鬧德海水庫帷幕灌漿施工與質量控制

摘 要：水工建筑物尤其是壩基工程，其滲漏和基礎的完整性是影響工程運行和安全的重要因素。在水利工程中，灌漿是解決水文地質問題和確保基礎完整的關鍵技術措施之一。本文介紹了鬧德海水庫除險加固帷幕灌漿的施工與質量控制。

關鍵詞：帷幕灌漿；施工；質量

中圖分類號：TV523 文獻標識碼：A

1工程概況

鬧德海水庫是柳河上唯一一座防洪滯沙、灌溉、城市供水等綜合利用的大（Ⅱ）型控制水庫工程，位于遼寧省彰武縣滿堂紅鄉，建成于1942年，解放后，歷經三次加固和改造，目前最大庫容2.17億m3。水庫大壩為砼重力壩，樞紐工程由擋水壩段、溢流壩段、排沙孔和輸水洞等建筑物組成，歷經多年使用后，出現多種問題，不能滿足現行安全運行和使用需要。岸坡壩段和繞壩滲漏嚴重，最大可達2246m3/日（據2003年4月20日觀測），進行灌漿處理是當務之急，是本次除險加固主要內容之一。

2地質條件

鬧德海水庫壩址區地貌屬波狀起伏的剝蝕低丘，地表風積物較厚，植被不發育，以黃土狀粉砂、粉土為主，一般厚約10～20m，地面高程約194～200m。左岸基巖面高程為182.21～188.33m，右岸基巖面高程為188.14～192.94m。基巖面最低高出庫水位5m左右，在庫水位附近的巖體一般為強～弱風化，透水性較強，節理較發育。左岸分布的F6、F7斷層于岸坡上有滲流點出露，節理較發育；走向NE35°～50°的一組節理，微張，無充填或鈣質、鐵質充填。壩端基巖巖性主要為灰色～紅褐色凝灰質安山巖，巖芯取獲率低，破碎，多呈碎塊狀，僅局部呈短柱狀，巖石脆，吸水性較強，易軟化，節理較發育。壩端基巖以弱透水為主，局部為中等透水，左岸最大透水率10.5Lu，右岸最大透水率11.3Lu。壩址區地下水類型主要為基巖裂隙水和第四系孔隙潛水；基巖裂隙水含水層廣泛分布于兩岸安山巖或集塊巖中。而孔隙潛水含水層主要分布于河谷砂卵礫石中及兩岸第四系松散堆積層中。

3工程范圍

鬧德海水庫除險加固工程繞壩滲漏處理設計采用雙排帷幕灌漿。其中左岸帷幕線長度80米孔數85個，右岸長60米孔數61個。灌漿孔采用不等深雙排布設，其中下游排孔灌到150米高程線，排距1.7米，孔距2米；上游排孔灌至165.75米高程線。。

4帷幕灌漿施工與質量控制

4.1灌漿材料

灌漿所采用的水泥為普通硅酸鹽水泥，強度等級為PO42.5，滿足設計要求。水泥進場后妥善保管，不使用受潮結塊的水泥；灌漿用水采用庫水，各項指標符合要求；根據灌漿需要在水泥漿液中加入外加劑：速凝劑、減水劑、穩定劑和其它外加劑，所有外加劑凡能溶于水的都以水溶液狀態加入。

采用分散制漿，固相制漿材料采用稱量法，漿液必須攪拌均勻并測定漿液密度。純水泥漿的攪拌時間不少于3min；配置水泥漿液時，先加水，而后加入水泥；寒冷季節做好機房和灌漿管路的防寒保暖工作。漿液溫度應保持在5～40℃之間。

4.2灌漿方法

灌漿孔分為三序進行施工，相鄰的兩個次序孔之間，在巖石中鉆孔灌漿的間隔高差不得小于15m；采用孔口封閉孔內循環灌漿法，射漿管距孔底不得大于50cm；鉆孔灌漿時，灌漿孔段長度依次為2m、3m、5m，最后一段小于6m時，可一次灌注；每段灌漿結束后不可待凝；孔口管為φ89mm無縫鋼管；孔口管待凝72h后，方可進行第二段的鉆孔和灌漿工作，灌漿時灌漿塞卡在第一個灌漿段上部0.5m處。灌漿應盡快達到設計壓力，但注入率大時應分級升壓，方法如下表，但最大壓力值不允許超過每段規定的極限壓力值，而且灌漿過程中不允許降壓。

灌漿注入率和壓力之間的關系

注入率

（L/min）﹥4040～3030～2020～0

灌漿壓力（Mpa）﹤0.50.5～11～22～3

灌漿漿液濃度應由稀到濃，逐級變換。灌漿漿液水灰比采用5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.5：1等六個比級。每段灌漿孔灌注的水泥漿初始濃度為：Ⅰ序孔5：1，Ⅱ序孔3：1，Ⅲ序孔2：1。

當灌漿壓力保持不變，注入率持續減少時，或當注入率不變而壓力持續升高時，不得改變水灰比。當某一比級漿液的注入量已達300L以上或灌注時間已達1h，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著（某一級濃度的漿液在灌注了一定數量之后，其注入率仍大于初始注入率的70%，就屬于“改變不顯著”）時，應改濃一級。當注入率大于30L/min時，可根據具體情況越級變濃。

4.3封孔

封孔采用“置換和壓力灌漿封孔法”：全孔灌漿結束后，將導管下入到鉆孔底部，用灌漿泵向導管內泵入水灰比為0.5：1的水泥砂漿，水泥漿自孔底逐漸上升，可將導管徐徐上提，但應注意務必使導管底口始終保持在漿面以下，使孔內余漿或積水全部頂出，直至孔口反出濃漿為止。而后將灌漿塞塞在孔口，使用水灰比為0.5：1的水泥漿進行純壓式封孔灌漿1h，壓力為灌漿最大壓力。封孔灌漿結束后，閉漿24h。

當進行封孔灌漿時的注入量大于1L/min時，應當適量延長封孔灌漿持續時間，或采取閉漿措施。采用上述方法封孔，待孔內水泥漿液凝固后，灌漿孔上部空余部分，大于3m時，應繼續采用導管注漿法進行封孔；小于3m時，可使用干硬性水泥砂漿人工封填、搗實，孔口壓抹齊平。

5特殊情況處理

灌漿過程中，發現冒漿、漏漿，應根據具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法進行處理；如發現竄漿，如灌漿孔具備灌漿條件，可以同時進行灌漿，應一泵灌一孔。否則應將竄漿孔用塞塞住，待灌漿孔灌漿結束后竄漿孔再進行掃孔、沖洗，而后繼續鉆進和灌漿。

灌漿工作必須連續進行，若因故被迫中斷，可按照下述原則進行處理：（1）應及早恢復灌漿。否則應立即沖洗鉆孔，而后恢復灌漿。若無法沖洗或沖洗無效，則應進行掃孔，而后恢復灌漿；（2）恢復灌漿時，應使用開灌比級的水泥漿進行灌注，如注入率與中斷前的相近，即可改用中斷前比級的水泥漿進行灌注；（3）恢復灌漿后，如注入率較中斷前的減少很多，且在短時間內停止吸漿，應采取補救措施，起出栓塞，進行掃孔和沖洗后再灌；（4）有意待凝后的中斷灌漿孔段，經處理后仍應掃孔，重新依照技術要求進行灌漿，直至結束。

灌漿段注入量大，灌漿難于結束時，可選用下列措施處理：（1）低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿；（2）使用濃漿液灌注，必要時漿液中加入速凝劑；（3）灌注穩定漿液或混合漿液。

在進行灌漿作業（包括壓水實驗）時，抬動變形測量儀每10min觀測一次，并將讀數記錄。抬動變形測量儀變化如超過0.2mm，或發現壩面出現裂縫、冒漿等異常現象時，應立即降低壓力并通知現場技術人員。

參考文獻

[1]鬧德海水庫除險加固岸坡壩段和繞壩滲漏處理灌漿施工技術要求、質量檢查方法和質量標準.

[2]DL/T5148—2001，水工建筑物水泥灌漿施工技術規范.