廣西合浦縣山窯水庫大壩劈裂灌漿施工質(zhì)量控制

梁永玖

(廣西合浦縣水利科技服務(wù)站，廣西合浦536100)

1 基本概況

白沙山窯水庫始建于1957年8月，1959年5月建成，水庫現(xiàn)有樞紐工程由主壩、副壩、溢洪道、放水涵四部分組成。水庫土壩設(shè)計(jì)為均質(zhì)土壩，填筑土料從庫區(qū)附近的大嶺和紅茶嶺上取用，其土質(zhì)為黏土或重黏土，由于洪水及取土場積水等原因，在實(shí)際施工中，并未按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行土壩填筑，51 m高程以下筑壩土料采用黏土，51 m至55 m高程壩體土料采用風(fēng)化土或紅壤土，在56 m高程以上壩體由于取土困難，加上汛期施工，大部分利用風(fēng)化頁巖打碎加水壓實(shí)，風(fēng)化土不打碎以及灑水不均勻，層與層接合處理不好，造成土壩滲水嚴(yán)重。1973年以后發(fā)現(xiàn)外坡從51～66 m高程有大面積積水，因此，滲漏問題是大壩本身填筑施工質(zhì)量問題。

2 壩體滲漏的工程地質(zhì)條件分析

根據(jù)原有設(shè)計(jì)資料，山窯水庫壩基出露巖石為頁巖，壩右端為土山，土質(zhì)屬壤土，含砂量較大，壩左側(cè)為砂質(zhì)頁巖，表面已風(fēng)化，多為紫紅色或灰色，水庫上下游河槽為黏土，黏土以下1 m左右為堅(jiān)硬的砂質(zhì)頁巖。壩體建于堅(jiān)硬頁巖之上，壩基礎(chǔ)較好。水庫壩基為堅(jiān)硬砂質(zhì)頁巖，滲透性弱，且水庫主壩設(shè)計(jì)時，壩基中間設(shè)有2 m高的砼截水墻，其深入基巖深度0.5 m。主壩填筑土料情況:51 m高程以下為黏土，51～55 m高程采用部分風(fēng)化土和紅壤土，56 m高程以上由于取土困難，大部分利用風(fēng)化打碎壓實(shí)，滲透性強(qiáng)。

從水庫滲漏觀測資料分析，大壩滲透主要是壩體滲漏。其滲漏的四個原因:

1)土壩填筑時，土層太厚，加上施工機(jī)械落后，致使每層填土上實(shí)下松，形成水平滲水帶。

2)風(fēng)化土石打碎不合規(guī)格，風(fēng)化料中含砂礫量及未風(fēng)化碎石過多，加上施工中灑水不均勻，使碾壓達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，層與層之間接合不好，造成外坡滲水。

3)主壩壩腳反濾體被堵而失效，不能排水，造成大壩滲水從壩坡溢出。

4)由于白蟻等動物在壩身大洞營巢，也是壩體滲漏的原因。

3 劈裂灌漿施工的質(zhì)量控制

3.1 劈裂灌漿施工步驟控制

劈裂灌漿施工分造孔和灌注兩個步驟。造孔:第一排在壩軸線上，第二排平行于壩軸線，并向上游平移3 m位置上，施工方法是先從第二排(上游排)灌起，然后第一排(下游排)，每排施工分三序孔進(jìn)行，即第一序孔間距12 m，第二序孔間距6 m，第三序孔間距3 m，鉆孔深度比原基礎(chǔ)深多1 m，兩排孔位呈梅花樁形布置。如果造孔由于壩體土層含礫砂量較多，鉆孔干鉆進(jìn)尺較困難，效率低，鉆機(jī)造孔在允許范圍內(nèi)加少許水幫助鉆進(jìn)，提高速度。

劈裂式灌漿采用孔底注漿全孔灌注的方法，即注漿管下到孔底以上0.5～1.0 m處，不設(shè)阻漿塞灌漿，經(jīng)過幾次灌注基本不吃漿或孔口壓力達(dá)到或接近設(shè)計(jì)壓力時，立即停灌，提升注漿管3～4 m，繼續(xù)灌到設(shè)計(jì)要求，如此反復(fù)灌注，直至該孔灌漿達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。

3.2 劈裂灌漿操作要求控制

為保證灌漿防滲效果，對灌漿施工嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行操作，具體要做到如下要求:②灌漿先用稀漿，當(dāng)壩體一出現(xiàn)裂縫，灌漿壓力突然下降，即改為符合要求的稠漿。②灌漿采用分序和“少灌多復(fù)”(一次灌漿量少，重復(fù)灌漿次數(shù)多)，目的是加速漿液在壩體中的析水固結(jié)，提高泥墻的質(zhì)量，控制孔隙水壓力在允許范圍內(nèi)，保證壩體安全。③兩次灌漿間隔時間≥3 d。④每孔每次平均灌漿量，以孔深計(jì)每米孔深控制在0.5～1米之間，每孔灌漿次數(shù)在5次以上。⑤孔口壓力控制在設(shè)計(jì)最大允許灌漿壓力以內(nèi)，最大灌漿允許壓力△P用下式計(jì)算:△P=αδ3－δ2+δt－γh。⑥當(dāng)漿液升至孔口，經(jīng)連續(xù)復(fù)灌3次不再吃漿時，即可停止灌漿，每孔灌完后，將注漿管拔出，然后封孔。

3.3 劈裂灌漿處理問題控制

灌漿出現(xiàn)問題的處理:①裂縫處理:當(dāng)壩面出現(xiàn)縱向裂縫后，分析發(fā)生的原因，如果是劈裂縫，把裂縫控制在一定寬度，然后停灌，待裂縫閉合后再灌，當(dāng)壩面出現(xiàn)橫向裂縫立即停灌，如果裂縫深度較淺，可以開挖黏土回填夯實(shí)后現(xiàn)灌，如果裂縫較深，用稠漿灌注裂縫。②冒漿處理:當(dāng)壩頂和壩坡冒漿，立即停灌，挖開漿口，用黏土料回填夯實(shí)，當(dāng)鉆孔周圍冒漿，可采用壓砂處理。③串漿處理:當(dāng)?shù)谝恍蚩坠酀{時串漿，分析原因如對壩體無影響，用木塞堵住串漿孔，繼續(xù)灌漿;當(dāng)灌漿后期串漿，如果是相鄰孔串漿，說明已形成連續(xù)泥墻。④隆起處理:如壩坡隆起，立即停灌，分析原因，確定不是與滑坡有關(guān)的，停5～10 min后再灌。

灌漿綜合控制是保證灌漿期間壩體安全和灌漿質(zhì)量的重要措施。灌漿綜合控制包括:灌漿壓力控制、橫向水平位移控制、裂縫開展寬度控制，綜合控制施行于灌漿過程的始終。灌漿量采用泥漿泵流量進(jìn)行控制，灌漿壓力是通過注管上的壓力表進(jìn)行控制，當(dāng)壓力表達(dá)到一定數(shù)值則停灌，橫向位移通過壩頂上預(yù)埋的觀測點(diǎn)來控制。

3.4 劈裂灌漿施工技術(shù)措施控制

①漿液嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配料，用打漿機(jī)攪拌。②做好灌漿土料和漿液試驗(yàn)，再做灌漿試驗(yàn)。③每次灌漿次數(shù)通過試驗(yàn)確定。④灌漿先灌上游排，后灌下游排，先灌河槽段后灌岸坡段。⑤灌漿孔口壓力最大允許值小于2.8×105Pa。⑥灌漿結(jié)束并需經(jīng)過至少28天才能在灌漿區(qū)內(nèi)鉆檢查孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)。⑦灌漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為:灌漿完成后滲透系數(shù)不大于10～6 cm3/s。⑧盡量推遲和限制壩面出現(xiàn)裂縫，一般限制在3 cm以內(nèi)，要求停灌后，壩體裂縫基本閉合。⑨灌漿泵和灌漿孔口處均安裝壓力表，壓力表經(jīng)常進(jìn)行檢查，壓力表與管路之間設(shè)有隔漿裝置。⑩做好大壩變形觀測，以確保主壩穩(wěn)定安全;做好滲流觀測，以檢查灌漿效果，做好灌漿壓力和灌漿量的觀測，做好裂縫和冒漿觀測及其他觀測并作好記錄。

3.5 劈裂灌漿管理制度控制

為了確保工程施工質(zhì)量，除技術(shù)控制外，還采取以下行之有效的組織管理制度控制:①組織工地施工管理人員、作業(yè)隊(duì)長、安全質(zhì)量監(jiān)督人員熟悉工程有關(guān)規(guī)范、規(guī)程和評定標(biāo)準(zhǔn)及操作程序。②各種管理人員和主要技術(shù)人員均應(yīng)持證上崗，以確保各道工序的施工質(zhì)量。③嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”。④將工程質(zhì)量與管理人員及操作人員的利益掛鉤，論功行獎，獎優(yōu)罰劣。⑤制定管理人員，施工操作人員的崗位責(zé)任，做到人人有章可循，明確每人的責(zé)任。⑥定期或不定期組織召集管理、質(zhì)檢、安監(jiān)人員總結(jié)、分析、討論、研究怎樣提高工程質(zhì)量的方法、措施步驟，使整個工程質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

［1］北海地質(zhì)勘察院.合浦縣山窯水庫大壩地質(zhì)勘察報告［R］.北海:北海地質(zhì)勘察院，2001.

［2］合浦水水利水電設(shè)計(jì)室.壩體劈裂灌漿施工專項(xiàng)設(shè)計(jì)報告［R］.廣西:合浦水水利水電設(shè)計(jì)室，2002.