張 娟
(山西省水利水電勘測設(shè)計研究院,山西 太原 030024)
柏葉口水庫位于呂梁市交城縣會立鄉(xiāng)柏葉口村上游約500 m的文峪河干流上,控制流域面積875 km2。根據(jù)地形條件,大壩左岸布置正槽溢洪道,其軸線與大壩軸線的夾角為67.2°,沿山坡呈直線開鑿而成,其挑流位于大壩下游左岸,距大壩坡腳約100 m。溢洪道總長305.77 m,由引渠段、閘室控制段、泄槽段、挑流鼻坎段等組成。閘室、泄槽底板及邊墻基礎(chǔ)均座落在弱風化基巖上。泄槽段進口底板高程1 128.0 m,泄槽段長179 m,斷面為矩形,底寬由27 m漸變?yōu)?6 m,縱坡為1/2.888。
本工程泄槽段固結(jié)灌漿主要包括灌漿孔、檢查孔、觀測孔和排水孔的鉆孔,以及鉆孔和灌漿所需進行的鉆取巖芯和試驗、鉆孔沖洗、壓水試驗、灌漿前孔口加塞保護等。固結(jié)灌漿材料采用普通硅酸鹽水泥,水泥強度等級不低于P.O42.5。
采用取芯鉆進是在回次進尺終了,巖芯裝滿巖管時,采用帶繩索的打撈器,從鉆桿中把取芯管提出來,待巖芯取出后又從鉆桿把其放到孔底。
其主要優(yōu)點:一是保證鉆孔偏斜率最小,精度高。由于繩索取芯的鉆桿也是粗徑,它比鉆具僅小2 mm,比鉆頭小4 mm,所以鉆進中鉆桿要絕對垂直,全孔都起導向作用,鉆孔光滑,偏斜率最小。二是提高巖芯采取率。繩索取芯鉆具為壓卡式單動雙管鉆具,巖芯在管內(nèi)振動少,不被沖刷,很少破碎,保持原狀,巖芯采取率達100%,破碎夾層也能達95%。三是減輕勞動強度,提高鉆進效率。繩索取芯的提鉆次數(shù)少,一連十幾米,只要不換鉆頭,就可以繼續(xù)鉆進,取芯提管用鋼絲牽引,省時省力速度快。四是有監(jiān)控系統(tǒng),孔內(nèi)事故少。鉆進時繩索取芯配有壓力監(jiān)控、電流監(jiān)控,孔內(nèi)有異常報信機構(gòu),當鉆進的巖芯裝滿或破碎巖芯堵鉆時,報信機構(gòu)膨脹使水路不通,堵鉆使壓力增高,此時應提取巖芯。
安裝鉆機要有地錨,機座水平穩(wěn)固,鉆進中不得有絲毫移動;鉆進時盡量使用長鉆具,鉆孔變徑時,采用大徑導向;要挑選直鉆桿,鉆進中不得搖晃;經(jīng)常用KXP-1型測斜儀測斜,超過允許偏差時,應及時糾偏;鉆孔、孔位偏差不得大于10 cm,固結(jié)灌漿孔的孔底偏差應不大于1/40孔深。發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜值超過設(shè)計規(guī)定時,應及時糾正或采取補救措施;鉆孔的方位角一般偏差值不應大于5°。
2.3.1 洗孔和沖孔
洗孔采用風水聯(lián)合沖洗或用導管通入大流量水流從孔底向孔外沖洗的方法,目的是將殘存在孔底的巖粉碎屑等沖出孔外,以免堵塞裂隙通道而影響灌漿質(zhì)量。沖洗采用80%的灌漿壓力,壓力超過1 MPa時采用1 MPa,沖洗風壓采用50%灌漿壓力,壓力超過0.5 MPa時采用0.5 MPa,裂隙沖洗應沖至回水澄清后10 min結(jié)束,且總時間單孔不少于30 min,串通孔不少于2 h,沖洗后孔內(nèi)殘存沉積物不得超過20 cm。
2.3.2 壓水試驗
鉆孔沖洗后要在24 h內(nèi)進行壓水試驗,采用簡易壓水、單點法和五點法進行壓水試驗,簡易壓水試驗壓力為灌漿壓力的80%。該值若大于1 MPa,采用1 MPa,壓水20 min,每5 min測讀一次壓入流量,當最大與最小流量差數(shù)除以最終讀數(shù)小于10%時,即認為穩(wěn)定,取最后的流量值作為計算流量。固結(jié)灌漿的檢查孔應按規(guī)定進行水壓試驗,檢查孔的數(shù)量應不少于總孔數(shù)的5%。
固結(jié)灌漿采用孔內(nèi)循環(huán),全孔一次灌漿法。射漿管距孔底不大于0.5 m。當?shù)刭|(zhì)條件不良或有特殊要求時,可分段灌漿。固結(jié)灌漿一泵灌一孔,當相互串漿時,采用群孔并聯(lián)灌注,但并聯(lián)孔數(shù)不多于3個,并控制灌漿壓力,防止巖石面或混凝土面抬動。固結(jié)灌漿壓力采用0.2~0.4 MPa,視不同地段和孔深分別采用。
固結(jié)灌漿在規(guī)定壓力下,當注入率不大于0.4 L/min,群孔灌漿不大于0.8 L/min時,繼續(xù)灌漿30 min即可結(jié)束。
每個固結(jié)灌漿孔灌漿結(jié)束后,會同監(jiān)理人及時進行驗收,驗收合格的灌漿孔進行封孔。封填前應盡量將孔內(nèi)污物沖洗干凈,使全孔封填密實。固結(jié)灌漿孔封孔采用機械壓漿封孔法或壓力灌漿封孔法。
本工程固結(jié)灌漿質(zhì)量采用壓水試驗檢查,孔段合格率85%,不合格孔段的透水率值沒有超過設(shè)計規(guī)定值的50%,且不集中,灌漿質(zhì)量合格。
固結(jié)灌漿是地基處理中一項常用技術(shù),在施工中不僅要考慮施工設(shè)備運行情況,還要考慮一些特殊情況,如冒漿、串漿等。為達到施工效果,必須采取一些有效措施以提高灌漿質(zhì)量。
第一,灌漿過程中發(fā)生串漿時,如串漿孔具備灌漿條件,應一泵一孔同時進行灌漿。否則,應堵塞串漿孔,待灌漿孔灌漿結(jié)束后,再對串漿孔進行掃孔、沖洗,而后繼續(xù)鉆灌。
第二,灌漿工作必須連續(xù)進行,若因故中斷,應按下述原則處理:
a應盡快恢復灌漿,否則應立即沖洗鉆孔,再恢復灌漿。若無法沖洗或沖洗無效,則應進行掃孔,再恢復灌漿。
b恢復灌漿時,使用開灌比級的水泥漿進行灌注。如注入率與中斷前相近,即可改用中斷前比級的水泥漿繼續(xù)灌注;如注入率較中斷前減少較多,應逐級加濃漿液繼續(xù)灌注。
第三,灌漿段注入量大,灌漿難于結(jié)束時,選用低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿的措施處理。
第四,灌漿過程中如回漿變濃,宜換用相同水灰比的新漿進行灌注,若效果不明顯,繼續(xù)灌注30 min即可結(jié)束灌注,不再進行復灌。