帷幕灌漿技術(shù)在水庫除險加固工程中的運(yùn)用實(shí)例

包羅福

(思南縣水務(wù)局代家溝水系工程管理所，貴州 思南565100)

1 工程概況

關(guān)田溝水庫位于思南縣大河壩鄉(xiāng)繼勛村境內(nèi)，水庫距思南縣城12 km，距大河壩鄉(xiāng)政府所在地8.0 km。水庫建于烏江河流二級支流熊黃溝河，屬長江流域?yàn)踅?。水庫壩址以上集水面積0.56 km2，水庫正常蓄水位693.50m，復(fù)核水庫總庫容為26.7 ×104m3，正常庫容22.6 ×104m3，興利庫容19.53 ×104m3，死庫容3.07 ×104m3。水庫主要承擔(dān)大河壩鄉(xiāng)繼勛村132 hm2的農(nóng)田灌溉任務(wù)。

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB40201—94、《水利水電樞紐工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000)及《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》等有關(guān)規(guī)定，經(jīng)復(fù)核，關(guān)田溝水庫總庫容為26.7萬m3，屬小(2)型水庫，大壩、溢洪道等主要建筑物按V 等5 級考慮，其洪水標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇設(shè)計(jì)(P = 5%)，200 a 一遇校核(P =0.5%)。該工程樞紐主要建筑物為:大壩、右岸溢洪道、左岸壩下放水設(shè)施。

工程主要建設(shè)內(nèi)容下:①大壩整治工程:對大壩壩頂及上、下游壩坡進(jìn)行整治，對大壩壩頂加高;②灌漿工程:采用壩體鋪設(shè)土工膜及充填灌漿，對壩基、壩肩采用帷幕灌漿防滲;③溢洪道改造工程:將溢洪道延伸，在溢洪道末端設(shè)置消力池;④放水設(shè)施改造工程:改造放水閘閥和閘閥房。

2 灌漿材料準(zhǔn)備及制漿

2.1 灌漿材料

2.1.1 水泥選用普通硅酸鹽水泥，用于帷幕灌漿的水泥應(yīng)該選擇標(biāo)號為425#的水泥，并且嚴(yán)格控制水泥的細(xì)度。在對水泥進(jìn)行選擇使用的過程中，嚴(yán)禁使用受潮或者已經(jīng)發(fā)生結(jié)塊的水泥，應(yīng)該在水泥到場之后，對其進(jìn)行分類，并且對每一類水泥選擇合理的存儲方式。對于袋裝的水泥其存儲的時間不應(yīng)該高于一個季度。在對袋裝的水泥進(jìn)行堆放的過程中，需要對其堆放高速進(jìn)行嚴(yán)格的控制，通常不應(yīng)該超過15袋。散裝水泥的存儲時間不應(yīng)該超過半年［1］。

2.1.2 泥漿

采用合格的黏土拌制。

2.1.3 摻合料

摻合料需要在監(jiān)理人員檢查合理、批準(zhǔn)之后才能夠投入使用，參與到水泥中的摻合料的質(zhì)量必須滿足相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范和要求，摻合料的具體的使用的量應(yīng)該根據(jù)工程試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行確定。

2.1.4 外加劑

外加劑的使用與摻合料的使用相同，也需要由監(jiān)理人員批準(zhǔn)后才能使用。并且工程中使用的各種外加劑的質(zhì)量必須符合施工技術(shù)規(guī)范的要求，其具體使用的量也需要根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)以及現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行確定。

2.1.5 水

在對水的選擇過程中，必須加強(qiáng)對水的硫化物、pH值、不熔物、可熔物、氯化物以及磷酸鹽含量的測定，必須要求使用的水中所含的上述物質(zhì)的含量滿足設(shè)計(jì)要求［2］。在對水的使用過程中，需要嚴(yán)格控制水溫，一般來說水的溫度應(yīng)該控制在40 ℃或者以下。

2.2 制漿

必須對制漿的各種材料的用量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使用量稱對其進(jìn)行稱量，在稱量的過程中產(chǎn)生的誤差≤5%，外加劑等一些液體材料在稱量中應(yīng)該采用體積稱量法對其進(jìn)行稱量。漿液各項(xiàng)指標(biāo)按設(shè)計(jì)要求控制。灌漿過程中漿液容重和輸漿量每小時測定1 次并記錄，漿液的穩(wěn)定性和自由析水率10 天測1 次，如漿料發(fā)生變化，隨時加測［3］。采用水泥漿攪拌機(jī)和聯(lián)合制漿機(jī)制漿，通過過濾篩清除大顆粒雜物，在對純水泥漿的攪拌中，如果使用普通的攪拌機(jī)械，那么對其的攪拌時間應(yīng)該高于30 min，如果使用速度較高的攪拌機(jī)，那么時間應(yīng)該高于半分鐘。在對灌漿漿液進(jìn)行運(yùn)用滯后，需要進(jìn)行過篩，從漿液的制備到用完之間的時間應(yīng)該≤4 h。

3 鉆孔施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 鉆孔

1)在鉆孔中，必須加強(qiáng)對孔斜的測量工作，對孔斜進(jìn)行嚴(yán)格的控制，如果在測量工作中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的孔斜超過相關(guān)規(guī)定時，就需要采取有效的措施對其進(jìn)行，如果無法有效的進(jìn)行糾偏工作時，那么應(yīng)該根據(jù)監(jiān)理人員的指示將原孔作廢，進(jìn)行重新鉆孔作業(yè)。

2)在鉆孔的工作中，應(yīng)該嚴(yán)格控制鉆孔的位置，其實(shí)際位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不應(yīng)該＞10 cm，所以如果在實(shí)際施工中需要對孔位進(jìn)行變更，那么必須取得監(jiān)理人員的統(tǒng)一，并且對實(shí)際鉆孔的位置進(jìn)行記錄。

3)鉆孔孔底的偏差不得＞1/40 孔深，如表1 為帷幕孔孔底允許偏差值。

表1 帷幕孔孔底允許偏差值

4)灌漿孔的施鉆按灌漿程序分序分段進(jìn)行，本次施工分三序進(jìn)施工灌。

5)鉆孔取芯在先導(dǎo)孔及檢查孔中進(jìn)行，其獲得率應(yīng)＞80%并按順序統(tǒng)一編號，填牌裝箱，繪制鉆孔柱狀圖，對芯樣拍兩張彩色照片，存放在指定地點(diǎn)，防止散亂和混裝。

6)所有鉆孔須妥善保護(hù)，直至驗(yàn)收合格為止。

3.2 鉆孔沖洗

在進(jìn)行灌漿作業(yè)之前，需要對鉆孔進(jìn)行有效的沖洗，根據(jù)監(jiān)理的指示主要沖洗方法是采用導(dǎo)管通入大量水流的沖洗方法，從孔底開始沖洗直至沖洗到孔外，沖洗水所采用的壓力應(yīng)該是灌漿壓力的80%，并≤1 MPa;至回水澄清后10 min結(jié)束，總的時間要求單孔≤20 min，要求孔中殘留的雜物的厚度不應(yīng)該＞0.2 m。

4 灌漿施工要點(diǎn)

4.1 壓水試驗(yàn)

壓水試驗(yàn)作業(yè)需要嚴(yán)格按照相關(guān)試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行，對灌漿試驗(yàn)先導(dǎo)孔和檢查孔采取全孔分段五點(diǎn)法壓水試驗(yàn);對其它灌漿孔采取孔底段單點(diǎn)法壓水試驗(yàn)，以確定灌漿底限。試驗(yàn)壓力為灌漿壓力的80%，＞1 MPa時采用1 MPa。壓水20 min，每5 min測1 次壓入流量，取最后次流量作為計(jì)算值，其成果用透水率表示。

4.2 灌漿壓力及漿液濃度

灌漿參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)文件通過灌漿試驗(yàn)確定。灌漿壓力表安裝在孔口進(jìn)漿管路上，讀數(shù)宜讀壓力表指針擺動的中值，壓力表指針擺動范圍須小于灌漿壓力的20%，并做記錄。灌漿壓力須盡快達(dá)到設(shè)計(jì)壓力，但注入率大時應(yīng)分級升壓;灌漿漿液的濃度由稀到濃，逐級變換，使用425#普通硅酸鹽水泥。帷幕灌漿漿液水灰比根據(jù)設(shè)計(jì)要求按照5∶1、2∶1、1.5∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1 等6個 比 級，開 灌 水 灰 比 可 采用5∶1。

4.3 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及封孔

帷幕灌漿主要采用的是從上到下分段灌注的方法，在最大的設(shè)計(jì)灌漿壓力之下，如果漿液的注入率≤1 L/min后，要求持續(xù)灌漿30 min后就可以結(jié)束灌漿作業(yè)。灌漿作業(yè)停止之后，需要及時進(jìn)行風(fēng)孔作業(yè)，主要封孔方法是“全孔灌漿封孔法”。

［1］任習(xí)祥. 帷幕灌漿施工技術(shù)在水庫大壩基礎(chǔ)防滲加固處理中的應(yīng)用［J］. 廣東建材，2009(02):52 －54.

［2］唐淑玲. 水庫壩基灌漿施工質(zhì)量技術(shù)［J］. 廣西質(zhì)量監(jiān)督導(dǎo)報(bào)，2010(09):29 －31.

［3］邱集煦. 水利工程中帷幕灌漿施工工藝探究［J］. 內(nèi)蒙古水利，2010(06):40 －41.