透水性較大時(shí),采用以注入率為主的控制方法,注入率大時(shí)采用較低的灌漿壓力,并按規(guī)定進(jìn)行漿液變換,等到注入率逐漸減少時(shí),分級(jí)升壓至設(shè)計(jì)壓力,直至結(jié)束。
2.2.7 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)和封孔方法。采用自上而下分段灌漿法時(shí),在規(guī)定的壓力下,當(dāng)注入率小于1L/min時(shí),繼續(xù)灌注60min,結(jié)束灌漿。灌漿孔封孔采用“分段壓力灌漿封孔法”。
3.1 資料整理
在校對(duì)原始資料的基礎(chǔ)上,制作了灌漿工程竣工綜合剖面圖,并填寫了各種成果記錄表,具體資料如下:
(1)帷幕灌漿工程完成情況表;(2)漿孔壓水試驗(yàn)檢查成果一覽表;(3)各次序灌漿孔成果表;(4)分序灌漿統(tǒng)計(jì)表;(5)帷幕灌漿成果一覽表;(6)各次序灌漿孔單位注入量頻率曲線和頻率累計(jì)曲線圖;(7)各次序灌漿孔透水率頻率曲線和頻率累計(jì)曲線圖;(8)檢查灌漿孔壓水試驗(yàn)透水率頻率曲線和頻率累計(jì)曲線圖;(9)灌前各次序孔和檢查灌漿孔壓水試驗(yàn)透水率頻率曲線和頻率累計(jì)曲線圖;(10)灌漿竣工綜合剖面圖;(11)帷幕灌漿材料檢驗(yàn)資料;(12)灌漿孔檢查巖芯柱狀圖。
3.2 成果分析
(1)通過灌漿的資料和鉆孔的成果看,這次施工都是按照帷幕灌漿的有關(guān)技術(shù)要求及標(biāo)準(zhǔn)施工,施工過程中沒有出現(xiàn)不良情況。
(2)由以上資料可以看出,全部灌漿試驗(yàn)孔平均單位注入量都隨著灌漿順序的增加而減少,尤其是Ⅲ序孔灌后,檢查帷幕灌漿孔的單位透水率,完全按照設(shè)計(jì)規(guī)定的小于5Lu標(biāo)準(zhǔn),由此說明灌漿工程質(zhì)量是可以保證的。
(3)檢查待凝14d后的灌漿鉆孔的巖芯樣品看出,通過灌漿水泥結(jié)石的巖石裂隙都已經(jīng)被填充結(jié)實(shí),水泥結(jié)石狀況很好,這說明灌漿后的防滲帷幕一定是完整連續(xù)的。
(4)從漿液配合比來看,整個(gè)灌漿孔的多數(shù)孔段都是用稀漿灌漿結(jié)束,這說明這項(xiàng)工程壩基巖石的細(xì)小裂隙很多,屬于可灌性較好的巖層。
(5)經(jīng)過灌漿質(zhì)量檢查得到的數(shù)據(jù)來看,帷幕灌漿有很好的防滲作用,完全可以達(dá)到灌漿質(zhì)量要求。
全工程壩肩帷幕灌漿總計(jì)59個(gè)單孔,共劃分為12個(gè)單元,其質(zhì)量全部合格,合格率為100%,其中優(yōu)良單元為11個(gè),優(yōu)良率91%。該工程按上述驗(yàn)收評(píng)定結(jié)果被最后評(píng)定為優(yōu)良工程。
帷幕灌漿技術(shù)是水利工程施工中一種既經(jīng)濟(jì)又行之有效的方法之一。帷幕灌漿既是技術(shù)又是工藝,施工中不僅要按序操作,還要注意量的掌握。隨著科技的不斷進(jìn)步以及不斷的實(shí)踐,帷幕灌漿技術(shù)將會(huì)不斷的改進(jìn)完善并更好地應(yīng)用于水利工程施工中,推進(jìn)我國水利事業(yè)的快速發(fā)展。
[1]金明.水庫壩基帷幕灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)[J].科技咨詢導(dǎo)報(bào),2007.
[2]孟凡翠.淺談水庫帷幕灌漿施工質(zhì)量控制[J].科技資訊,2012.