水庫加高擴(kuò)建工程大壩帷幕灌漿施工組織設(shè)計(jì)研究

摘 要：施工組織設(shè)計(jì)是水庫除險(xiǎn)加固加高培厚工程重要的施工指導(dǎo)依據(jù)，對(duì)確保工程施工質(zhì)量具有非常重要的作用。根據(jù)水庫工程特性和建設(shè)施工進(jìn)度、質(zhì)量等要求，編制符合大壩帷幕灌漿實(shí)際的技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理型施工組織設(shè)計(jì)，可以為工程規(guī)劃建設(shè)提供全面的決策和質(zhì)量監(jiān)控管理依據(jù)。文章以除險(xiǎn)加固工程為例，詳細(xì)介紹大壩帷幕灌漿施工組織設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容，以期為類似工程建設(shè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：水庫；除險(xiǎn)加固；帷幕灌漿；施工組織

1 工程概況

某水庫始建于1973年，1978年主體工程建成投運(yùn)，歷經(jīng)1992和2003年的改擴(kuò)建。隨著城市人口的快速增加和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展規(guī)模的快速擴(kuò)大，水庫運(yùn)行至今，存在壩體、壩肩局部滲漏、供水能力不足等問題，需要對(duì)水庫大壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固加高培厚改擴(kuò)建，即：在原漿砌石重力拱壩的基礎(chǔ)上將大壩整體加高6.2m，并根據(jù)壩體結(jié)構(gòu)計(jì)算，對(duì)大壩下游面進(jìn)行加厚、溢洪道改造、壩基壩肩防滲處理等。除險(xiǎn)加固加高培厚改擴(kuò)建后，大壩建基面高程897.5，壩頂高程935.2m，最大壩高37.5m，壩頂弧線長274.55m，壩頂寬6m。正常蓄水位930.5m，水庫總庫容3175萬m3，向縣城供水1665萬m3/a，灌溉約5.3萬畝良田[1]。

2 帷幕灌漿施工方法

水庫除險(xiǎn)加固加高培厚改擴(kuò)建工程，帷幕灌漿總施工工程量為3924m。

2.1 灌漿孔布置及施工工藝

大壩防滲帷幕根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙沿主壩、副壩軸線布置，分Ⅲ序孔布置，灌漿孔為單排孔，基本孔距2～3m。根據(jù)工程地質(zhì)情況，基巖帷幕灌漿主要采用自上而下分段灌漿法[1]，段長嚴(yán)格控制在4～6米，施工時(shí)按先I序鉆灌結(jié)束后，再進(jìn)行Ⅱ序施工，最后進(jìn)行Ⅲ序的施工方法。其主要施工方法及工藝流程如下[2]：施工準(zhǔn)備→施工放樣→鉆孔→沖洗→壓水試驗(yàn)→灌漿→結(jié)束封孔。

2.2 鉆孔

根據(jù)地質(zhì)情況，工程壩區(qū)主要地層巖性為灰?guī)r和砂巖，鉆孔采用XY-100型回轉(zhuǎn)式液壓鉆機(jī)，硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)，開孔孔徑Φ110mm，終孔孔徑Φ91mm或Φ75mm，帷幕鉆孔為鉛直孔。由于鉆孔較多，為便于管理和質(zhì)量評(píng)定，施工前根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況將相鄰的10-20個(gè)灌漿孔作為單元塊，把所有灌漿孔劃分為若干單元工程，報(bào)監(jiān)理工程師審批后方進(jìn)行施工。施工前必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)施工圖紙測量布孔放樣，先擇部分I序孔作為先導(dǎo)孔首先施工。作灌漿試驗(yàn)，通過試驗(yàn)，確定合理的灌漿濃度、灌段長度，灌漿壓力等技術(shù)參考數(shù)及灌漿工藝，以便后期灌漿施工[3]。鉆進(jìn)施工中采取埋設(shè)孔口管導(dǎo)向和較粗長鉆具鉆進(jìn)，采用硬質(zhì)合金清水回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)保持壓力均勻，并采取測斜控制手段，確保鉆孔孔底的偏差不大于表1的規(guī)定值。

2.3 鉆孔沖洗

當(dāng)基巖鉆孔結(jié)束后，須做鉆孔沖洗。先導(dǎo)孔基巖段應(yīng)先自上而下分段進(jìn)行沖洗，其它灌漿孔全孔進(jìn)行一次鉆孔沖洗，當(dāng)鉆孔達(dá)到灌漿分段裂隙沖洗，沖洗壓力采用相應(yīng)孔段灌漿壓力的80%，若該值大于1Mpa時(shí)，采用1Mpa直到回水清凈，孔內(nèi)沉積厚度小于20cm時(shí)止。

2.4 壓水試驗(yàn)

按水利電力部頒布《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5148-2012）的附錄執(zhí)行。其它各序次灌漿孔在灌漿前進(jìn)行簡易壓水試驗(yàn)，壓水試驗(yàn)壓力為灌漿壓力的80%，若該值大于1Mpa時(shí)，采用1Mpa，壓水20min，每5min測讀一次壓水流量，取最后的流量值為準(zhǔn)。

2.5 灌漿

（1）灌注漿液配合比及配制

壩基基巖采用純水泥漿灌注，水泥漿的濃度按水灰比（重量比）控制，選定為5：1、3：1、2：1、1：1、0.6：1、0.5：1等七個(gè)比級(jí)，由稀稠逐級(jí)調(diào)配使用，升灌水灰比采用5：1、2：1、1：1、0.7：1主灌，濃漿主要用于特殊情況處理，遇大裂隙或溶洞，采用2：1或更濃的漿液升灌。在制漿房中制備水灰比為0.5：1的漿液，輸送漿液流速控制在1.4～2.0m/s。漿液攪拌不小于3min，使用前漿液應(yīng)過篩，從開始制漿到用完的時(shí)間應(yīng)控制在4h以內(nèi)。

（2）灌漿長度及灌漿壓力

灌漿段長度一般為4～6m，遇特殊情況，可適當(dāng)縮短或加長，但不得大于10m；基巖段長小于6m時(shí)，可采用全孔一次灌漿，大于6m時(shí)必須采用分段灌漿。

灌漿壓力按設(shè)計(jì)施工圖紙或監(jiān)理工程師指示，并根據(jù)現(xiàn)場先導(dǎo)孔鉆灌的有關(guān)數(shù)據(jù)分析確定。一般情況為0.20～0.50MPa，灌漿壓力采用一次升壓法，若耗漿量大時(shí)，采用分級(jí)升壓。

（3）灌漿結(jié)束控制比

在設(shè)計(jì)規(guī)定壓力下，當(dāng)灌漿注入量不大于0.4L/min時(shí)，繼續(xù)灌注半小時(shí)或注入率不大于1L/min時(shí)，繼續(xù)灌注1小時(shí)，灌漿即可結(jié)束。

（4）封孔

采用“分段壓力灌漿法”封孔，每孔分段自下而上進(jìn)行封孔，上、下各段以1：1的進(jìn)行壓力灌漿封孔，壓力為0.5MPa，達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)調(diào)至0.8：1濃漿，同正常灌漿一樣進(jìn)行變漿、屏漿、閉漿，孔口上部空腔用砂漿封實(shí)。采用機(jī)械封孔結(jié)束后，結(jié)合人工封孔，利用人工拌和M10水泥砂漿注入孔內(nèi)，振搗密實(shí)并找平。

（5）灌漿質(zhì)量檢查

檢查孔數(shù)量為灌漿孔總數(shù)的10%。檢查孔壓水試驗(yàn)應(yīng)在灌漿結(jié)束14天后進(jìn)行，采用自上而下分段卡塞進(jìn)行五點(diǎn)法壓水試驗(yàn)。灌漿砼與基巖接觸段及下一段的合格率應(yīng)為100%，再以下的合格率應(yīng)在90%以上；不合格的透水率值不超過設(shè)計(jì)規(guī)定值的100%，且不集中。達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)的可認(rèn)為灌漿質(zhì)量合格，否則應(yīng)按監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的措施進(jìn)行處理。

3 結(jié)束語

提高施工組織設(shè)計(jì)管理水平，是水庫除險(xiǎn)加固加高培厚工程建設(shè)發(fā)展的重要方向，同時(shí)也是項(xiàng)目管理的重要內(nèi)容。從事工程施工規(guī)劃組織設(shè)計(jì)的部門和設(shè)計(jì)人員，要充分掌握工程特性，在帷幕灌漿工藝流程選擇、特性參數(shù)控制確定等方面，應(yīng)從常規(guī)純技術(shù)型向技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理型方向合理優(yōu)化調(diào)整，有效提高工程施工組織設(shè)計(jì)技術(shù)效益水平，確保工程按照施工進(jìn)度要求高效優(yōu)質(zhì)的施工建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1]北祥，邢稚，孟維娟.安徽塘埂頭水庫除險(xiǎn)加固工程防滲工程的設(shè)計(jì)與施工[J].水利水電工程設(shè)計(jì)，2011（3）：21-23.

[2]阮明，許利瓊，余小平.大漏量孔段帷幕灌漿施工質(zhì)量控制[J].人民長江，2006（5）：68-69.

[3]鄧遠(yuǎn)剛.水庫除險(xiǎn)加固工程帷幕灌漿施工質(zhì)量控制探討[J].中國水運(yùn)（下半月），2011（4）：124+157.

作者簡介：鄭洪宇（1976-），女，漢族，內(nèi)蒙古赤峰人，碩士，高級(jí)工程師，主要從事水利水電工程設(shè)計(jì)、咨詢工作。