富地營子水庫堆石壩帷幕灌漿施工

李長順，郭婧嬡

（1.中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林省 長春 130021；2.吉林省水務投資集團有限公司中部引水分公司，吉林 長春 130021）

富地營子水庫位于黑河市愛輝區上游河段。壩址距西溝水庫庫尾約9.0 km，設計庫容965×105m3，最大壩高28.5 m，設計正常蓄水位382.0 m。攔河壩為一瀝青混凝土心墻堆石壩。其坐落于強風化塊狀花崗巖和輝石橄欖巖及輝石安山巖上。

大壩基巖節理發育，并有多條斷層破碎帶通過，其中最大的斷層破碎帶F2走向N50°～W60°，傾向N，傾角約65°；帶寬14 m左右，帶內組成物主要為斷層水泥夾碎塊組成，風化較深，透水性較強。

1 灌漿帷幕的主要設計施工技術要求

1.1 帷幕灌漿形式及孔距

主帷幕采用單排、直線懸掛式布置，基本孔距為2.0 m，在斷層破碎帶處主帷幕中心線上游側增加一排加強帷幕，同時在主帷幕中心線的下游側增設一排固結灌漿孔，孔距亦為2.0 m。設計要求在斷層破碎帶部位宜先進行加強帷幕灌漿和固結灌漿，然后再進行主帷幕灌漿。

1.2 帷幕灌漿孔深度

河床和右岸壩頭部位主帷幕及加強帷幕灌漿孔深度，一般為基巖面以下10 m右岸引水發電埋管部位附近，巖石節理發育，風化較深，其灌漿孔深度至基巖面以下15 m；河床左岸壩基帷幕灌漿孔深度一般為基巖面以下6.0 m。

1.3 灌漿次序及灌漿方法

帷幕灌漿施工順序采取分序鉆灌逐漸加密的原則，主帷幕灌漿的施工采取三序鉆灌，其Ⅰ，Ⅱ序孔孔距均為8 m，Ⅲ序孔孔距為4 m。加強帷幕灌漿和固結灌漿孔施工則分兩序鉆灌，其Ⅰ，Ⅱ序孔孔距均為4 m。

帷幕灌漿采用孔中封閉，自上而下分段循環灌漿的方法施工。在地質條件較好的壩段，亦可采用自下而上分段灌漿的方法。

1.4 帷幕灌漿段長度與灌漿壓力

灌漿段長度和灌漿壓力在不同的序別與段次有所區別，見表1。

2 帷幕灌漿施工

2.1 鉆孔、孔壁沖洗及簡易壓水試驗

鉆孔采用 DK—300型油壓鉆機，φ59～φ75

表1 灌漿段長度與壓力在不同序別與段次中的區別

mm金剛石鉆頭造孔，鉆孔保持鉛直。其孔位偏差值，主觀性帷幕孔不超過10 cm，加強帷幕孔及固結孔不超過15 cm。鉆孔的終孔應附合設計要求，孔內殘留巖芯和沉淀物不得超過20 cm。

成孔后用導管以壓力水流從孔底向孔外沖洗的方法沖洗孔壁，待回水清凈，并延續10 min為止。沖洗壓力采用同段灌漿壓力的70%～80%，但不得超過1.0 MPa。沖孔后用單點法，以0.3 MPa的壓力進行簡易壓水試驗。

2.2 灌 漿

1）灌漿材料。由業主統一采購供應的普通硅酸鹽525號水泥，進廠時已由業主經檢驗合格后使用。

2）制漿方法。因帷幕灌漿采用分段、分序的施工特點，戰線較長，故采用分散制漿方法，由各灌漿機組配備一套400 L的制漿設備，制漿時各機組自行制漿。

3）灌漿方法。焊管為射漿管下至孔底0.5 m處，此法可使各段重復灌漿，對提高灌漿質量有利。

4）灌漿壓力的控制。灌漿開始后，在保證有回漿的前提下，盡快升至設計灌漿壓力。其整個過程均在設計壓力下完成，灌漿過程均有專人看守壓力表和掌握制漿。

5）制漿濃度的選擇與變換。按SL62—94《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》,本工程灌漿濃度為 6 個比級，即水灰比分別為 5∶1，3∶1，2∶1，1∶1，0.8∶1，0.5∶1。變換漿液濃度的原則是，各段的初始灌漿濃度均為5∶1。當灌漿壓力保持不變而灌入量均勻減少時，或灌入量不變而灌漿壓力均勻升高時不得改變漿液濃度；當某一級漿液灌入量累計達400 L，但灌漿壓力和灌入量均無改變或改變不顯著時，則應提高一個級別灌漿濃度；當出現灌漿中斷或提高一個級別濃度后灌漿壓力突減，則注意降低一個級別漿液濃度。

6）灌漿結束及封孔。灌漿結束的標準：一是灌漿段灌入量小于或等于一個0.01 L/（min·m·m），且在設計壓力下持續60 min；二是灌漿過程中，如回漿變濃，降低一個級別灌注，回漿濃度仍變濃，再降低一個級別灌注，回漿濃度仍變濃.滿足其中之一即可結束灌漿。封孔采用純壓式，即以壓力為1.0～1.2 MPa灌入水灰比為0.5∶1的濃漿封堵，屏漿后120 min結束。

7）灌漿中事故的處理。灌漿發生串漿時，一般多采用封堵或降低灌漿壓力的方法處理；機械故障使灌漿中斷，其時間超過30 min，則重新掃孔，沖孔后再灌漿。

3 帷幕灌漿質量與效果評價

3.1 檢查帷幕灌漿質量與效果評價的標準

依據SL62—94和《富地營子水庫瀝青混凝土心墻堆石壩與溢洪道基礎帷幕灌漿施工技術要求》的規定，經帷幕灌漿后，壩基帷幕檢查孔巖石在壓力為0.4 MPa作用下，當壓水試驗透水率q≤0.1 L/（min·m·m），即為合格；另外也可以從序次單位耗灰量隨序次增加而遞減的規律來衡量。

3.2 灌漿前后壩基巖石透水率的比較

壩基巖石灌漿前，據Ⅰ序孔的200多段壓水試驗成果表明，瀝青混凝土心墻堆石壩基礎強風化巖石的透水率普遍偏大，大于0.1 L/（min·m·m）者達90多段。其中主要沿強風化巖頂部與心墻基礎混凝土蓋板結合部位分布，即沿接觸帶滲漏，其透水率多為 0.15～0.2L/（min·m·m），最大可達2.16 L/（min·m·m）。其余壩基強風化巖透水率一般為 0.05～0.15 L/（min·m·m），最大可達 0.32 L/（min·m·m）。河床地段透水率一般為 0.06～0.2 L/（min·m·m），最大可達 0.39 L/（min·m·m）。右岸透水率一般為 0.1～0.25 L/（min·m·m），最大可達 1 L/（min·m·m）。

經帷幕灌漿后，據近70個檢查孔170多段壓水試驗結果，其透水率大于0.1 L/（min·m·m）者僅占10%左右，且經補充灌漿后，其透水率均已合格。

表2 主帷幕灌漿各區段單位水泥注入量Ⅰ、Ⅲ序對比統計表

3.3 各序次灌漿孔單位耗灰量及耗灰比

對各區段單位耗灰量按序次統計，結果表明巖石完整性較差的地段，如右岸壩頭引水發電埋管附近和斷層破碎帶部位，各序次孔的單位耗灰量及耗灰比下降比較明顯；巖石比較完整的地段，如左岸和河床部分地段，各序次孔的單位耗灰量及耗灰比下降不明顯，這完全符合正常規律，見表1。

4 結語

1）壩基主帷幕沿線及加強帷幕地段檢查孔鉆探和壓水試驗結果表明，除個別部位的巖石透水率偏大，但經補充灌漿后，其透水率亦均小于或等于0.1 L/（min·m·m），完全滿足了設計對壩基巖體灌漿質量的要求。

2）各區段單位耗灰量按序次統計結果表明，通過對瀝青混凝土心墻堆石壩基巖灌漿施工后，其大壩帷幕已經形成，本工程灌漿質量良好，帷幕防滲效果顯著。

3）在壩基構造破碎帶發育地段增設加強帷幕各固結灌漿并優先施工后是很有必要的，它減少了其滲透性，對后序主帷幕灌漿施工質量起到了較好的保證作用；在主帷幕灌漿施工中按設計又采用了3個序次的分序施工方法，從另一方面為壩基最終形成良好的防滲帷幕奠定基礎。