茄子山水庫滲漏處理工程施工技術(shù)研究

劉桃紅

（中國水利水電第三工程局有限公司 陜西 西安 710032）

1 工程簡況

茄子山水庫位于云南保山市龍陵縣境內(nèi)蘇帕河上。茄子山水庫為混凝土面板堆石壩，最大壩高103 m，庫容約1.4億m3，是蘇帕河流域水電開發(fā)的龍頭水庫。茄子山水庫1999年9月下閘蓄水，運行兩年。自2001年12月中旬，在左岸高程1750～1775段，由于地質(zhì)缺陷而形成集中滲漏通道，漏水量隨庫水位的降低而減小，在庫水位1813.8 m時，滲水量高達1.17 m3/s。經(jīng)現(xiàn)場測量，滲漏點坐標為N=2711287.13，E=33480689.86，E L=1770.65 m。經(jīng)分析并物探探測，發(fā)生滲漏的主要原因為：該地段地質(zhì)條件差，局部巖體因擠壓作用，節(jié)理裂隙發(fā)育，不均勻風(fēng)化嚴重，水庫蓄水后，趾板邊坡經(jīng)庫水長期浸泡及庫水位的變動，局部邊坡產(chǎn)生滑塌；基礎(chǔ)在較大的水力坡度的作用下，而下游缺乏較有效的反濾保護，風(fēng)化巖體沿節(jié)理面出現(xiàn)滲漏破壞，滲漏通道逐步擴大而產(chǎn)生大的滲漏。為確保茄子山水庫安全運行，需對滲漏通道進行處理。

2 滲漏處理措施選擇

因茄子山水庫壩型為混凝土面板堆石壩，主要依靠混凝土面板和趾板部位的帷幕進行防滲。經(jīng)對設(shè)計院提供的滲漏基本情況的分析，可知茄子山水庫產(chǎn)生滲漏主要是趾板邊坡巖石發(fā)生侵蝕破壞，進而使該段防滲帷幕破壞，形成了滲漏通道，威脅壩體整體運行安全，因此決定采取以沿趾板水泥灌漿為主的“前堵后截”的處理措施。“前堵”即對可能的集中滲漏通道采取細石混凝土填塞和基巖固結(jié)灌漿，并對邊坡進行噴錨支護、擴大原有砼貼坡?lián)鯄χёo范圍和局部預(yù)應(yīng)力錨索錨固支護。主要是通過“前堵”封閉已形成的大的滲漏通道，對外露的表層風(fēng)化邊坡進行封閉加固處理；“后截”則是加強和加深此段趾板下已有的帷幕灌漿固結(jié)灌漿和帷幕灌漿，改善深層基巖的力學(xué)性能，提高基巖的承載力和整體防滲性能。此方法的優(yōu)點是，對滲漏處理有針對性，工程量相對較小。

3 滲漏通道回填

3.1 滲漏通道基本情況

清除滲漏點附近的堆渣后，經(jīng)觀察，原貼坡?lián)鯄?+255.0～0+258.0 m段，高程約1769.0 m與開挖坡面接觸處存在一明顯塌陷坑，大小初步估計為200 c m×60 c m，被塌滑塊體填塞，表層基本為架空狀態(tài)。

3.2 回填處理方案

根據(jù)架空腔體的大小，滲漏通道不適于灌注細石砼，決定采用先灌注10 t純水泥漿再進行砂漿灌注的施工方案。

（1）灌漿方法為預(yù)埋灌漿管法，預(yù)埋灌漿管采用φ1.5鐵管，共埋設(shè)4根進漿管、3根排氣管，進漿管最大埋深3.0 m。清除塌陷坑內(nèi)表層碎石，表面用砂漿砌石封口，待凝48小時以上。預(yù)埋管管頭引至砂漿砌石封口以外。

（2）純水泥比級為0.6∶1，砂漿配合比為水泥∶砂∶水=1∶0.5∶0.7。

（3）灌漿壓力按不大于0.20 M P a控制，施灌時嚴格控制，并加強已澆砼擋墻的變形觀測。

（4）灌漿結(jié)束標準：控制灌漿壓力在0.20 M P a以內(nèi)，灌漿孔停止吸漿，或排氣管排漿時均應(yīng)結(jié)束灌漿。

3.3 回填灌漿施工

首先從進1＃管頭灌注，灌注9500 L純水泥漿（10.17 t水泥）后，改用砂漿灌注。注入砂漿達131550.0 L時排2＃預(yù)埋管處地板冒漿，表面進行封堵處理，灌漿壓力從0逐漸升至0.2 M P a，停止吸漿結(jié)束。進2＃、3＃、4＃管頭注入量均較小，排1＃、2＃、3＃管頭均不吸漿。

共注入漿量141650.0 L，耗灰118660.2 k g，耗砂53586.8 k g。

4 趾板灌漿施工

由于趾板坡度接近30°，因此所有鉆灌工作均在搭設(shè)的鉆灌平臺上完成，總的施工順序為先滲漏通道的回填灌漿，再固結(jié)灌漿，最后進行帷幕灌漿。

表1 灌漿分段與壓力值表

4.1 灌漿布置

設(shè)計補強灌漿孔的施工范圍為1745.0 m～1780.0 m高程的趾板。1785.0 m先導(dǎo)孔揭示出該區(qū)域深15.00 m以上地質(zhì)條件較差，1780.0 m～1790.0 m段增加一排淺孔帷幕。1770.0 m高程以下為“A”型趾板，寬7 m。在1750.0 m～1770.0 m高程設(shè)帷幕灌漿三排，在帷幕前設(shè)3排固結(jié)灌漿孔，帷幕后設(shè)一排固結(jié)灌漿孔。在1745 m～1750 m高程設(shè)帷幕灌漿孔兩排，在帷幕前設(shè)兩排固結(jié)灌漿孔，帷幕后設(shè)一排固結(jié)灌漿孔。1770.0 m高程以上為“B”型趾板，寬5 m。1770.0 m～1780.0 m設(shè)帷幕灌漿兩排，在帷幕前設(shè)一排固結(jié)灌漿孔，帷幕后設(shè)一排固結(jié)灌漿孔。1780.0 m～1790.00 m增加一排帷幕灌漿孔。帷幕及固結(jié)灌漿孔間距均為1.5 m，排距除1750.0 m～1770.0 m高程的最上游排（邊坡腳）固結(jié)灌漿孔外均為1.1 m。共布設(shè)帷幕灌漿：4643 m，固結(jié)灌漿：2700 m。

4.2 灌漿施工

（1）鉆孔灌漿方法：固結(jié)灌漿孔深為入基巖10 m，灌漿壓力0.6 M P a，采用栓塞法全孔一段灌漿。帷幕灌漿先導(dǎo)孔采用自上而下分段壓水后自下而上栓塞法灌漿，一般帷幕灌漿孔采用孔口封閉自上而下分段灌漿法。鉆孔采用X Y-2 P C、S G Z-I型地質(zhì)鉆機金剛石鉆頭回轉(zhuǎn)鉆進，灌漿泵為S G B 6/10。一般鉆孔孔徑為孔口段φ91 m m，以下各段采用φ59 m m。

（2）壓水試驗：帷幕灌漿先導(dǎo)孔、檢查孔、固結(jié)灌漿壓水試驗采用單點法，自上而下分段進行。壓入流量的穩(wěn)定標準按規(guī)范執(zhí)行。一般灌漿孔采用簡易壓水試驗，自上而下分段進行。壓水試驗壓力為灌漿壓力的80%，若該值大于 1 M P a時，采用 1 M P a。采用的L H G Y-2000型灌漿自動記錄儀具有簡易壓水、單點法壓水試驗的功能，壓水試驗結(jié)束標準記錄儀自動判別控制，并進行L u值計算。

（3）灌漿材料：采用P.O 32.5（標準不低于原425#普通硅酸鹽水泥）。細度要求為通過80 μm方孔篩的篩余量不宜大于5%。灌漿施工中均采用的是保山水泥廠生產(chǎn)的水泥。

(4)灌漿段長劃分和灌漿壓力灌漿段長劃分：第一段3 m，第二段2 m，以下各段段長按5 m劃分。灌漿壓力：灌漿壓力隨深度而增加。具體見表1。

（5）漿液比級的選擇與控制：灌漿漿液為純水泥漿，濃度由稀到濃分五級變換：5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.5∶1。開灌比級根據(jù)各段灌前的簡易壓水成果配制，吸水量小時用稀漿，吸水量大時用濃漿。

（6）漿液的變換：當灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減小時或當注入率不變而壓力持續(xù)升高時，不得改變水灰比。當某一級漿液的注入量已達300 L以上或灌注時間已達1 h，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時，改濃一級。當注入率大于30 L/m i n時，可越級變濃。

（7）灌漿結(jié)束標準。帷幕灌漿：在規(guī)定的壓力下，注入率不大于0.4 L/m i n時繼續(xù)灌注60 m i n，或不大于1 L/m i n時，繼續(xù)灌注90 m i n，灌漿可以結(jié)束。固結(jié)灌漿：在規(guī)定的壓力下，當注入率不大于0.4 L/m i n時，繼續(xù)灌注30 m i n，灌漿可以結(jié)束。

（8）特殊情況及其處理方法：灌漿過程中，出現(xiàn)了邊坡冒漿、灌漿孔串漿、吃漿量較大及特大耗漿量孔段，均視具體情況，采取了可行的處理方法，保證了灌漿工作正常進行及灌漿質(zhì)量。

（9）封孔。采用“機械壓力灌漿封孔法”，先用0.5∶1濃水泥漿置換出孔內(nèi)全部稀漿，孔口封閉，全孔受壓，壓力按孔段最大壓力控制，穩(wěn)壓20 m i n結(jié)束。待水泥干硬后，進行2～3次濃漿回填，再用水灰比0.8∶1砂漿封填孔口。

4.3 帷幕灌漿效果

（1）壓水試驗L u值。

檢查孔壓水試驗是檢查帷幕灌漿質(zhì)量最有效的手段之一。共布檢查孔14個，檢查段次104段，全部滿足≤3 L u的檢查標準，其中透水率小于1 L u的占79.8%，最大2.59 L u，平均0.71 L u。這說明施工質(zhì)量是好的，灌漿效果十分明顯。

（2）水泥結(jié)石情況。

從檢查孔鉆取的巖芯中揭露出大量的水泥結(jié)石，結(jié)石的分布比較均一，自孔深1.6 m～38 m范圍內(nèi)均有揭露，結(jié)石厚度從1 m m～80 m m不等，大部分膠結(jié)良好，結(jié)石強度高，與裂隙面粘結(jié)好，在細小的裂隙中，水泥以薄膜的形式充填。

5 邊坡、擋墻施工

噴錨支護范圍為高程1747 m～1821 m范圍內(nèi)貼坡?lián)鯄ν獾钠旅?。采用?8錨筋、入巖深度4 m、鋼筋網(wǎng)采用φ6.5鋼筋鋪安，網(wǎng)孔間距20 c m×20 c m，扎絲綁扎。噴層厚度 15 c m，標號 C 20。共施噴面積11318 m2，方量 1697 m3，錨桿總數(shù) 1416根。

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況，貼坡?lián)鯄Ψ秶鷶U大為 1748.0 m～1770.0 m；1768.75 m～1796.00 m；1776.66 m～1816.00 m。實際施工貼坡?lián)鯄 20鋼筋混凝土量4460.33 m3(含埋石砼233.64 m3)。固墻錨筋、隨機錨筋共1076根，鋼筋制安(含錨筋外露部分)65.0 t。

6 結(jié)語

2002年7月28 日水庫下閘蓄水，2002年8月6日水位蓄至1780.0 m，壩后量水堰測出的滲漏量僅增加了3 L/m i n，穩(wěn)定到8月12日，水位繼續(xù)上升，滲漏量無明顯增加。8月28日水位至約1793 m，壩后滲漏量穩(wěn)定。經(jīng)幾年的水庫正常的運行及觀測，表明水庫滲漏處理效果良好。陜西水利

[1]《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T5148-2001）[S].

[2]《錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范》（GB50086-2001）[S].

[3]《水工預(yù)應(yīng)力錨固施工規(guī)范》（DT/T5176-2003）[S].

[4]《水庫大壩安全事故防范與除險加固技術(shù)標準手冊》[S].