水庫工程帷幕灌漿施工及控制措施分析

吳何進(jìn)

【摘要】所謂的帷幕灌漿施工技術(shù)，是指在閘壩的巖石或砂礫石地基中采用灌漿防滲帷幕工程的施工技術(shù)而一般的水庫壩基常落于軟弱基巖上，為了保證大壩的堅(jiān)固和穩(wěn)定，必須采用有效的加固防滲措施對(duì)壩基巖進(jìn)行處理。因此，帷幕灌漿施工技術(shù)因其自身的優(yōu)點(diǎn)成為水庫壩基處理的主要方式之一?；诖?，文章就水庫壩基帷幕灌漿施工技術(shù)及效果進(jìn)行了分析，以期能為類似工程提供參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】水庫工程；帷幕灌漿施工；控制措施

一、前言

水工建筑特別是水庫大壩基礎(chǔ)防滲處理，是關(guān)系到水利工程安危成敗的重要問題。壩基防滲處理的目的，是最大限度的減少滲漏量、降低壩基揚(yáng)壓力，控制壩基的滲流坡降，防止?jié)B流破壞。當(dāng)前采用的最有效最直接的方法是帷幕灌漿施工技術(shù)措施。20世紀(jì)以來，帷幕灌漿是水利建筑物地基防滲處理的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)保證水利建筑物的安全運(yùn)行起著重要的作用。

二、工程簡介

該水庫是一座以發(fā)電為主，結(jié)合航運(yùn)，兼顧其它綜合利用的工程，壩址距上游樞紐壩址40.28km，距下游河口23km，為該河道開發(fā)的最末一個(gè)梯級(jí)。壩址以上控制集雨面積為18066km2，多年平均流量為570m3/s，多年平均徑流量為180.93億立方米，設(shè)汁洪水流量19300m3/S（P=2%），校核洪水流量29100m3，/S（P=0.2%），多年平均懸移質(zhì)年輸沙量245.8萬噸，水庫正常蓄水位18.6m，相應(yīng)庫容1.078億立方米；廠房右岸船閘樞紐總體布置方案（16孔溢流壩，堰頂高程6m），電站裝機(jī)3×2MW，年利用小時(shí)數(shù)3956h，多年平均發(fā)電量237AGW·h；本項(xiàng)目帷幕灌漿工程分布在右岸接頭土壩段、門庫壩段、一期溢流壩段、河床式水利樞紐主機(jī)間、安裝間和航運(yùn)工程閘首和閘室等部位，帷幕灌漿工程量大。

三、帷幕灌漿施工工藝

（一）依據(jù)：《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范）；《水利水電建設(shè)工程驗(yàn)收規(guī)程）。并考慮本工程的特點(diǎn)，帷幕灌漿采用自上而下分段鉆進(jìn)，分段灌漿，孔內(nèi)循環(huán)的灌漿方法?；炷僚c基巖接觸段巖石段長≤2m，單獨(dú)灌漿并待凝，以下灌漿段長5～6m。在斷層、破碎帶地質(zhì)條件地區(qū)縮短灌漿段長并待凝。

（二）造孔施工。造孔是灌漿工程中極為重要的一環(huán)，成孔的質(zhì)量及進(jìn)度直接關(guān)系著整個(gè)灌漿工程的質(zhì)量及進(jìn)度，必須抓緊抓好。1）安裝鉆架、擺放鉆機(jī)。在確定灌漿孔位后做好標(biāo)記，清理平整場地，然后鋪地板、方木搭制鉆探平臺(tái)，鉆機(jī)安裝要穩(wěn)固、端正，擺放鉆機(jī)要保持天車、主動(dòng)鉆桿、灌漿孔中心三點(diǎn)成一線，然后準(zhǔn)備開鉆；2）試車、開鉆。安裝完畢后，啟動(dòng)動(dòng)力設(shè)備進(jìn)行試車，包括鉆機(jī)、供水供電系統(tǒng)，待所有設(shè)備均運(yùn)轉(zhuǎn)正常后進(jìn)行開鉆；3）鉆進(jìn)工藝。本次灌漿造孔對(duì)于壩基礎(chǔ)部分、先導(dǎo)孔和檢查孔。施工中采用Φ59mm金剛石鉆頭進(jìn)行基巖部分的鉆孔。每次鉆孔前都要認(rèn)真檢查所有的鉆桿及鉆具、主動(dòng)鉆桿和鉆桿接手等，不準(zhǔn)使用彎曲變形的鉆桿、鉆具，各部位接頭要接牢，各部位接頭和管材要保持良好同心度。金剛石鉆進(jìn)成孔間隙小，鉆頭水口窄，需要較大的泵壓和中等泵量才能產(chǎn)生強(qiáng)制冷卻和沖洗作用。

（三）灌漿施工。帷幕灌漿采用自上而下分段灌漿法時(shí)，在規(guī)定壓力下，當(dāng)注入率不大于O.4L/min時(shí)，繼續(xù)灌注60min，或不大于1L/min，繼續(xù)灌注90min，灌漿即可結(jié)束。而采用自下而上分段灌漿法時(shí)，繼續(xù)灌注時(shí)間相應(yīng)減少為30min和60min，灌漿即可結(jié)束。灌漿過程中，隨時(shí)測量進(jìn)漿和回漿比重，當(dāng)回漿變濃時(shí)，換用與進(jìn)漿相同比級(jí)的新漿液進(jìn)行灌注。若效果不明顯，延續(xù)灌注30 min，即可停止灌注。

（四）漿液水灰比和漿液變換標(biāo)準(zhǔn)。灌漿水灰比采用5：1，3：1，2：l。l：1，0.8：1，0.6：1，0.5：1共7個(gè)水灰比級(jí)，開罐水灰比為5：1。灌漿漿液由稀到濃逐級(jí)變換，變換原則如下：當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時(shí)，或注入率保持不變而灌漿壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變水灰比；當(dāng)某一比級(jí)漿液注入量已達(dá)300L以上時(shí)，或灌注時(shí)間已達(dá)1h時(shí)，而灌漿壓力和注入率均無顯著改變時(shí)，應(yīng)換濃一級(jí)水灰比漿液灌注；當(dāng)注入率大于30L/min時(shí)，應(yīng)根據(jù)施工具體情況，可越級(jí)變濃。

（五）灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。在規(guī)定的壓力下，當(dāng)注入率不大于1.OL/min，繼續(xù)灌注60min，灌漿即可結(jié)束。當(dāng)長期達(dá)不到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師共同研究處理措施。

（六）封孔。灌漿結(jié)束采用全孔灌漿封堵法封孔：全孔灌漿結(jié)束后，用0.5：1的水泥漿置換孔內(nèi)漿液并取出所有灌漿管后，用0.5：1的水泥漿純壓30min，壓力為最大灌漿壓力，并做好灌漿記錄。

四、帷幕灌漿施工要點(diǎn)與控制措施

（一）質(zhì)量控制要點(diǎn)分析。本工程帷幕灌漿具有以下難點(diǎn)：高壓旋噴防滲墻比較薄，設(shè)計(jì)為60cm，加之高噴墻體有一定的斜度（施工時(shí)采用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)控制孔斜，孔斜率小于l%），高噴墻體的深度也大，平均22m左右，要保證鉆孔在墻體內(nèi)，鉆孔偏差最大允許為50 cm，因此，帷幕灌漿鉆孔孔底偏差控制是一大難點(diǎn)。在帷幕施工過程中，當(dāng)各種影響因素造成的孔底偏差在一個(gè)方向時(shí)。在孔深20m處鉆孔已經(jīng)到旋噴單樁外側(cè)，因此，嚴(yán)格控制各種技術(shù)參數(shù)，是保證鉆孔不出墻體外側(cè)，保證帷幕灌漿順利實(shí)施的關(guān)鍵所在。

（二）控制方法：鉆機(jī)就位時(shí)采用水平尺校正，保證鉆機(jī)及立軸垂直；鉆機(jī)立軸及鉆桿嚴(yán)格檢查，發(fā)現(xiàn)有不合格鉆桿立即報(bào)廢；鉆機(jī)穩(wěn)定后底部墊結(jié)實(shí)，并用螺栓固定；鉆孔過程中采用無壓鉆進(jìn)，高噴墻體強(qiáng)度有限，耐磨性差?？梢詫?shí)現(xiàn)無壓鉆進(jìn)，在孔深lOm后“吊”著鉆進(jìn)，從而控制鉆頭部位的實(shí)際壓力；可以采用5m加長導(dǎo)向鉆具；用上海地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的電子測斜儀測量孔斜，發(fā)現(xiàn)有偏斜及時(shí)糾偏，加強(qiáng)現(xiàn)場控制。加大質(zhì)檢人員對(duì)鉆孔斜度的抽測力度.做到逐孔逐段測斜，若出現(xiàn)超出孔斜要求的鉆孔立即采取糾偏處理；為保證高噴孔位與帷幕孔位偏差，在高噴灌漿施工完后對(duì)高噴孔位處作明顯標(biāo)記，高噴與帷幕灌漿孔位均由測量隊(duì)每隔20m測放一個(gè)控制點(diǎn)，在技術(shù)人員測放高噴孔位處的帷幕孔時(shí)用同一控制點(diǎn)，減小兩者偏差；認(rèn)真分析高噴孔與帷幕孔的測斜情況，若出現(xiàn)同一方向的偏斜時(shí)及早糾偏，堅(jiān)決避免同一方向的偏斜。

五、結(jié)語

該水利樞紐防滲工程經(jīng)帷幕灌漿處理后，下層灌漿洞洞壁基本保持干燥，未發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重的滲水現(xiàn)象，灌漿質(zhì)量較好，為提前蓄水、按時(shí)發(fā)電做出了應(yīng)有貢獻(xiàn)。目前，水庫已蓄水并達(dá)到發(fā)電要求水位，大壩下游及邊坡周圍沒有出現(xiàn)大的滲水情況。大壩帷幕灌漿施工是成功的，達(dá)到了該工程的防滲要求。