登盆水庫大壩帷幕灌漿施工與特殊情況處理

黨海霞

（貴州新中水工程有限公司 貴州貴陽 550001）

1 工程概況

登盆水庫位于慶云鄉(xiāng)轉(zhuǎn)珠村的卡其河上，主要工程任務為灌溉、集鎮(zhèn)及農(nóng)村人畜供水，水庫總庫容94萬m3。水庫工程等級為Ⅴ等，屬?。?）型水庫，主要水工建筑物攔河壩、泄水建筑物、引水建筑物等為5級，次要建筑物為5級，臨時建筑物為5級。

地質(zhì)勘察資料顯示，強風化帶巖體內(nèi)存在裂隙性繞壩滲漏問題，需進行壩基和兩岸坡防滲處理。防滲處理方案為在上游壩坡腳設2m寬的C20混凝土防滲墻，在防滲墻上布置單排帷幕漿孔，孔距3m，防滲底界以巖體透水率≤5Lu以下10m為控制標準，兩岸以正常蓄水位與地下水位線的交點為防滲端點。防滲線全長為339m，防滲面積為8878m2。

2 帷幕灌漿工藝原理分析

帷幕灌漿就是將漿液貫入到巖土或者土層的孔隙或者裂隙中，從而形成連續(xù)的阻水帷幕，以此對滲流量進行減少并對滲透壓力進行降低的一種灌漿工程。

帷幕頂部和壩體連接，底部深入相對不透水巖層一定的深度，從而對地基中地下水的滲透進行減少或者阻止；帷幕能夠與位于下游的排水系統(tǒng)進行共同的作用，降低滲透水流對大壩的揚壓力。

3 帷幕灌漿施工要點

3.1 鉆孔

帷幕灌漿孔宜采用回旋式鉆機和金剛石或硬質(zhì)合金鉆頭鉆進，也可采用沖擊式或沖擊回旋式鉆機鉆進，當采用后者時，應加強鉆孔和裂隙的沖洗。帷幕灌漿孔位與設計孔位偏差值不得大于10cm，帷幕灌漿孔孔徑不得小于46mm，固結(jié)灌漿孔孔徑不宜小于38mm。帷幕灌漿孔應進行孔斜測量。垂直的或頂角小于5°的帷幕灌漿孔，孔底的偏差不得大于表1的規(guī)定。

表1 帷幕灌漿孔孔底允許偏差（單位：m）

3.2 裂隙沖洗和壓水試驗

本工程要求各灌漿孔在灌漿前應采用壓力水進行裂隙沖洗，直至回水清凈時止。裂隙沖洗在灌漿前進行，壓水采用脈動壓水方式進行，沖洗要求至回水澄清后10min為止，且總沖洗時間單孔不大于20min。沖洗壓力可為灌漿壓力的80%，并不大于1MPa。對巖溶、斷層、大型破碎帶、軟弱夾層等地質(zhì)條件復雜地段，裂隙沖洗應通過現(xiàn)場試驗確定。

各帷幕灌漿孔灌漿前和灌漿后宜進行一次簡易壓水。簡易壓水可結(jié)合裂隙沖洗進行，壓力為灌漿壓力的80%，并不大于1MPa，壓水時間20min，每5min測讀一次壓入流量。取最后的流量值作為計算流量，其成果以透水率q表示，單位為呂榮（Lu）。固結(jié)灌漿孔各孔段灌漿前應采用壓力水進行裂隙沖洗，沖洗時間可至回水清凈時止或不大于20min，壓力為灌漿壓力的80%并不大于1MPa。

帷幕灌漿先導孔和檢查孔使用一級壓力的單點法，帷幕灌漿試驗可采用三級壓力五個階段的五點法。根據(jù)具體情況和地質(zhì)條件按照表2選用壓力值。

壓水試驗的成果以透水率q表示，單位為呂榮（Lu）。在1MPa壓力下，每米試段長度每分鐘注入水量為1L時，q=1Lu。

表2 壓水試驗壓力值選用表

3.3 灌漿方法和灌漿方式

結(jié)合實際，登盆水庫帷幕灌漿采用自上而下分段灌漿法。灌漿孔為壩基雙排孔，壩肩單排孔。帷幕應分為三序灌漿。進行帷幕灌漿時，防滲墻一期混凝土和基巖接觸部位的灌漿段應先行單獨灌注并待凝。接觸段在巖石中的長度不得大于2m，以下灌漿段長度采用3～5m，特殊情況下可以適當縮短或加長，但不宜大于10m。自上而下分段灌漿法，灌漿塞應阻塞在該灌漿段段頂以上0.5m處，防止漏灌。各灌漿段灌漿結(jié)束后一般可不待凝，但在灌前涌水，灌后返漿或遇其他地質(zhì)條件復雜情況，則宜待凝，待凝時間應根據(jù)灌漿試驗確定。帷幕灌漿孔各灌漿段不論透水率大小均應按技術(shù)要求進行灌漿。

3.4 灌漿壓力和漿液變換

灌漿壓力應根據(jù)工程特性和地質(zhì)情況進行分析計算并結(jié)合工程類比擬定，本工程防滲帷幕灌漿設計壓力按以下公式進行計算，通過生產(chǎn)性灌漿試驗最終確定。

公式：P=P0+MD

式中：P-允許灌漿壓力（MPa）；P0-地面地段允許的壓力（MPa），可采用0.15～0.25MPa進行試驗，最終由生產(chǎn)性試驗確定；M-灌漿頂板在巖石中每加深1m所允許增加的壓力（MPa/m），Ⅰ序孔可采用0.05～0.1MPa進行試驗；Ⅱ序孔可采用0.06～0.13MPa進行試驗；Ⅲ序孔可采用0.08～0.15MPa進行試驗，最終由生產(chǎn)性試驗確定；D-灌漿段頂以上至起始施灌高程的巖石厚度（m）。

灌漿時盡快達到設計的壓力值，接觸段和注入量大的孔段分段升壓。灌漿按分序加密的原則進行?？卓跓o涌水的孔段，灌漿結(jié)束后不待凝。在斷層、破碎帶等地質(zhì)條件復雜的地區(qū)要待凝，待凝時間根據(jù)實際地質(zhì)條件確定。

施灌時水灰比按 2：1、1：1、0.5：1，由稀到濃逐級變換。當灌漿壓保持不變，注入率持續(xù)減少，或當注入率保持不變而灌漿壓力持續(xù)升高，則水灰比不能改變。當某一比級漿液注入量達到300L以上，或灌注時間已達30min而灌漿壓力和注入率均無顯著改變時，要換濃一級水灰比的漿液灌注；當注入率大于30L/min時，根據(jù)施工具體情況，漿液越級變濃。

3.5 灌漿結(jié)束和封孔

在最大設計壓力下，注入率不大于1L/min時，延續(xù)灌注時間30min，可結(jié)束灌漿。封孔采用“置換和壓力灌漿封孔法”，封孔灌漿壓力采用該灌漿孔的最大灌漿壓力，封孔采用0.5：1的濃漿。已進行封孔的灌漿孔，待孔內(nèi)水泥漿液凝固后，清除孔內(nèi)污水、浮漿，若灌漿孔上部空余大于3m時，采用“機械壓漿封孔法”進行封孔；小于3m時用水泥砂漿封填密實。基巖段封孔用水泥漿封孔，壩體段用粘土封孔。

4 特殊情況處理

4.1 灌漿中斷

當因機械故障、設備損壞、停水停電、地質(zhì)方面等原因引起灌漿中斷，盡快恢復灌漿?；謴凸酀{時，使用開灌水灰比的漿液灌注。如注入率與中斷前相近可改用中斷前水灰比的漿液灌注；如恢復灌漿后，注入率較中斷前減少很多，且在短時間內(nèi)停止吸漿，作為事故孔補孔灌漿處理，并報告監(jiān)理。在30min內(nèi)無法恢復灌漿時，則沖洗鉆孔等待復灌，若沖洗無效則重新掃孔補灌。

4.2 冒漿、漏漿和串漿

如發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿時，根據(jù)情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌注等處理。如發(fā)現(xiàn)與混凝土構(gòu)造分縫、儀埋設施、混凝土冷卻水管等串通時，立即停灌，報設計、監(jiān)理研究處理措施；如與其它灌漿孔串通，在串通部位上方0.5～1m處將串漿孔阻塞住，灌漿孔結(jié)束并待凝24h后，再進行串通孔的掃孔、沖洗、鉆進行及灌漿。

4.3 回漿變濃

灌漿過程中，發(fā)現(xiàn)回漿失水變濃時，換用相同水灰比的新漿進行灌注，若效果不明顯，延續(xù)灌注30min但總的灌漿時間不少于120min可停止灌注。

4.4 涌水

對孔口有涌水的孔段，采取以下措施進行處理：提高灌漿壓力；灌漿后進行屏漿處理；閉漿待凝。涌水孔段經(jīng)上述處理后，重新掃孔至該段孔底，如無涌水進行下段鉆灌，如仍有涌水，再次測記涌水流量、涌水壓力，并進行復灌。

4.5 注入率大（單耗100kg/m）

通過跟蹤檢查，若有外漏，進行嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌注等處理。若無外漏，采用分級升壓或間歇升壓法灌注，使灌漿壓力與注入率相適應，灌漿壓力按要求控制。

5 結(jié)語

綜上所述，帷幕灌漿是水庫大壩常用的防滲手段，登盆水庫在經(jīng)過嚴格的設計和施工之后，取得了較好的防滲腳骨效果，大壩壩體形成了連續(xù)完整的防滲帷幕體，大壩壩體的結(jié)構(gòu)得到了有效的加強，確保了水庫的運行安全。

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