織金縣吹聾水庫除險加固中帷幕灌漿技術應用分析

馬興明

(織金縣水利局，貴州織金552100)

織金縣吹聾水庫除險加固中帷幕灌漿技術應用分析

馬興明

(織金縣水利局，貴州織金552100)

很多水庫由于修建年代已久，在自然環境的侵蝕下會出現不同程度的滲漏現象，使水庫運行的安全性與可靠性受到威脅，因此需要對水庫進行除險加固。在水庫的除險加固工程中，帷幕灌漿技術的應用日益廣泛。文章以織金縣吹聾水庫為例，對帷幕灌漿技術在除險加固工程的應用進行了分析。

水庫;除險加固;帷幕灌漿;技術要點;質量控制

1 吹聾水庫概況

織金縣吹聾水庫位于織金縣城西南50 km的阿弓鎮西北部，水庫位于摸座河上的一條小支流源頭，流入摸座河后往下匯入三岔河，屬烏江水系。水庫為50 a一遇設計、500 a一遇校核，工程等別為Ⅳ等，大壩建筑物為4級，其他次要建筑物及臨時建筑物為5級。壩址以上集雨面積3.4 km2，多年平均流量0.09 m3/s，水庫主要水源為魚角洞泉水及其它多處小泉水，主河道長1.05 km，平均坡降70‰。正常蓄水位為1 814.4 m，設計洪水位為1 815.53 m(P=2%)，校核洪水位為1 816.03 m(P=0.2%)，總庫容133萬 m3，興利庫容102萬 m3，死庫容4萬 m3，設計灌溉面積20.2萬hm2，為年調節水庫。

2 帷幕灌漿工程的布置

根據相關設計，該工程共布置82個孔，其帷幕線位置從主壩右壩肩沿防滲墻布置到副壩左壩肩，為單排孔，孔距為3.0 m，帷幕線長246 m。但在實際施工中，設計將主壩右壩肩帷幕線向山體延伸了15 m，增加了83#～87#灌漿孔，并在副壩上游左下角增了2個加強孔，在吊鉆嚴重的28#孔～40#孔間增加了11個加密孔，累計增加灌漿孔深共計492.15 m。根據統計，本工程累計造孔深度2 464.5 m，累計耗灰588.2 t，最大單位耗灰10 939 kg/m。

3 帷幕灌漿施工技術要點分析

3.1 鉆孔

根據施工涉及的要求，對鉆孔的孔位、孔徑和孔深進行確定，在鉆孔前需要對孔口高程進行實際測量，將全站儀的應用與鋼尺的應用相結合對孔位進行定位。使用回轉式鉆機和金剛石鉆頭或者硬質合金鉆頭進行鉆進，灌漿孔的孔徑應選擇較小的，并保持鉆孔孔壁的平直性和完整性、孔向的準確性。鉆機的安裝必須平整穩定，為避免鉆機在運轉過程中發生偏移，在深孔部位進行施工時，應使用鋼筋將鉆機錨固。在軟弱層鉆進時，適當降低鉆進壓力;在堅硬巖層中施工時，控制好壓力，防止因鉆進壓力過大而使鉆桿變形影響孔向。在施工過程中，要通過測斜儀對孔底偏差進行測量，并及時采取補救措施處理偏差超出允許范圍的情況，孔底偏差的最大允許范圍見表1。

表1 孔底偏差的最大允許范圍

3.2 沖洗

為了避免裂隙的進口被堵塞，保證灌漿的質量，在鉆孔符合設計要求之后需要對其進行沖洗，把殘留在孔底和黏附在孔壁處的巖粉、碎屑等雜質沖出孔外。本工程使用壓力水進行沖洗，這樣能夠沖出巖石裂隙或空洞中所充填的松軟的、風化的泥質充填物，有利于漿液流進裂隙，促進其與裂隙接觸面的膠結凝固，達到防滲和固結的作用。沖洗的壓力為灌漿壓力的80%，即0.24 MPa，沖洗標準為回水變清后結束。

3.3 壓水試驗

壓水試驗的目的是掌握水庫的滲漏情況，了解巖石的滲透性。根據本工程的實際情況，在進行先導孔的鉆孔過程中，根據要求對孔采用自上而下分段的方式進行壓水試驗，其段長一般3～5 m，最大≤8 m。壓水試驗方法采用單點法簡易壓水，壓水20 min，每5 min測讀一次流量，計算流量取最后的流量值。

3.4 灌漿施工

3.4.1 帷幕灌漿的材料選擇

帷幕灌漿的水泥應采用普通硅酸鹽水泥，水泥標號大于425#，期質量必須符合相關的標準，出現受潮結塊的水泥不能用于工程之中，水泥通過過80 μm方孔篩的篩余量在5%以內方能達到對水泥的細度要求。本工程中使用普通硅酸鹽P.O42.5水泥，灌漿水灰比采用5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1。灌漿用水應達到拌制水工混凝土用水的要求，外加劑的加入應以灌漿的需要為依據，并且不能對環境造成污染，通過室內試驗和現場灌漿試驗對外加劑的種類和摻入量進行確定。

制漿的材料必須進行稱量，并保證稱量誤差在5%以內，泥漿的攪拌必須均勻并對泥漿的密度進行測定，在對純水泥漿液進行攪拌時，如果使用的是普通攪拌機，則攪拌時間應＞3 min，如果使用的是高速攪拌機，則其攪拌時間應至少為30s，在使用前應對漿液進行過篩。

3.4.2 控制灌漿壓力

在灌漿的過程中，可以通過一次升壓法和分級升壓法對灌漿壓力進行控制。對于透水性較小、裂隙不發育的巖石基礎帷幕灌漿，一次升壓法具有良好的適用性。對于巖石透水性大、很難快速達到規定壓力的灌漿段可以采用分級升壓法，是分級升壓法是指在灌漿的過程中，把壓力化分為數個階段，然后逐級升高到設計的壓力值。

3.4.3 漿液濃度的變換

在施工的過程中，漿液濃度的變換應按照以下的要求進行:在灌漿壓力保持不變并且注入率持續減少的情況下，或者在注入率保持不變但是壓力持續升高的情況下，不對水灰比進行改變;在某一級漿液的注入量達到300 L以上，或者灌注的時間達到1 h，但是灌漿壓力、注入率的改變不明顯時，將水灰比改濃一級進行灌注;在注入率＞30 L/min的情況下，應根據具體的情況越級變濃。

3.4.4 封孔

本工程采取的灌漿方式為自上而下的分段灌漿，在規定的壓力下，注入率≤1 L/min時繼續灌注60 min即可結束灌漿，封孔通過壓力灌漿封孔法進行。

4 帷幕灌漿施工質量控制措施

4.1 合理處理特殊狀況

在灌漿施工的過程中，如果出現冒漿、漏漿的狀況，根據具體情況，采用一定的措施進行處理，比如表面封堵、嵌縫等方法。在帷幕灌漿的過程中出現串漿，如果被串漿孔正在造孔，應立刻停止鉆孔施工，并用灌漿塞塞住，在灌漿孔的灌漿結束后，再對串漿孔進行掃孔，根據要求進行沖洗，然后繼續鉆進或者灌漿施工。如果灌漿施工因故中斷，應盡快將灌漿恢復，對鉆孔進行及時的沖洗，而后恢復灌漿［1］。如果沖洗無效或者無法進行沖洗，則應進行掃孔，然后恢復灌漿。恢復灌漿時，灌注時應采用開灌時的水灰比，如果單位吸耗漿量和中斷前的較為相近，應改用中斷前的水灰比進行灌注;如果與中斷前的吸漿量，單位吸漿量減少較多，應逐級加濃漿液的濃度然后繼續灌注。

4.2 加強對施工過程的管理

灌漿工程是一項隱蔽工程，為保證工程的質量，需嚴格控制每一道施工工序，并安排專門的技術人員進行值班。鉆孔時，每個孔都必須由技術員對孔位、孔深進行檢查，確實達到設計要求方可灌漿。灌漿泵壓力表的擺動范圍應≤灌漿壓力的20%，灌漿設備、管路、壓力表都必須有足夠的排漿量及各種灌漿的要求。漿液的配比必須嚴格稱量，各灌漿點測定來漿密度，按實際需要進行準確配制，漿液成品的使用時間必須加以嚴格的控制，不得超過規定時間。

［1］張雷，誥緒鋒，李偉良.帷幕灌漿在水庫除險加固工程中的應用［J］.黑龍江水利科技，2007，35(04):194－195.

TV697.3

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1007－7596(2014)07－0150－02

2013－10－31

馬興明(1964－)，男，貴州織金人，工程師，從事水利水電工程建筑工作。