反壓灌漿法在曲河水庫中的應(yīng)用

楊 超，楊鴻剛，趙玉新

(1.哈爾濱水文局，哈爾濱150001;2.黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，哈爾濱150080)

1 反壓灌漿法的具體做法及注意事項

1.1 具體做法

在涵洞內(nèi)沿洞壁或在漏水點(diǎn)布孔，在灌漿壓力作用下，漿液沿漏水通道項水流方向而上，至需要充填的地方，來封堵漏水通道。此法適用于斷面較大的涵洞(人能進(jìn)入操作)滲漏處理，在洞內(nèi)鉆孔，進(jìn)行反壓灌漿，與壩面鉆孔灌注比較可節(jié)省鉆灌進(jìn)尺。不需鉆孔機(jī)械設(shè)備，方法簡單、可靠、經(jīng)濟(jì)。

關(guān)于反壓灌漿的具體做法，湖南、黑龍江等省的經(jīng)驗是:在裂縫和漏水點(diǎn)處，用風(fēng)鉆或用鋼釬人工鑿孔，孔深以不鑿穿洞壁或涵衣為限，并在孔內(nèi)埋設(shè)灌漿管，然后進(jìn)行灌注水泥漿。在不降低水位情況下灌漿堵漏時，不宜先灌漏水量大的孔。如湖南馬王沖水庫底涵反壓灌漿時曾遇到兩股大的滲水，都埋進(jìn)了兩英寸口徑的鋼管導(dǎo)出。先灌上游漏水孔后，這兩股水也堵住不漏了。

四川、河北、江蘇等地還有的在洞內(nèi)灌漿時，不在漏水點(diǎn)鑿孔灌注，而是沿洞壁鉆孔，灌漿孔由疏到密，布設(shè)在洞兩側(cè)，每側(cè)兩排，上下錯開呈梅花形，孔深以鑿穿洞壁為限，鉆孔仍用風(fēng)鉆或鋼釬等簡易工具。洞的基礎(chǔ)部分鉆孔則可適當(dāng)加深。灌漿壓力采用0.1～0.2 MPa進(jìn)行充填灌注。如斷裂漏水的涵洞還需在斷裂處重新鑿成“V”形槽，寬3 cm，深2 cm，清洗干凈，烘干后用高標(biāo)號水泥砂漿封堵。對無斷裂只漏水的涵洞，僅反壓灌漿處理即行。

1.2 反壓灌漿法需注意的事項

1)灌漿孔口止漏要嚴(yán)密。

2)適當(dāng)控制灌漿壓力，以稍高于該水頭產(chǎn)生的壓力值作為孔口控制壓力。

3)注意灌漿過程中進(jìn)漿量大小變化情況，以便適時調(diào)整灰漿配合比，一般地只要能灌注，要求漿液愈濃，稠度愈大愈好，以利迅速凝結(jié)堵漏，加快堵漏速度。

湖南、江蘇等省在高水位下采用反壓灌漿技術(shù)處理壩下涵洞漏水，取得了好的效果，湖南連源地區(qū)曾利用反壓灌漿技術(shù)處理了漿砌石壩下涵洞40余座，效果均較好。

2 該施工方法在曲河水庫中的應(yīng)用

2.1 水庫工程概況

曲河水庫設(shè)計施工開始于1966年。曲河水庫位于雞東縣向陽鎮(zhèn)西南11 km穆棱河右岸的二級支流水曲柳河上，雞密公路南側(cè)，壩址以上流域面積為32 km2。是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)魚的綜合利用的小(1)型水庫。

水曲柳河全長12 km，水庫壩址以上屬于山區(qū)，森林茂盛;壩址以下屬于丘陵、平原，天然植被良好，水土流失較少，大部分土地已經(jīng)開墾為耕地。

曲河水庫總庫容為553.2×104m3，按照《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252－2000)規(guī)定，確定工程等別為Ⅳ等，主要建筑物級別為4級，水庫最大壩高超過15 m，按山丘區(qū)工程標(biāo)準(zhǔn)，考慮庫容相對不大，其防洪標(biāo)準(zhǔn)取下限為30 a一遇洪水設(shè)計，300 a一遇洪水校核。

根據(jù)國家地震局《中國地震加速度區(qū)劃圖(GB18306－－2001)》查得曲河水庫地區(qū)地震動峰值加速度0.05 g，相當(dāng)于地震基本烈度為Ⅵ度。采用基本烈度作為設(shè)計烈度，根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》(SL203－97)中規(guī)定，設(shè)計烈度為Ⅵ度時，可不進(jìn)行抗震計算。

2.2 工程總布置

水庫樞紐工程包括土壩、溢洪道、輸水洞。

土壩從右壩端起，0+000～0+160為黏土心墻壩，0+ 160～0+616為均質(zhì)黏土壩。壩頂寬4 m，壩長616 m。

溢洪道為開山而成，為河岸開敞式溢洪道，堰型采用平底寬頂堰。

輸水洞在大壩右側(cè)，由取水塔、涵洞、消力池組成，進(jìn)口底高程183.00 m。涵洞為漿砌石蓋板方涵，洞長51 m，斷面為1.0 m×2.0 m。取水塔長4 m，上設(shè)啟閉閘門的啟閉室，取水塔頂部與壩頂同高，并以交通橋連接。

輸水洞的洞身漏水據(jù)業(yè)主提供為在黏土心墻前的左側(cè)洞壁。

曲河水庫中的具體做法:在裂縫和漏水點(diǎn)處，用風(fēng)鉆或用鋼釬人工鑿孔，孔深以鑿穿洞壁為限，并在孔內(nèi)埋設(shè)灌漿管，然后進(jìn)行灌注水泥漿。灌漿孔由疏到密，上下錯開呈梅花形，先灌漏水量小的孔，灌漿壓力采用0.1～0.2 MPa進(jìn)行充填灌注。最后裂縫漏水的裂縫處重新鑿成“V”形槽，寬3 cm，深2 cm，清洗干凈，烘干后用高標(biāo)號水泥砂漿封堵。

經(jīng)施工單位及業(yè)主的反饋，該方法取得了很好的成功。

3 壩下涵洞(管)斷裂與漏水的原因

從各地水庫運(yùn)行實(shí)踐中，壩下涵洞(管)常常發(fā)生斷裂和漏水等病害現(xiàn)象。斷裂和漏水的原因不盡相同，但是涵洞斷裂往往會導(dǎo)致漏水。以下分別介紹涵洞(管)斷裂和漏水的原因。

3.1 壩下涵洞(管)斷裂的原因

1)基礎(chǔ)處理不當(dāng)。由于涵洞(管)基礎(chǔ)性質(zhì)不同，一部分管段鋪設(shè)在巖基上，而另一部分設(shè)在土基上，由于涵洞(管)基礎(chǔ)未經(jīng)加固處理或處理不當(dāng);、因沉陷不均引起洞(管)身斷裂。還有不少涵洞(管)鋪設(shè)在未經(jīng)處理的軟弱基礎(chǔ)上，即便是比較均勻的軟土地基，但往往由于涵洞上部壩體填筑高度不同，荷載相差很大，而產(chǎn)生不均勻沉陷，使洞身產(chǎn)生裂縫，甚至斷裂，貫穿洞壁，釀成漏水。

2)無壓涵洞有壓運(yùn)行。這是涵洞運(yùn)行多年以后，產(chǎn)生斷裂的主要原因。好些小型水庫等管理運(yùn)用不當(dāng)，由于溢洪道洪水標(biāo)準(zhǔn)偏低，在汛期多用涵洞排洪加大泄量，往往使洞內(nèi)充滿水，將無壓設(shè)計的涵洞變?yōu)橛袎哼\(yùn)行，而使涵洞斷裂。

3)由于施工時洞壁外填土質(zhì)量差，夯壓不及，或未用墻錘拍實(shí)，使得洞外壁填土和洞壁結(jié)合不嚴(yán)密，特別是通過斜墻心墻土料防滲體的地段，是縱向滲漏的易發(fā)部位。蓄水后，水流易于沿洞(管)外壁由上游往下游接觸滲漏，逐步形成漏水通道。設(shè)置截水環(huán)太少或未設(shè)置截水環(huán)。由于滲徑短，使洞(管)壁外與土體間容易產(chǎn)生接觸滲漏。穿過涵洞(管)壁的橫向漏水有時縱向漏水也可穿過洞壁接頭或其他漏水點(diǎn)進(jìn)入洞內(nèi)，造成橫向漏水，其原因是:施工質(zhì)量差。漿砌石涵洞。石質(zhì)差而又未在洞外壁作“涵衣”或使用石灰等低標(biāo)號砂漿砌筑，并且砌縫砂漿不飽滿，施工留有孔隙，蓋板與側(cè)墻搭接不好，均可造成穿過洞壁的橫向漏水?？v向漏水和滲水均可沿灰縫等薄弱處進(jìn)入涵洞，使洞內(nèi)壁涸濕或滲水。嚴(yán)重的成股狀集中滲流，有時成射流，導(dǎo)致流土，壩面出現(xiàn)塌坑。

4)不少小型水庫大壩加高擴(kuò)建時，涵洞(管)延長，新老洞(管)斷面不一致，壩體內(nèi)接頭處很難處理好，常常成為嚴(yán)重滲漏，而使土壩潰決的重要原因。

如有的水庫原壩下涵管為圓形，大壩加高培厚時延長涵洞斷面又為矩形或方形，因此，接頭處很難處理好，這類水庫的涵洞大都產(chǎn)生嚴(yán)重漏水，甚至壩面塌坑。

［1］ 曹欣春.水庫大壩安全事故防范與除險加固技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)手冊［S］.2003.

［2］ 雞東縣曲河水庫除險加固初步設(shè)計報告［R］.2008.