淺談河口廟水庫排沙泄洪洞回填固結灌漿施工方法

劉克棟

(陜西省橫山縣水利局，陜西 橫山719100)

河口廟水庫位于橫山縣塔灣鎮墩渠村，下距橫山縣城43.5 km，是無定河一級支流蘆河末級控制性重點中型水庫，興建于1975年，大壩為水墜均質沙壩，壩高43.5m，壩頂長330 m，壩控制流域面積634 km2，回水全在靖邊縣境內，水庫校核洪水位1 156 m，正常蓄水位1 147 m，死水位1 136 m，原設計水庫總庫容6 140萬 m3，其中調洪庫容2 580萬 m3，調節庫容2 240萬 m3，死庫容1 320萬 m3，該水庫主要以防洪、攔沙、灌溉為主。尤其防洪位置十分重要，下游灌溉面積3萬畝。

河口廟水庫水利樞紐由大壩，輸水洞和溢洪道三大部分組成，2004年開始對其除險加固，新建排沙泄洪洞，對大壩進行加高培厚，加固輸水洞、溢洪道等工程。排沙泄洪洞工程是水庫除險加固的控制性工程，排沙泄洪水斷面直徑為3m的圓形斷面，鋼筋砼襯砌壁厚50 cm，泄洪結構為 C25 F200W6鋼筋混凝土襯砌，洞長275 m，其中巖石洞段長198 m，土洞段長77 m，最大泄量為81.73 m3/s。基巖洞在襯砌后原巖與襯砌砼之間存在一定孔(空)隙，為充填兩者之間的縫隙需進行頂拱回填灌漿，側墻和底板進行固結灌漿，因施工方法和工藝的不同，灌漿效果也不同，作者根據自己的施工經驗，總結施工方法，以求與同行共享。

1 施工方案設計

按照先頂拱回填灌漿，后圍巖固結灌漿的順序進行，填灌漿在襯砌砼達到70%設計強度后進行，固結灌漿在該部位的回填灌漿結束7天后進行，灌漿分成區段進行，孔序分I序和II序，I序孔和II序孔再進行環間加密分序，先灌I序孔，再灌II序孔，灌漿自洞口開始，向洞內推進。

2 施工方法及工藝

2.1 預埋管子

灌漿采用預埋鋼管的方法在襯砌砼中成孔，以此來準確控制灌漿空的位置，也避免了砼澆筑完后鉆孔的困難。在澆筑砼前，把預埋鋼管焊接在澆筑段鋼筋上，鋼管直徑40 mm，長度50 cm，每排6個，按設計要求從頂部中心開始環形均勻布置，排距3 m。

2.2 鉆孔

先鉆頂拱3個孔用于回填灌漿，回填灌漿孔要求鉆進巖石10 cm，采用回旋式鉆機鉆孔，鉆頭直徑38 mm，鉆桿直徑25 mm，采用一根1 m鉆桿即可。固結灌漿孔待回填灌漿完成以后，重新在回填灌漿孔上鉆孔，以及腰線和底部的3個孔，固結灌漿要求鉆進巖石3 m，采用回旋式鉆機鉆孔，鉆頭直徑38 mm，鉆桿直徑25 mm。在鉆孔施工中，保證鉆孔方向不發生偏斜，對于保證灌漿質量是至關重要的，主要采取以下措施來防止鉆孔可能發生的偏斜:

(1)鉆機固定牢固，鉆進中不擺不晃。

(2)仔細校正立軸方向，按要求的孔向對準孔位開孔。(3)鉆進中勤檢查鉆機有無移動，鉆桿的方向有無變化發現問題及時糾正。

(4)熟悉所用機械和鉆孔方法的特點，鉆研技術，總結經驗，提高操作者的技術水平，實行正確操作。

2.3 鉆孔沖洗

灌漿孔在灌漿前應進行鉆孔重洗，采用壓水重洗法，利用灌漿泵，通過下入孔內的灌漿管向孔底壓送水流，這時，一部分水挾帶著巖粉等返出地面，給水壓力一般為該段灌漿壓力的80%即1.0 Mpa左右，這樣沖洗沖洗一直進行到返出水變清為止。

2.4 灌漿材料、制漿和灌漿設備

2.4.1 灌漿材料和漿液

回填灌漿采用普通32.5硅酸鹽水泥，固結灌漿采用普通42.5硅酸鹽水泥，灌漿用水采用山泉水，各項指標符合拌制水工砼用水要求，灌漿用漿液采用純水泥漿液。

2.4.2 制漿

漿液水灰比采用0.6:1，制漿用水和水泥采用磅稱稱量，嚴格按配合比施工，稱量誤差控制在小于計算的5%，漿液攪拌采用150 L普通攪拌機攪拌，攪拌時間不少于3 min，存漿時間不超過4 h。

2.4.3 灌漿設備及機具

灌漿泵采用VD30型雙缸柱塞式灌漿泵，允許工作壓力10 Mpa，排量50 L/min，灌漿泵和灌漿孔口處均按壓力表，壓力表最大標值6 Mpa，為檢查合格后再使用，灌漿塞采用在預埋鋼管上切絲安裝球塞閥門，易于安裝和卸除。

3 灌漿施工

3.1 回填灌漿

回填灌漿分兩個次序進行，頂拱為I序孔，兩側為II序孔，先將一區段的I序孔灌完后再灌II序孔，采用循環式灌漿方法，灌漿最大壓力采用0.5 Mpa，灌漿前對所用管道壓水，壓水壓力等于灌漿壓力，檢查管路是否暢通。灌漿時洞內灌漿孔操作員與灌漿泵操作員采用程控電話聯系，洞內準備好后再通知灌漿泵操作員開機，當灌漿達到要求時，洞外操作員通知洞內操作員關掉灌漿孔處閥門后再停機，換好另外一個孔后再繼續灌漿。灌漿結束標準，以在規定的壓力下，灌漿孔停止吸漿，延續灌注5 min即可結束。灌漿時在現場做好各種記錄，包括灌漿最大、最小、平均壓力，吸漿量，漿液比重等。

3.2 固結灌漿

固結灌漿分區段進行，每個區段分I序環、II序環，環內再加密分I序孔和II序孔，順序是先灌I序環的I序孔，再灌I序環的II序孔，灌完I序環后再灌II序環。灌漿采用單孔循環式灌漿方法，由于固結灌漿孔深3 m，采用全孔一次灌注，灌漿壓力經試驗采用最大壓力2.0 Mpa，灌漿前對所用管道壓水，壓水壓力等于灌漿壓力，檢查管路是否暢通。固結灌漿漿液結束標準為在規定的壓力下，灌漿孔住入率不大于0.4 L/m in時，延續30 m in即可結束。灌漿時在現場做好各種記錄，包括灌漿最大、最小、平均壓力，吸漿量，漿液比重等。

3.3 封孔

固結灌漿結束后，等檢查合格后，即進行封孔處理，封孔使用水泥砂漿將鉆孔封填密實，孔口壓抹齊平。

3.4 特殊情況處理

灌漿過程中發現漿液外漏，立即進行堵漏處理，當進漿管發生堵塞時，先打開所有管口放漿，盡量提高進漿壓力，通開進漿管路。灌漿過程中，因外部原因被迫中斷，應立即用清水沖洗，保持灌漿系統通暢，恢復灌漿前，再做一次壓水檢查。

4 結語

回填、固結灌漿結束后，洞內漏水現象有了明顯改善，灌漿效果顯著，只有很少幾個部位有小量滲水，做堵漏處理即可。本次共完成回填灌漿815 m2，固結灌漿966 m，灌漿質量經檢測全部合格。