關于BS規范GIN灌漿的現場灌漿試驗淺析

張波

摘 要：毛里求斯Arnaud大壩為一座壩高18m的土壩，壩長150m。根據設計要求，壩基帷幕采用GIN灌漿法進行施工。但在正式灌漿前需進行現場灌漿試驗以確定帷幕灌漿的施工參數。本文主要介紹GIN現場灌漿的相關情況。

關鍵詞：GIN；現場灌漿試驗；帷幕灌漿

1 概述

1.1 工程概況

Arnaud大壩壩高約18m，優化后的壩體長度約150m，壩體為均質土壩結構。該工程主要目的是壩筑擋水后，將水引入Vacoa水庫以解決附近居民的供水問題。

1.2 防滲設計

壩基帷幕灌漿設計分為Ⅲ序孔施工，其中Ⅰ序孔間距12m，Ⅱ序孔與Ⅰ序孔間距12m，Ⅲ序孔與Ⅰ序孔、Ⅱ序孔間距3m。灌漿深度為孔位處壩高的75%，采用GIN灌漿法進行帷幕灌漿的施工。為了確定灌漿施工中的控制參數，在灌漿施工進行現場灌漿試驗。

2 現場灌漿試驗

2.1 試驗面板區域的選擇

在新建大壩設計帷幕灌漿軸線下游靠近河道的位置上選擇一塊12m長的區域進行灌漿試驗（見表1）：

2.2 灌漿試驗面板孔位圖設計

根據技術規范要求、灌漿設計圖，對灌漿試驗面板孔位圖設計如圖1：

一個灌漿試驗面板設計2個Ⅰ序孔、1個Ⅱ序孔，2個Ⅲ序孔。

圖中：a1=6m， a2=3m。

灌漿分二段進行，設計第一段灌漿深度h1=5m，第二段灌漿深度h2=5m。

2.3 灌漿參數設計

灌漿試驗面板孔設計參數見下表2：

3 灌漿試驗面板施工步驟及內容

3.1 孔內施工步驟

孔內施工采用自上而下的灌漿順序，具體參見SC11。

覆蓋層部位鉆90mm孔，大壩基礎部位鉆75mm孔。

3.2 孔間施工順序

先對五個試驗孔的第一段進行施工：

（1）分別鉆取Ⅰ- ① 和Ⅰ- ②的第一段；

（2）對Ⅰ- ①進行沖洗10min；

（3）在Ⅰ- ①的蓋重層下安裝1m深的灌漿塞，然后以0.2 bar 的壓力進行壓水試驗；

（4）對Ⅰ- ①孔的第一段進行灌漿施工，同時觀察Ⅰ- ②中是否有漿液滲出；

（5）鉆取Ⅱ- ①孔，同時對Ⅰ- ②孔的第一段進行沖洗、下塞和壓水試驗；

（6）對Ⅰ- ②孔的第一段進行灌漿施工，同時觀察Ⅱ- ①孔中是否有漿液滲出；

（7）分別鉆取Ⅲ- ①和Ⅲ- ②孔的第一段，同時對Ⅱ- ①孔進行沖洗、下塞和壓水試驗；

（8）對Ⅱ- ①孔進行灌漿施工，同時觀察Ⅲ- ①和Ⅲ- ②孔是否有漿液滲出；

（9）分別對Ⅲ- ①和Ⅲ- ②孔進行沖洗、下塞和壓水試驗以及灌漿試驗，第一段灌漿完成；

（10）按同樣的順序對上述灌漿試驗孔的第二段進行施工。

通過壓水試驗確定是否進行Ⅳ序孔的施工。

具體施工順序如圖2所示：

3.3 壓水試驗

每個孔在鉆孔完成并清洗干凈后進行壓水試驗。

簡易壓水，壓力P=0.2Bar。

3.4 灌漿流程

灌漿采用孔口封閉，孔外循環的方式。通過自動記錄儀監控灌漿的壓力和流量。現場灌漿布置及工藝流程如圖3所示：

4 GIN值的選擇

在鉆孔、清孔、壓水試驗完成后，采用穩定的漿液進行灌注。

4.1 穩定漿液

采用水灰比為0.8：1的拌制穩定漿液，并摻15%的粉煤灰，具體漿液配比如表3所示：

4.2 灌漿壓力

所有段的灌漿壓力都按以下流程進行操作（如圖4）：

根據專家意見，確定Pmax=2.0Bar（或Pmax=2.5Bar）

4.3 灌漿流量V的確定

根據專家意見，確定每段的最大灌漿量為400kg水和400kg膠凝材料，即根據漿液容重的Vmax=114 L/m.

4.4 GIN值的確定

根據GIN灌漿原理，帷幕灌漿孔深小于20m時，GIN值取低值，本項目灌漿的GIN值取值如下：

第一段：GIN=50MPa .L/m

第二段：GIN=50MPa .L/m

具體根據現場灌漿試驗情況，確定相應的GIN值。

4.5 灌漿結束標準

達到GIN值，且流量小于1L/min，延續30min結束。

達到GIN值，且流量較大時，調整壓力，使之沿GIN曲線下滑，直至流量小于1L/min，延續30min結束。

達到最大灌漿壓力，且流量小于0.4L/min，延續10min結束。

當流量較大時，采用限流、限量、間歇等措施進行處理。

盡可能耗用較小的灌注體積，達到所需的GIN強度值。

4.6 抬動觀測

灌漿開始前，在灌漿孔周邊設二個移動式抬動觀測點。采用水平儀跟蹤觀測點的高程變化，并進行記錄。

4.7 數據整理

通過試驗面板的灌漿，對灌漿數據進行匯總并整理，確定灌漿控制性參數：GIN值、Pmax=0.2Bar、Vmax=100L/m。

根據灌漿檢測情況再確定是否進行Ⅳ序孔的施工。

5 結束語

在現場灌漿過程中，由于大壩基礎滲水性強，在現場灌漿過程中，盡管Ⅲ序孔灌漿施工完成后又補充了Ⅳ序孔、Ⅴ序孔、Ⅵ序孔的施工，但灌漿參數始終以灌漿試驗確定的參數為指導，使得最終的平均灌漿流量很好的控制在50L/m。