溫泉水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固帷幕灌漿施工工藝試探

山洪

【摘 要】國(guó)內(nèi)水庫(kù)雖然數(shù)量很多，但水庫(kù)缺乏完善的運(yùn)行系統(tǒng)，存在多種弊病和缺陷，一直處于帶病運(yùn)行。水庫(kù)由主攔河壩、副攔河壩、灌溉放水設(shè)施及溢洪道等部分組成，水庫(kù)質(zhì)量缺陷直接導(dǎo)致建筑物彎曲變形，使建筑物浸水潮濕甚至塌陷，尤其底板及消力池中混凝土稀薄導(dǎo)致了對(duì)其過(guò)渡沖刷毀傷。我們要針對(duì)不同部分出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行針對(duì)性地除險(xiǎn)加固。本文主要分析了高海拔帷幕灌漿施工工藝與質(zhì)量控制要點(diǎn)，一級(jí)灌漿壓力的選擇、灌漿段長(zhǎng)的確定、灌漿材料的選用，要結(jié)合工程實(shí)際地質(zhì)情況做到最優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】水庫(kù)大壩；帷幕灌漿；施工工藝

一、工程概況

根據(jù)溫泉水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)要求對(duì)右壩肩0+965-1+025段進(jìn)行帷幕灌漿施工，處理長(zhǎng)度60米，帷幕灌漿采用單排，孔距1.5米，平均灌漿深度為16.4米，帷幕灌漿從正常高水位3956.4米開(kāi)始灌漿，其中3956.40米以上為非灌漿段。該段為第三系灰綠色的砂質(zhì)黏土巖和紅色砂礫巖，布置有溢洪道1和溢洪道2等建筑物，從導(dǎo)孔鉆取的巖性鑒定可知該段落恰好處在沖洪積的沙層、土層上。本次除險(xiǎn)加固工程為擋水大壩左、右壩肩帷幕灌漿防滲處理。

二、工藝流程

帷幕灌漿施工工序：孔位放樣→鉆孔定位→鉆機(jī)就位→鉆孔→壓水試驗(yàn)→沖洗→帷幕灌漿→結(jié)束灌漿→進(jìn)行下一段的鉆孔，帷幕灌漿全部完成后，進(jìn)行封孔。

三、鉆孔

鉆孔采用地質(zhì)鉆機(jī)XY-2PB型造孔，孔位偏差不大于10cm，深度符合設(shè)計(jì)圖紙要求。鉆孔直徑為φ90mm，鉆頭采用合金鉆和表面鑲嵌金剛石鉆頭，鉆進(jìn)過(guò)程中確?？咨?、孔向符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范要求，力求孔位上下均一，孔壁平順。鉆孔時(shí)保證孔向準(zhǔn)確，采取以下防斜措施：（1）鉆機(jī)安裝平整穩(wěn)固，保證鉆機(jī)地盤(pán)水平、立軸豎直并與孔位中心對(duì)正，鉆孔方向嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求掌握。（2）所有灌漿孔均全孔測(cè)斜，本工程采用型號(hào)為KXP-2測(cè)斜儀對(duì)灌漿孔進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)糾偏，保證成孔偏斜率均小于1%糾偏無(wú)效時(shí)，按監(jiān)理人指示報(bào)廢該孔，重新鉆孔。（3）鉆孔孔徑與噴射管外徑相差易為10～20mm，鉆孔時(shí)必須對(duì)鉆孔巖性、基巖段的涌水、漏水、斷層、掉鉆等做詳細(xì)記錄，尤其遇到大的裂隙，應(yīng)立即停鉆注水，測(cè)出其規(guī)模作為灌漿依據(jù)。帷幕灌漿前應(yīng)進(jìn)行鉆孔沖洗，孔內(nèi)淤積厚度不得超過(guò)20cm。

四、灌漿

灌漿采用孔口封閉自上而下孔口封閉式分段帷幕灌漿施工，簡(jiǎn)易壓水第一段壓力0.3Mpa，第二段壓力0.5 Mpa，第三段壓力為0.7Mpa，相應(yīng)第一段灌漿壓力0.5 Mpa，第二段灌漿壓力0.8 Mpa，第三段灌漿壓力為1.0 Mpa。射漿管應(yīng)下到距孔底0.5m處。根據(jù)帷幕灌漿試驗(yàn)效果，結(jié)合地層變化和帷幕灌漿深度調(diào)整灌漿參數(shù)。帷幕灌漿漿液應(yīng)由稀至濃逐級(jí)變換，開(kāi)灌水灰比采用5：1，后根據(jù)灌注量情況改為3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1。灌漿壓力、灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》。帷幕灌漿孔序分為三序進(jìn)行，先灌Ⅰ序孔，后灌Ⅱ序孔，最后灌Ⅲ序孔。灌漿分序從左到右分別為Ⅰ序—Ⅲ序—Ⅱ序—Ⅰ序。

在帷幕灌漿施工過(guò)程中，變漿標(biāo)準(zhǔn)按以下方法進(jìn)行控制：（1）當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時(shí)，或當(dāng)注入率保持不變而灌漿壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變水灰比。（2）當(dāng)某一比級(jí)的注漿量已達(dá)到300L以上，或注漿時(shí)間已達(dá)1h，而灌漿壓力和注入率均無(wú)明顯改變時(shí)，則換濃一級(jí)漿液灌注。（3）當(dāng)注入率大于30L∕min時(shí)，可根據(jù)具體情況越級(jí)變漿。灌漿過(guò)程中發(fā)生冒漿、漏漿時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況采用表面封堵、低壓、濃漿、限流、限間隙、待凝等方法進(jìn)行處理；灌漿過(guò)程中發(fā)生串漿時(shí)，如串漿孔具備灌漿條件，應(yīng)一泵一孔同時(shí)進(jìn)行灌漿。否則應(yīng)塞住串漿孔，待灌漿孔灌漿結(jié)束后，再對(duì)串漿孔進(jìn)行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進(jìn)或灌漿。灌漿時(shí)故被迫中斷，盡可能縮短中斷時(shí)間及早恢復(fù)灌漿。

五、灌漿工藝施工過(guò)程常見(jiàn)問(wèn)題分析與處理

在進(jìn)行灌漿施工之前，有很多我們無(wú)法掌握的風(fēng)險(xiǎn)因素，比如停水、停電、地層漏漿等，這些風(fēng)險(xiǎn)不提前防范好，在進(jìn)行施工時(shí)就會(huì)增加施工的風(fēng)險(xiǎn)性，因此必須制訂一系列應(yīng)付各種各樣故障的預(yù)案，通過(guò)堅(jiān)固的保護(hù)措施和強(qiáng)有力的防范手段來(lái)保證灌漿工藝施工過(guò)程的流暢性和安全性。這樣如果出現(xiàn)意外情況的話，我們就可以拿出多個(gè)方案來(lái)進(jìn)行應(yīng)對(duì)，把風(fēng)險(xiǎn)造成的經(jīng)濟(jì)利益的損失降低到最小程度，保證不拖延時(shí)間，工作人員可以及時(shí)地恢復(fù)工作，使施工過(guò)程能正常進(jìn)行。下面是灌漿工藝出現(xiàn)的一些問(wèn)題及其注意事項(xiàng)：

（一）帷幕灌漿時(shí)出現(xiàn)的串漿問(wèn)題分析

如果正在使用的串漿孔有可以進(jìn)行灌漿的良好條件，許多的串漿孔可以同時(shí)進(jìn)行灌漿工作，但是同時(shí)灌漿也不能雜亂無(wú)章，應(yīng)一個(gè)泵灌一個(gè)孔，如果不采用這個(gè)方法的話，那就把串漿孔的孔用塞子塞住。當(dāng)灌漿孔的灌漿工作已經(jīng)完畢，我們先把串漿孔進(jìn)行沖洗、掃孔，然后就可以繼續(xù)進(jìn)行鉆進(jìn)與灌漿。

（二）帷幕灌漿中壩面出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題

在灌漿過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)許多異常的現(xiàn)象，比如噴漿、冒漿、裂縫等。如果出現(xiàn)冒漿的情況，可以把漿液的深度調(diào)整得淺一點(diǎn)，把灌漿的輸送壓力調(diào)整得小一些，通過(guò)減少輸漿量也可以解決冒漿的問(wèn)題。當(dāng)灌漿過(guò)程出現(xiàn)裂縫和塌陷情況時(shí)，我們可以減少灌漿的壓力，如果裂縫很大甚至出現(xiàn)了滑坡這樣的嚴(yán)重狀況，就應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行翻筑。針對(duì)塌陷情況，有兩個(gè)好的辦法可以運(yùn)用，一是加大泥漿的深度來(lái)進(jìn)行灌漿，第二個(gè)是用黏土把塌坑補(bǔ)好。

（三）只吸收水不吸收漿的孔段的灌注分析說(shuō)明

吸收水不吸收漿明顯表現(xiàn)就是漏水量和漏漿量出現(xiàn)異常，而導(dǎo)致漏水量和漏漿量出現(xiàn)異常的原因就是我們從上到下進(jìn)行了分段式的鉆孔和壓水，在整個(gè)孔鉆孔壓水完畢之后又進(jìn)行了自下而上的分段灌漿，這是不合理的工作做法。 另外一個(gè)原因是工期非常珍貴和緊迫，大家為了搶工期，在緊挨在旁邊的孔沒(méi)有進(jìn)行灌漿操作時(shí)就迫切地進(jìn)行了壓水實(shí)驗(yàn)。由于附近的孔距離挨的很近，所以壓水很容易使臨空面產(chǎn)生外漏，外漏通道的堵塞直接降低了漏漿量。endprint

（四）塌孔狀況的及時(shí)應(yīng)對(duì)

墻體裂縫進(jìn)行有效鏈接土層中如果出現(xiàn)了空洞、粉砂層、秸料等物質(zhì)就難免出現(xiàn)擴(kuò)、塌孔的情況，就無(wú)法保障泥漿護(hù)壁工藝工程正常實(shí)施。為此我們總結(jié)了許多措施來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，比如從實(shí)際情況出發(fā)，隨時(shí)調(diào)整護(hù)壁泥漿的濃度，比如在泥漿里面加上膨潤(rùn)土，但膨潤(rùn)土的含量要適量，比例要適合；比如為了提高支撐力，把隔離體的密度加大。如果墻體出現(xiàn)裂縫，施工人員就應(yīng)該細(xì)致地檢查原來(lái)燒筑的墻體接頭處有沒(méi)有夾雜著泥土。要做到每個(gè)墻體之間的平衡的銜接，搭接長(zhǎng)度控制在合理范圍。當(dāng)通道里出現(xiàn)滲水情況，是相接后封閉不夠徹底導(dǎo)致的，這時(shí)應(yīng)該用鉆機(jī)在滲漏的地方再次鉆孔，通過(guò)澆混凝土來(lái)避免滲漏再次發(fā)生。

（五）灌漿過(guò)程突然中斷的處理措施以及灌漿難以結(jié)束的處理辦法

由于意外情況出現(xiàn)了灌漿中斷問(wèn)題，我們應(yīng)做到對(duì)鉆孔立即沖洗、掃孔，盡早得恢復(fù)灌漿，因?yàn)楣酀{工作是一項(xiàng)連續(xù)進(jìn)行的工作。如果沖洗過(guò)程無(wú)法完成，那就先進(jìn)行掃孔。恢復(fù)灌漿后，使用開(kāi)灌比級(jí)的水泥漿進(jìn)行灌注是正確的方法。當(dāng)注入率比中斷前減少很多時(shí)，要把漿液的濃度調(diào)高以達(dá)到持續(xù)灌注。如果把漿液濃度調(diào)高繼續(xù)灌注，機(jī)器仍在短時(shí)間內(nèi)結(jié)束了吸漿，我們就要采取相應(yīng)的補(bǔ)救和修復(fù)措施。當(dāng)因?yàn)楣酀{段注入量過(guò)大導(dǎo)致灌漿無(wú)法結(jié)束時(shí)，我們應(yīng)該采取在漿液中摻加速凝劑的方法和采取灌注穩(wěn)定漿液和混合漿液的方法來(lái)補(bǔ)救。還有把壓力降低、限制流量流速、間接灌漿也是不錯(cuò)的辦法。這個(gè)過(guò)程處理完畢，仍掃孔和依照技術(shù)灌漿，若回漿濃度升高，灌注時(shí)要用相同水灰比新漿。

（六）涌水處理方法和溶洞灌漿的處理措施

鉆孔把裂隙含水帶揭露，壩基巖體裂隙水在四周河水水壓作用下傳遞，造成了地下水的排泄涌出，就是涌水現(xiàn)象。我們可以通過(guò)增加灌漿孔深度、改單排帷幕為雙排帷幕、對(duì)涌水孔段提高灌漿壓力等措施來(lái)排除涌水問(wèn)題，也可以通過(guò)提高灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，使涌水孔段的頻率隨著帷幕灌漿實(shí)現(xiàn)排序有秩。對(duì)巖溶灌漿情況的處理，首先明確巖溶內(nèi)有無(wú)填充物，若無(wú)填充物，可以根據(jù)溶洞的大小和類(lèi)型，采取投入碎石再灌注水泥砂漿、灌注混合漿液等措施使?jié){液凝固，然后再繼續(xù)灌漿。倘若溶洞內(nèi)有填充物，明確填充物的顏色、質(zhì)量、密度、類(lèi)型，可以采取高壓噴射灌漿措施來(lái)排除障礙。

六、結(jié)語(yǔ)

進(jìn)行水庫(kù)除險(xiǎn)加固，要檢驗(yàn)孔的安全，提高大壩的滲漏穩(wěn)定性。利用帷幕灌漿使灌漿質(zhì)量得到明顯轉(zhuǎn)好，使水庫(kù)各個(gè)部分的功能都能得到了正常發(fā)揮，帷幕灌漿是中小型水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)防漏的有效措施，這項(xiàng)技術(shù)也為在復(fù)雜的地形條件下進(jìn)行施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。我們要繼承施工理論研究成果，不斷在實(shí)踐中進(jìn)行創(chuàng)新，研發(fā)出更多的施工工藝，從而進(jìn)一步提高水庫(kù)施工質(zhì)量和除險(xiǎn)水平。

參考文獻(xiàn)：

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