灌漿施工技術(shù)在水庫大壩除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用

田國輝

【摘 要】大浪壩水庫受工程建設(shè)時(shí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)制約，水庫建成后即產(chǎn)生壩體滲漏，加之受隆陽區(qū)2004年10·19地震的影響，大浪壩水庫目前病險(xiǎn)嚴(yán)重。文章根據(jù)大浪壩水庫大壩存在的問題，對大浪壩水庫大壩除險(xiǎn)加固進(jìn)行設(shè)計(jì)，對灌漿施工技術(shù)在大浪壩水庫除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用與實(shí)施進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】水庫土壩；除險(xiǎn)加固；灌漿施工

大浪壩水庫總庫容324萬m3，其中：興利庫容264萬m3，死庫容6萬m3，調(diào)洪庫容54m3。大壩存在的問題有：

（1）壩體施工質(zhì)量差，滲漏嚴(yán)重，右壩肩山壩結(jié)合部滲漏，下游壩坡散浸面積1200m2。

（2）大壩上游壩坡凹凸不平，風(fēng)浪淘蝕嚴(yán)重，下游坡沒有設(shè)置岸坡排水溝，雨水沿壩面沖刷。

1.大浪壩水庫大壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

大壩為均質(zhì)土壩，壩高26m，壩頂高程2034.00m，壩頂寬5.0m，壩頂長127m，壩頂設(shè)寬4.4m，厚0.2m的泥結(jié)石路面，兩側(cè)設(shè)寬0.3m漿砌路階石。大壩上游坡比為1：3.25，采取預(yù)制塊護(hù)坡；下游壩坡為二級坡變，自上而下坡比分別為1：2.50、1：3.0，壩坡采用網(wǎng)格植草護(hù)坡，戧臺(tái)寬2.0m，設(shè)0.3×0.3m排水溝；壩腳設(shè)排水棱體，棱體高2.50m，頂寬1.5m，外坡比為1：1.5，內(nèi)坡比為1：1.0，設(shè)0.5×0.65m集水溝及0.5×0.65m尾水溝；壩坡兩岸修建排水溝，梯形斷面，頂寬0.6m，底寬0.3m，深0.3m，M7.5漿砌石襯砌。

大壩壩體、壩肩及壩基采取帷幕灌漿，防滲帷幕軸線為直線布置，孔距為1.5m，共布97個(gè)灌漿孔，10個(gè)檢查孔。壩土段采用水泥粘土混合漿型，壩土灌漿配合比為1：3，壩土單耗量按400kg/m，基巖為純水泥漿注，基巖段單耗量按250kg/m。

施灌方法壩土、壩基段均采用自上而下，防滲帷幕總進(jìn)尺2168.35m。

2.水庫土壩加固灌漿施工技術(shù)

大壩防滲采用帷幕灌漿，單排布孔，回轉(zhuǎn)式150型地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，由HJ-200型灰漿攪拌機(jī)制漿，臥式雙缸灌漿泵進(jìn)行灌漿，分序鉆灌，自上而下分段灌注。

技術(shù)要求：

2.1鉆孔

①采用回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)和金剛石或硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)。灌漿孔終孔孔徑不得小于75mm。

②帷幕灌漿基巖段可采用清水循環(huán)式鉆進(jìn)，壩土段應(yīng)采用干鉆或滴水鉆進(jìn)。

③帷幕灌漿孔應(yīng)進(jìn)行孔斜測量。孔底的偏差不得大于下表的規(guī)定：

帷幕灌漿孔孔底允許偏差表

③壩土段原則上不做灌前、后壓（注）水試驗(yàn)；基巖段各灌序孔均要求做灌前單點(diǎn)法簡易壓水試驗(yàn)，以利于成果分析。

④原孔壓水檢查，僅限于灌段鉆進(jìn)、灌漿過程特殊、反?；虼娣亲h的孔段，一般正常情況下要求做灌后壓水檢查。

2.3制漿

①基巖灌漿采用純水泥漿液灌注，土壩壩體灌漿采用水泥粘土混合漿液（配合比1：3）灌注。應(yīng)采用專用機(jī)械制漿。

②水泥粘土混合漿液制作，首先用濕法制粘土漿，用合格的土料加水通過機(jī)械攪拌過濾后制成粘土原漿。以過濾篩清除大顆粒和雜物，過濾篩規(guī)格要求為不少于16-25孔/cm2；純水泥漿液過濾篩規(guī)格要求不少于25孔/cm2，灌漿時(shí)要求有不同規(guī)格的備用篩。

③漿灌各項(xiàng)指標(biāo)按設(shè)計(jì)要求控制。灌漿過程中對純水泥漿液、粘土原漿和水泥粘土混合漿液的密度，要求在每個(gè)濃度級應(yīng)定時(shí)測定并記錄。

④土壩壩體帷幕或灌漿土料和漿液物理力學(xué)性能要求見下表。

壩土段灌漿土料選擇及漿液物理力學(xué)性能表

對灌漿土料應(yīng)取樣進(jìn)行土料選擇項(xiàng)目及漿液物理力學(xué)性能分析。

2.4灌漿

①灌漿前應(yīng)充分作好準(zhǔn)備工作，包括灌漿材料、足夠的施工人員和設(shè)備等就緒，粘土原漿要求經(jīng)過兩次過濾貯后存漿池待用。

②基巖灌漿采用自上而下分段灌漿法，灌漿方式優(yōu)先采用循環(huán)式灌漿；要求射漿管距孔底50cm左右。灌漿段長可5～6m左右，特殊情況可適當(dāng)縮短或延長。灌前必須進(jìn)行灌前作簡易壓（注）水試驗(yàn)，對灌前透水率q<50Lu的各灌漿段灌漿結(jié)束后一般可不待凝；如灌前透水率q>50Lu或單位注入量C>500kg/m的灌漿段，灌漿后應(yīng)待凝24h以上，并要求作一次復(fù)灌后，即可結(jié)束該段的灌漿工作。

③壩土段采用自上而下分段灌漿法，段長可5～6m，為了加大灌漿蓋重，使壩面不過早產(chǎn)生裂縫，可采用先灌壩土第二段、第三段……底部段，最后才灌第一段的辦法。根據(jù)土壩壩體灌漿規(guī)范《土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范SD266-88》第4.5.5條的要求，以及該壩體滲漏嚴(yán)重（中等～強(qiáng)透水層）等情況，帷幕式灌漿采用“少灌多復(fù)”的灌漿方式進(jìn)行灌漿，一般情況復(fù)灌一次，結(jié)合帶復(fù)灌兩次。

基巖段封孔應(yīng)采用“分段灌漿封孔法”，自下而上分段純壓式封孔，分段長度10m～20m，使用漿液水灰比0.5：1，灌漿壓力為相應(yīng)深度的最大灌漿壓力，持續(xù)時(shí)間一般為30min，孔口段為1h，壩土段封孔可優(yōu)先采用粘土球分層回填搗實(shí)為宜。

2.5特殊情況處理

①帷幕灌漿孔的終孔段，其透水率q>50Lu或其單位注灰量大于800kg/m時(shí)，鉆孔宜繼續(xù)加深。

②基巖段灌漿過程中發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿時(shí)，應(yīng)采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇、待凝等方法進(jìn)行處理。

壩土段灌漿出現(xiàn)壩頂，壩坡冒漿，應(yīng)立即停灌，挖開冒漿出口，用粘土料回填夯實(shí)，采用低壓、濃漿、限流、間停等方法處理。

③灌漿過程中發(fā)生串漿時(shí)，應(yīng)塞住串漿孔繼續(xù)灌注，待灌漿結(jié)束后，再對被串漿孔進(jìn)行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進(jìn)或灌漿。

灌漿必須連續(xù)進(jìn)行，若因故中斷，應(yīng)按“灌規(guī)”要求及時(shí)處理好后再恢復(fù)灌漿。

④基巖灌漿段注入量大而難以結(jié)束時(shí)，可采用低壓、濃度、限流、限量和間歇灌漿等措施處理。

2.6灌漿觀察

①目的和要求。為保證土壩壩體灌漿質(zhì)量和壩體安全，檢驗(yàn)灌漿效果，在灌漿期間應(yīng)進(jìn)行觀察。灌漿觀察項(xiàng)目有：壩體變形、壩面裂縫、冒漿和灌漿壓力等。灌漿過程中，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)觀測工作，全面控制灌漿質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。灌漿觀測可利用已有觀測設(shè)備或增設(shè)臨時(shí)觀測設(shè)備。

②壩體變形觀察。灌漿前應(yīng)在壩頂兩側(cè)及上、下游坡布設(shè)沉陷位移樁，因上游壩坡正在施工，無法布設(shè)；故只在下游壩坡布設(shè)兩排臨時(shí)性（木樁）沉陷位移樁。平行壩軸線方向每隔20m左右設(shè)觀測樁，首先在灌漿前觀測1次，灌漿期間應(yīng)定期進(jìn)行水平位移觀測。

③灌漿壓力和灌漿量觀測。在灌漿過程中，應(yīng)有專人定時(shí)觀測孔口壓力表變化，記錄瞬時(shí)最大壓力值，應(yīng)每隔5min觀測記錄1次，以合理控制灌漿壓力。每孔每次灌漿量應(yīng)準(zhǔn)確記錄，每次灌漿量不得超過設(shè)計(jì)允許值。

④裂縫和冒漿觀測。裂縫觀測內(nèi)容：裂縫位置、寬度、長度、走向、深度、錯(cuò)距等。每天觀測1～2次或按裂縫的發(fā)展隨時(shí)觀測記錄。冒漿應(yīng)有專人觀測，如發(fā)現(xiàn)冒漿應(yīng)及時(shí)處理，記錄描述。裂縫和冒漿均應(yīng)繪制在平面圖上。

2.7質(zhì)量檢查

3.結(jié)束語

為了確保中小型水庫土壩的安全，有效發(fā)揮中小型水庫土壩的功能，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況采用施工技術(shù)進(jìn)行防滲加固。通常， 中小型水庫土壩防滲加固的灌漿常用的方法有填充式灌漿加固、劈裂式灌漿加固、高噴灌漿加固施工。三種灌漿防滲加固施工各具特點(diǎn)，適用范圍也有所不同，在具體的工程實(shí)踐中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況合理選用。 [科]