灌漿試驗在灌漿工程中指導作用分析

2013-10-24 12:08:42袁歧

黑龍江水利科技 2013年2期

袁歧

( 延壽縣加信鎮水利站，黑龍江延壽150700)

1 工程概況

關門山水庫位于螞蟻河左岸一級支流大柳河中下游。是一座防洪、除澇、灌溉為主，結合發電、養魚等綜合利用的中型水庫。

本次除險加固工程主要有溢洪道、輸水洞、土壩等3個部分。其中大壩帷幕灌漿工程分為黏土心墻灌漿和壩基帷幕灌漿，工程于2009年開工，2011年完工。

土壩建在級配不良細礫( 厚度約2.00 m) 上，下臥泥質弱膠結、膠結砂巖。

2 試驗的目的

通過本次灌漿試驗進一步了解土壩的心墻及基巖的工程地質狀況、為帷幕灌漿的進一步設計與施工提供準確可靠的試驗資料; 確定合理的灌漿技術參數、適宜的灌漿材料、灌漿界限以及論證帷幕灌漿進行防滲處理的必要性和可行性［1］。

3 試驗區的選擇及試驗孔布置

本次試驗段選擇在壩外側滲漏明顯灌帷幕線樁號0 +180 ～0 +190，共布設試驗孔10個( 其中檢查孔1個) ，按分Ⅲ序逐級加密的布設原則，孔間距為1.5 m. 孔深19.9 ～25.4 m。

表1 總工程任務量

4 帷幕灌漿技術要求

4.1 灌漿壓力

基巖0 ～2 m采用0.2 MPa，2 ～8 m采用0.3 MPa心墻采用0.05 MPa。

4.2 漿液選擇

本次試驗水泥標號不應低于425#。

黏土心墻段充填式灌漿: 依據設計要求采用粉質黏土或黏土摻加20%水泥的混合漿液進行充填式灌漿，水泥與土重量比為1∶1 ～4∶1，漿液容重為1.4～1.69 g/cm3。

基巖采用純水泥漿，按重量比由稀至濃共7個等級為:5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1。

4.3 漿液濃度的變換

在正常灌漿中，當某一級水灰比漿液灌入達到300 L以上或灌漿時間已達30 min時，壓力、吸漿量均無改變或改變不明顯時，改濃一級灌入。注入率＞30 L/min時，可根據情況越級變濃。

當灌漿壓力不變，吸漿量減少或壓力升高時不得改變水灰比。

4.4 屏漿標準

采用自下而上分段灌漿法時，在該段最大設計壓力下注入率≤1 L/min，繼續灌注30 min，可以結束灌漿。

4.5 鉆孔與壓水試驗

鉆孔采用H30 沖擊鉆機與XY—300 回轉鉆機相結合施工，黏土心墻采用H30 鉆機鉆孔深度要穿透的底板，下套管至基巖下0.5 m。基巖采用XY—300 回轉鉆機，孔徑60 mm進行基巖鉆探至巖下8 m。

采用自下而上進行壓水試驗，0 ～2 m 段采用0.1 MPa和2 ～8 m段采用0.2 ～0.3 MPa。

基巖部分采用單點法壓水試驗，壓力為灌漿壓力的80%約0.1MPa ～0.2MPa，實際操作中，基巖0～2.0 m，采用壓力為0.1 MPa，2.0 m 至終孔采用0.2 MPa。

壓入流量穩定標準，在穩定的壓力下每5 min測讀一次壓入流量，連續四次讀數中最大值與最小值之差＜最中值的10% 或最大值與最小之差＜1 L/min時本階段試驗即可結束取最終值做為計算值。

4.6 封孔

基巖部分:采用壓力灌漿封孔法

心墻部分:每孔灌漿完畢后，待孔周圍泥漿不再流動時，將孔內漿液取出，掃孔到底，用直徑23 cm、含水量適中的黏土球分層回填搗實，均質壩采用灌注稠漿或含水量適中的的制漿土料搗實。

4.7 特殊情況處理

在進行試驗段施工過程中，G9 孔基巖以下8 m，壓水試驗值20.6 lu，所以經監理和設計同意加深至12 m后，壓水試驗值較為合理，巖芯也較為完整，方可終孔。但在進行G1、G3、G5 竄漿較為嚴重，曾數次灌漿。由于試驗段階段，對于壩基的地質情況不熟悉，曾經出現大面積竄漿、冒漿現象，分析原因作業順序不合理，水泥結實時間過短，通過限壓、限流、間歇等方法摸索出適應本地質條件的灌漿方法，一定程度上影響了灌漿達到最佳效果。

5 帷幕灌漿效果比較分析

從試驗成果可知本次灌漿灌入水泥量Ⅰ序孔38 kg/m，Ⅱ序孔22 kg/m，Ⅲ序孔12 kg/m，共計灌入水泥量1 420.4kg。從灌入水泥量明顯看出水泥量按序減少的趨勢;從基巖壓水透水率來看Ⅰ序孔20.6～33 lu，Ⅱ序孔22 lu，Ⅲ序孔5.8lu ～16.5lu，也呈減少趨勢，表明灌漿效果明顯。

從檢查孔成果可知，灌漿效果顯著( 見表試驗段帷幕灌漿效果比較表) 。