郭力垅水庫除險加固工程基礎(chǔ)帷幕灌漿施工

盛云花

郭力垅水庫壩基基巖主要為玄武巖，破碎帶和裂隙較多，巖石透水性強(qiáng)，為加強(qiáng)壩體防滲性能，減少水庫滲漏，采取帷幕灌漿進(jìn)行大壩防滲處理，本文主要介紹了郭力垅水庫除險加固工程基礎(chǔ)帷幕灌漿施工，并通過測試壩基透水率分析灌漿效果。

概述

郭力垅水庫位于金華市婺城區(qū)白龍橋鎮(zhèn)，水庫所在河流屬錢塘江流域金華江干流馬達(dá)溪支流。水庫控制集雨面積2.4km2，水庫除本身集雨面積內(nèi)來水外，主要靠金蘭水庫下游白沙溪楓蘆堰引水入庫。本水庫原設(shè)計是一座以灌溉為主，結(jié)合防洪、發(fā)電等綜合利用的小（1）型水庫。郭力垅水庫除險加固建設(shè)的任務(wù)是通過實施對主壩、副壩、溢洪道等建筑物的除險加固措施，消除安全隱患，確保工程安全，發(fā)揮水庫原有的設(shè)計功能。樞紐主要建筑物有：主壩一座、副壩六座、溢洪道、擬建發(fā)電隧洞進(jìn)水口為4級建筑物。引水工程、擬建發(fā)電隧洞洞身段、電站等為5級建筑物。由于該工程為已建水庫除險加固，建筑物已基本定型，樞紐布置與原布置基本相同。在大壩右側(cè)新增一發(fā)電隧洞，主壩壩內(nèi)中輸水涵管、東發(fā)電涵管封堵。拆除5#副壩、6#副壩，在現(xiàn)5#、6#副壩位置新建攔河壩，拆除壩體內(nèi)的灌溉涵管及發(fā)電涵洞，拆除西電站及啟閉機(jī)房。溢洪道結(jié)合5#副壩布置，原溢洪道位置廢棄并其進(jìn)口加高，采用細(xì)骨料砌塊石擋墻型式。

帷幕灌漿試驗

郭力垅水庫大壩基巖地質(zhì)條件復(fù)雜，為進(jìn)一步探明地質(zhì)情況，為確定灌漿參數(shù)，在壩軸線中心線區(qū)域內(nèi)共布置了9 個灌漿試驗孔，經(jīng)過對灌漿孔壓水試驗及灌漿資料整理分析，確定施工參數(shù)如下：

壓水試驗：第一段壓力為0.3Mpa，第二段壓力為0.5Mpa。

基巖：第一段灌漿壓力為0.5Mpa，第二段灌漿壓力為0.7Mpa。

孔距：Ⅰ序孔10m，Ⅱ序孔5m，Ⅲ序孔2.5m。

開灌水灰比：5：1。

以上施工參數(shù)適用于各個階段灌漿施工。

灌漿施工

灌漿孔的設(shè)計布置情況

根據(jù)對郭力垅水庫大壩地質(zhì)勘查情況，制定了灌漿孔的設(shè)計布置，灌漿孔共279 個，均為垂直孔，單排孔孔距為2.5m。全程分三次施工完成。灌漿后需嚴(yán)格進(jìn)行壓水試驗，透水率小于10Lu 為合格。

施工方法

主壩工程帷幕灌漿布置：在樁號0+000～0+305m 范圍內(nèi)，沿套井中心線上布設(shè)123 只帷幕孔，孔距2.5m；1#副壩帷幕灌漿布置：在樁號0+000～0+170m 范圍內(nèi)，沿套井中心線上布設(shè)69 只帷幕孔，孔距2.5m；2#副壩帷幕灌漿布置：在樁號0+000～0+055m 范圍內(nèi)，沿斜墻齒槽中心線上布設(shè)23 只帷幕孔，孔距2.5m；3#副壩帷幕灌漿布置：在樁號0+000～0+62.5m 范圍內(nèi)，沿斜墻齒槽中心線上布設(shè)26 只帷幕孔，孔距2.5m；4#副壩帷幕灌漿布置：在樁號0+000～0+092.5m 范圍內(nèi)，沿套井中心線上布設(shè)38 只帷幕孔，孔距2.5m；灌漿孔位根據(jù)金華市水利水電勘測設(shè)計院的圖紙設(shè)計，帷幕孔設(shè)一排，由工地測量放樣。帷幕灌漿孔沿新壩軸線單排布置，帷幕灌漿孔孔距2.5m；水泥灌漿采用自上而下分段灌漿法，第一段灌漿結(jié)束后再進(jìn)行第二段鉆孔，每段長度不得大于5.0m，灌漿孔口壓力根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整；灌漿水泥標(biāo)號采用R32.5 以上，水灰比采用5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1 共5 個級別；在規(guī)定壓力下，當(dāng)注入率不大于0.4L/min 時，繼續(xù)灌漿60min，灌漿可以結(jié)束；基巖封孔采用壓力灌漿封孔法，壩體采用黏土球封孔。

灌漿施工工藝流程

鉆孔→鉆孔沖洗→壓水試驗→灌漿→灌漿的質(zhì)量檢查。

鉆孔

帷幕灌漿孔采用150 型地質(zhì)鉆機(jī)造孔，金剛石鉆頭，終孔直徑不小于75 mm，孔位、空深滿足設(shè)計要求，孔斜率符合規(guī)范要求。發(fā)現(xiàn)孔斜率超過規(guī)范要求，均采取補(bǔ)救措施。

鉆孔沖洗

灌漿前均對鉆孔進(jìn)行沖洗，沖洗以回水返清為結(jié)束，沖洗壓力不大于設(shè)計灌漿壓力的80%。

壓水試驗

對先導(dǎo)孔應(yīng)自上而下分段進(jìn)行壓水試驗，壓力為灌漿壓力的80%，當(dāng)超過時最大取1 Mpa。壓水試驗方式采用單點(diǎn)法進(jìn)行。

灌漿

灌漿采用自下而上方法，當(dāng)孔口有涌水現(xiàn)象，則采用了自上而下方法，注漿方式采用循環(huán)式，段長5m～6m，接觸段為2m，灌漿壓力按設(shè)計確定。灌漿漿液的濃度由稀變濃，逐級變換。在特大吸漿量時，采取低壓濃漿、間隙灌漿、摻加速凝劑等措施。進(jìn)行帷幕灌漿時，砼與基巖接觸部位的灌漿段應(yīng)先行單獨(dú)灌漿并待凝。接觸段在基巖中的長度不大于2m，灌漿壓力宜取0.3MPa，灌漿塞塞于巖面以上0.2m～0.3m，接觸段以下灌漿時，灌漿塞應(yīng)阻塞在該灌漿段頂以上0.5m 處，防止漏漿，各灌漿段灌漿結(jié)束后一般可不待凝，但在灌前涌水、灌后返漿或遇其他地質(zhì)條件復(fù)雜情況，則宜待凝，待凝時間根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定。

結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

在規(guī)定的壓力下，灌漿孔段注入率不大于0.4L/min，延續(xù)30 min，或不大于1.0L/min，延續(xù)60 min，即可結(jié)束。

封孔

灌漿結(jié)束后均及時進(jìn)行封填，采用灌漿封孔法。

灌漿深入相對不透水層（q ≤10Lu）。灌漿分3 序進(jìn)行，先灌1 序，后灌Ⅱ序，再灌Ⅲ序孔。灌漿自上而下進(jìn)行，采用孔內(nèi)循環(huán)灌漿法，灌漿泵型號為BW-200，灌漿采用425#普通硅酸鹽水泥。灌漿前進(jìn)行簡易壓水試驗，灌漿結(jié)束后用濃漿封孔。

灌漿效果檢查

根據(jù)對帷幕灌漿資料分序統(tǒng)計，Ⅰ序孔有15 個孔31 個段次進(jìn)行過灌漿，其中：4 個段次單耗介于5kg/m～10kg/m，占總段數(shù)的13%；27 個段次單耗介于50kg/m～100kg/m，占總段數(shù)的87%。

Ⅱ序孔有13 個孔26 個段次進(jìn)行過灌漿，其中：2 個段次單耗介于1kg/m～5kg/m，占總段數(shù)的8%；7 個段次單耗介于5kg/m～0kg/m，占總段數(shù)的27%；17 個段次單耗介于10kg/m～100kg/m，占總段數(shù)的65%。

Ⅲ序孔有26 個孔52 個段次進(jìn)行過灌漿，其中：5 個段次單耗介于1kg/m～5kg/m，占總段數(shù)的10%；19 個段次單耗介于5kg/m～10kg/m，占總段數(shù)的37%，28個段次單耗介于10kg/m～100kg/m，占總段數(shù)的54%。

平均單位耗灰量：Ⅰ序孔為29.22kg/m，Ⅱ序孔為22.92kg/m，Ⅲ序孔為7.71kg/m。說明隨著分序加密，巖石的吸漿量變小，灌漿取得了預(yù)期效果。

在帷幕灌漿工作結(jié)束后，由監(jiān)理工程師根據(jù)灌漿資料統(tǒng)計表所反映的情況，在地質(zhì)條件差（節(jié)理、裂隙發(fā)育）、單耗大的地方布置固結(jié)檢查孔。

結(jié)語

檢查帷幕灌漿質(zhì)量與效果的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》和《郭力垅水庫大壩基礎(chǔ)帷幕灌漿施工技術(shù)要求》規(guī)定，經(jīng)帷幕灌漿后，據(jù)近29 個檢查孔透水率為2.78Lu～9.79Lu，均滿足設(shè)計規(guī)定的小于10Lu 標(biāo)準(zhǔn)，這表明灌漿工程質(zhì)量效果是良好的，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是保證的。壩體防滲分部工程最后評定等級為優(yōu)良。

郭力垅水庫自2012 年12 月開始蓄水以來基礎(chǔ)未發(fā)現(xiàn)明顯滲水，說明帷幕灌漿設(shè)計布置合理，施工控制嚴(yán)格，灌漿質(zhì)量滿足要求，效果令人滿意。