水利樞紐工程壩基固結(jié)和帷幕灌漿施工

李惠全

（阿克蘇綠洲水利工程建設(shè)監(jiān)理站，新疆 阿克蘇 843000）

1 工程概況

新疆某水利樞紐由水庫樞紐工程、輸水工程和凈水廠工程3部分組成，以城市供水為主，兼顧發(fā)電，是一座大型綜合利用水利工程。該水利樞紐及輸水工程等別Ⅱ等，工程規(guī)模大（2）型，總投資超過17.68億元，2012年中旬全部完工。

2 工程地質(zhì)

該水利樞紐壩址左岸山勢陡峻，最大高程106.5m；右岸山勢相對平緩，最大高程37.5m。整個(gè)壩址段為“U”型河谷地貌，河谷較開闊。大壩形式為碾壓混凝土重力壩，經(jīng)過地質(zhì)勘查，壩基存在滲透性較強(qiáng)、承載力不足等問題，需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。

3 灌漿施工

3.1 固結(jié)灌漿

工程固結(jié)灌漿分布在整個(gè)壩基部位，在壩體中部設(shè)置1處制漿站，利用管路輸送至各個(gè)施工部位。灌漿施工在有混凝土蓋重（達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%）的情況下進(jìn)行，具體施工流程如圖1。

圖1 固結(jié)灌漿工藝流程

3.1.1 鉆孔施工

固結(jié)及帷幕灌漿鉆孔均采用QZJ-100B潛孔鉆鉆孔，孔徑56cm（包括檢查孔、物探孔、灌漿孔），鉆孔間排距2.5m，采用梅花形布置，如圖2。根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件，本項(xiàng)目鉆孔深度范圍4～18m，要求孔深偏差不得大于1/40孔深。鉆孔時(shí)遇見天然空間、空洞及落石等情況不能繼續(xù)作業(yè)時(shí)，應(yīng)先實(shí)施灌漿處理。

圖2 固結(jié)灌漿鉆孔排布

3.1.2 鉆孔沖洗

鉆孔結(jié)束后進(jìn)行沖洗作業(yè)，根據(jù)現(xiàn)場條件確定使用水沖洗或風(fēng)沖洗。使用水沖洗時(shí)，要求壓力為灌漿壓力的80%，且該值不大于1MPa；使用風(fēng)沖洗，沖洗風(fēng)壓力為灌漿壓力的50%，且不超過0.5MPa。

3.1.3 壓水試驗(yàn)

項(xiàng)目要求試驗(yàn)孔數(shù)不宜少于總孔數(shù)的5%，采用的方法包括“單點(diǎn)法”、“簡易壓水”及“五點(diǎn)法”?？籽y試液體壓強(qiáng)和孔穴清潔壓強(qiáng)應(yīng)該相同，持續(xù)20min，觀察試驗(yàn)流水?dāng)?shù)量的頻率為每5min進(jìn)行1次，設(shè)計(jì)水量以結(jié)束時(shí)水量為準(zhǔn)，用水透過的效率衡量試驗(yàn)結(jié)果[1]。

3.1.4 灌漿作業(yè)

選用SGB6-10型泥漿泵進(jìn)行灌漿作業(yè)，其額定工作壓力10MPa。在灌漿洞穴長度不大于7m的情況下，采用孔內(nèi)循環(huán)，全孔1次灌漿；對于地質(zhì)條件不滿足的情況，整體灌漿不應(yīng)采用，反之則可。整體灌漿是每洞有1臺(tái)設(shè)備灌漿，如彼此連通灌漿，應(yīng)實(shí)施多洞同時(shí)灌漿，且灌漿洞數(shù)最好少于4個(gè)，灌漿壓力須避免影響地層及混凝土層。對于灌漿設(shè)計(jì)壓力不足情況下，整體灌漿若灌進(jìn)比率小于0.5L/min，多洞注液小于0.9L/min，保持注液30min，才能完成灌漿。

3.2 帷幕灌漿

帷幕灌漿主要施工部位為擋水壩段、電站壩段及泄洪壩段。帷幕灌漿在固結(jié)灌漿之后進(jìn)行，共設(shè)置2排帷幕孔，施工順序?yàn)椤跋认掠魏笊嫌?，分序分段”，主要施工步驟如下。

3.2.1 鉆孔及沖洗

帷幕灌漿鉆孔規(guī)格和固結(jié)灌漿一致，對鉆孔垂直度要求較高。工程要求對所有帷幕灌漿孔進(jìn)行實(shí)時(shí)測斜，在鉆進(jìn)時(shí)采取防斜措施，如果鉆孔偏斜超過限度，則報(bào)廢重鉆。鉆孔深入穩(wěn)定基巖1.5～2.0m，鉆孔深度范圍20～40m，間距2.0m，采用梅花形布置[2]。

帷幕鉆孔的沖洗方法與固結(jié)鉆孔一致，但需要注意：①孔洞清潔到返回液無雜質(zhì)情況，10min完成，同時(shí)獨(dú)孔清潔間隔應(yīng)大于30min，連接孔大于2h；②當(dāng)下灌漿的孔洞和1d以內(nèi)完成灌漿的灌漿孔，禁止實(shí)施孔內(nèi)清潔。

3.2.2 帷幕灌漿作業(yè)

壓水試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行灌漿作業(yè)，分兩階段進(jìn)行：①第1階段 （接觸段），采用常規(guī)阻塞灌漿法進(jìn)行灌漿，阻漿塞阻塞在混凝土內(nèi)；②第2階段及之后，根據(jù)孔內(nèi)往復(fù)措施用較小直徑鉆孔，孔表面密閉，從上到下分層灌漿[3]。

通?？卓诠苡忙?3金屬管，引孔孔口管用φ89金屬管材質(zhì)?？卓诠荛L度根據(jù)進(jìn)到表面層2m設(shè)置，在特殊地段孔口管嵌入基巖深度可適當(dāng)加長至3.0m。

灌漿壓力范圍1.0～2.0MPa，帷幕灌漿及固結(jié)灌漿所用漿液標(biāo)準(zhǔn)一致，主要配料要求如表1[4]。

表1 漿液配料參數(shù)

該工程使用的水泥漿液安排4個(gè)比較級別：2∶1，1∶1，0.7∶1，0.5∶1（重量之比）。實(shí)際施工條件必須依靠灌漿測驗(yàn)結(jié)果完成檢驗(yàn)。

3.2.3 注液

從上到下各層灌漿時(shí)，若設(shè)計(jì)荷載條件下灌進(jìn)率不小于0.39L/min，如果保持灌注1h，出現(xiàn)小于1L/min情況，保持灌注1.5h，灌注就能完成。若從下到上各層灌漿措施，保持灌漿間隔要降低到0.5h及1h，灌漿便能完成[5]。

4 結(jié)語

固結(jié)灌漿和帷幕灌漿措施結(jié)合使用，大壩自投入使用以來，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

[1]熊波.帷幕灌漿在水庫除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用策略[J].中國水能及電氣化，2015（11）：37-42.

[2]柴軍瑞，李守義.大柳樹水利樞紐壩區(qū)松動(dòng)巖體的水力學(xué)特性[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2004（10）：29-33.

[3]廖強(qiáng).馬鹿塘水電站帷幕灌漿工程造孔技術(shù)方案的優(yōu)化選擇[J].中國水能及電氣化，2015（8）：63-67.

[4]羅繼勇.百色水利樞紐主要工程地質(zhì)問題及施工處理[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2009（4）：57-61.

[5]李明柱，王錦江，金輝，等.蓋下壩水電站固結(jié)帷幕灌漿施工技術(shù)分析[J].東北水利水電，2016（7）：39-43.