帷幕灌漿在連云港某水庫閘基防滲中的應(yīng)用

陳書華 潘瓊 楊杰

1 工程概況

小塔山水庫位于連云港市贛榆縣西北部。水庫于1959年10月在原青口河中游筑壩攔蓄而成,投入運(yùn)行后陸續(xù)出現(xiàn)病險(xiǎn)情況。為確保水庫防洪安全,經(jīng)淮委批準(zhǔn),將主壩溢洪閘閘基拆除重建。地質(zhì)勘察報(bào)告表明,水庫溢洪閘閘基位于塔山F3斷裂帶上,巖性以風(fēng)化碎斑巖、碎斑片麻巖、碎裂安山玢巖為主(局部為輝綠巖脈),灰黃、灰雜肉紅色,節(jié)理裂隙較發(fā)育。壓水試驗(yàn)結(jié)果表明鉆孔平均透水率為47 Lu,局部透水性達(dá)69 Lu,閘基巖基具有中等透水性,局部具強(qiáng)透水性。在考慮對(duì)老閘底板下強(qiáng)風(fēng)化基巖進(jìn)行挖除處理后,新閘底板面高程由現(xiàn)有30.3 m降低為29.5 m。

2 灌漿防滲方案

水庫新溢洪閘閘基下為弱風(fēng)化巖,采用地連墻形式開挖深墻澆筑混凝土施工較為困難,故采用帷幕灌漿方法。

考慮到閘基下巖石裂隙較發(fā)育,設(shè)計(jì)階段在閘底板及上游第一節(jié)翼墻底板下各布設(shè)兩排灌漿孔,孔距2 m、排距1.7 m、孔深6 m,孔位呈梅花形布置。施工過程中,在對(duì)先導(dǎo)孔進(jìn)行的壓水試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),部分鉆孔水壓僅能維持在30 kPa,局部鉆孔水壓為零,地面有冒水現(xiàn)象發(fā)生,進(jìn)一步表明閘基下巖石較破碎且透水性較強(qiáng)。后根據(jù)溢洪閘閘基處理專家會(huì)議精神,對(duì)原第二排鉆孔加密,并在下游增設(shè)一排鉆孔,以保證帷幕效果。具體布置見圖1。

3 帷幕灌漿施工

3.1 帷幕灌漿

3.1.1 鉆孔

按SL62-94水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定,鉆孔孔位偏差不得大于10 cm,灌漿孔宜選用較小的孔徑,孔壁應(yīng)平直完整。

3.1.2 裂隙沖洗

裂隙沖洗的目的是沖出孔內(nèi)殘存和粘附的巖粉等雜質(zhì),以免堵塞裂隙通道口而影響灌漿質(zhì)量;同時(shí)巖石裂隙或孔洞中所充填的松軟的、風(fēng)化的泥質(zhì)充填物沖出孔外,以利于漿液流進(jìn)裂隙并與裂隙面膠結(jié)緊固,起到防滲和固結(jié)作用。本工程閘基為遇水物理力學(xué)性能易發(fā)生惡化的巖石,不宜進(jìn)行大流量、高壓力沖洗,則代之以直接灌較大水灰比的稀水泥漿液。

3.1.3 壓力灌漿

帷幕灌漿必須按分序加密的原則進(jìn)行施工。本工程是三排孔組成的帷幕,施工過程中先灌下游側(cè)孔,后灌上游側(cè)孔,再灌中排孔。

漿液濃度按先稀后濃逐漸變換的原則,并根據(jù)施工實(shí)際情況結(jié)合規(guī)范“當(dāng)注入率大于30 L/min時(shí),可根據(jù)具體情況越級(jí)變濃”的原則,并報(bào)經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理同意,本次灌漿基本以3∶1,1∶1,0.8∶1三級(jí)水灰比進(jìn)行灌注,特殊情況時(shí)用0.6∶1的漿液灌注。灌漿過程中采用限量法進(jìn)行濃度變換,即:當(dāng)?shù)谝患?jí)漿液注入量達(dá)300 L以上或灌注時(shí)間達(dá)1 h,而注漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時(shí),則漿液加濃一級(jí)。

3.1.4 封孔

在設(shè)計(jì)壓力下,注入量不大于0.4 L/min時(shí),繼續(xù)灌注30 min,或注入量不大于1 L/min時(shí),繼續(xù)灌注60 min,灌漿結(jié)束。灌漿孔用高標(biāo)號(hào)微膨脹砂漿封填。

3.2 特殊情況處理

3.2.1 串漿

灌漿過程中,漿液從其他孔流出的現(xiàn)象為串漿。產(chǎn)生串漿的原因是由于巖石中裂隙相互串通的結(jié)果。灌漿過程中串漿孔若為待灌孔時(shí),則同時(shí)進(jìn)行灌漿。若無條件同時(shí)灌漿,則將串漿孔管口堵塞嚴(yán)密,灌漿孔結(jié)束后,串漿孔立即進(jìn)行掃孔、沖洗而后繼續(xù)灌漿。并適當(dāng)增長(zhǎng)相鄰兩個(gè)次序孔先后施工的間隔時(shí)間,防止新灌入漿液將前期灌入到裂隙中的漿液結(jié)石沖開。

3.2.2 地表冒漿

灌漿過程中漿液從裂隙往上冒出,或沿底板與基巖接觸帶冒出的現(xiàn)象稱地表冒漿。發(fā)生冒漿現(xiàn)象后采用嵌縫、表面封堵等措施,同時(shí)適當(dāng)降低灌漿壓力、增大漿液濃度、限制進(jìn)漿量,待冒漿停止,壓力達(dá)到規(guī)定壓力后,再正常進(jìn)行灌漿。

3.2.3 灌漿孔吃漿量大、難以終孔

若破碎斷裂帶張開性裂隙較大,延伸較遠(yuǎn)時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)灌漿孔吃漿量異常放大的情況。灌漿過程中與處理冒漿相似,即降低灌漿壓力、增大漿液濃度、限制進(jìn)漿量,并適當(dāng)間歇灌漿。

4 帷幕灌漿質(zhì)量檢查

帷幕灌漿質(zhì)量檢查以在灌漿結(jié)束后鉆檢查孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)為主。檢查孔在下述部位布置:帷幕中心線上、巖石破碎、斷層、大空隙等地質(zhì)條件復(fù)雜、灌漿情況不正常的部位、注入量大的孔段附近。帷幕灌漿檢查孔的數(shù)量宜為灌漿孔總數(shù)的10%,且一個(gè)單元工程內(nèi)至少應(yīng)布置一個(gè)檢查孔。在滿足規(guī)范要求的同時(shí)考慮到閘底板鋼筋的整體性,共鉆6個(gè)孔進(jìn)行檢測(cè)。

帷幕灌漿前及帷幕灌漿后壓水試驗(yàn)成果見表1。

表1 帷幕灌漿前后壓水試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)語

經(jīng)過檢測(cè),檢查孔的透水率均小于5.0 Lu,達(dá)到了防滲設(shè)計(jì)要求。在巖石基礎(chǔ)上,為防止閘基發(fā)生滲透破壞以及減少閘基滲漏量,充分發(fā)揮水庫的調(diào)洪、灌溉等效益,帷幕灌漿法是一種既經(jīng)濟(jì)又行之有效的方法之一。

[1]錢萬周.深層攪拌樁止水帷幕在軟土地層施工中的應(yīng)用[J].山西建筑,2008,34(25):115-116.