水利水電工程防滲灌漿技術(shù)要點研究

何永松，何洪兵

(天長市二峰電力灌溉總站，安徽 天長 239300)

水利水電工程防滲灌漿施工是一個較為復(fù)雜的過程，在整個施工過程中有著較多的影響因素，如：地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文情況、混凝土配制情況等，為有效保證整體施工質(zhì)量，需在實際施工中結(jié)合現(xiàn)場施工的情況，加強各個施工環(huán)節(jié)、各個技術(shù)要點的管理控制，嚴(yán)格依照設(shè)計要求進行施工。

1 工程概況

高峰水庫是由二峰電灌總站管理的一所安徽省重點中型水庫，位于安徽省天長市關(guān)塘鄉(xiāng)(現(xiàn)并入冶山鎮(zhèn))與鄭集鎮(zhèn)交界處，離天長市區(qū)約12 km，水庫100 a一遇設(shè)計，10 000 a一遇校核，總庫容0.144 9億 m3，水庫以灌溉為主兼起防洪和綜合經(jīng)營的多年調(diào)節(jié)中型水庫。水庫灌溉面積16.78 km2，耕地1.51萬畝，水庫保護下游面積86.75 km2，耕地5.12萬畝，人口5.4萬人。大壩在運行的過程中發(fā)現(xiàn)二平臺老河槽處出現(xiàn)散浸滲水現(xiàn)象，對其做具體調(diào)查主要表現(xiàn)出以下兩種病害現(xiàn)象：

(1)二平臺老河槽段壩體存在縱橫交錯的微型裂縫，其中距離邊沿位置約210 cm處存在一條較為明顯的縱向裂縫，寬度為1 cm。同時在第一段墻體和第二段墻體之間的接縫位置處，存在不均勻沉降現(xiàn)象，高差沉降引起1.7 cm左右的張裂裂縫。

(2)二平臺老河槽段壩體的頂部位置存在多處鋼筋保護層脫落的情況，脫落位置鋼筋出現(xiàn)較為嚴(yán)重的銹蝕。此外，壩體施工過程中設(shè)置的伸縮縫位置處也出現(xiàn)鋼筋裸露銹蝕現(xiàn)象。

為有效避免二平臺老河槽段壩體滲漏現(xiàn)象繼續(xù)擴展，保證壩體整體結(jié)構(gòu)的安全性，針對該段壩體采用防滲灌漿技術(shù)進行處理，提升其穩(wěn)固性能。

2 防滲灌漿技術(shù)要點分析

在此次針對高峰水庫二平臺老河槽段壩體的防滲灌漿施工中，主要采用兩種灌漿方法，全孔一次灌漿法和分段鉆孔灌漿法，當(dāng)孔深在6 m以內(nèi)時應(yīng)用全孔一次灌漿法，當(dāng)孔深超過6m時，則采用分段鉆孔灌漿法[1]。全孔一次灌漿法在應(yīng)用時按照如圖1所示的工藝程序展開施工。

圖1 全孔一次灌漿法施工工序

2.1 測量放線

施工班組根據(jù)鉆孔定位要求進行測量放樣，二平臺老河槽段壩體鉆孔整體分為5排，孔間橫豎間距定為2 m，并呈梅花型進行排列。鉆孔防滲灌漿施工采用從下到上，從兩側(cè)到中間的方式進行鉆孔灌注施工。在測量放線的過程中應(yīng)標(biāo)注出每個孔的具體點位以及鉆孔深度，為鉆孔施工奠定基礎(chǔ)[2]。

2.2 鉆孔施工

在完成測量放線之后，嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計圖紙要求(孔深、孔斜度、孔徑)進行鉆孔施工。結(jié)合此次工程項目病害表現(xiàn)特點，孔徑選擇范圍為25～35 mm，孔深主要結(jié)合病害裂縫深度進行確定，孔深尺寸應(yīng)超過裂縫深度1～2 m，確保鉆孔深入到堤壩基層土1～2 m。在實際鉆孔作業(yè)過程中，先采用螺旋鉆探芯樣鉆探設(shè)備鉆1/10 的先導(dǎo)孔，先導(dǎo)孔的直徑控制在70～110 mm范圍內(nèi)，在先導(dǎo)孔鉆孔完成之后，從孔中取樣展開分析，以此進一步明確壩身的實際情況，如果發(fā)現(xiàn)與設(shè)計勘測存在差異，應(yīng)及時上報監(jiān)理人員、技術(shù)人員，對孔位做出調(diào)整，并對調(diào)整后孔位坐標(biāo)做出記錄[3]。為保證整體鉆孔灌注施工質(zhì)量，實際鉆孔與設(shè)計鉆孔位置之間的誤差應(yīng)控制在10 cm以內(nèi)。

2.3 漿液配制與灌漿施工

2.3.1 漿液配制

漿液配制質(zhì)量直接影響到鉆孔防滲灌漿施工的質(zhì)量，屬于防滲灌漿施工技術(shù)應(yīng)用中十分關(guān)鍵的一環(huán)。在漿液配制中主要應(yīng)做好以下幾點：(1)依照設(shè)計要求選擇應(yīng)用制漿材料。在制漿前應(yīng)進行漿液配制試驗，通過試驗明確材料配制比例，為漿液配制提供基礎(chǔ)，漿液配制應(yīng)用到的材料主要包括：黏土、膨潤土、水泥、外加劑、摻合料[4]；(2)檢驗配制用材料質(zhì)量。漿液配制所用材料需達到對應(yīng)的質(zhì)量要求，如：黏土應(yīng)當(dāng)以重粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)黏土為主，此類土質(zhì)具有更高的穩(wěn)定性，同時成漿率也更高；水玻璃添加劑濃度控制在30～45范圍內(nèi)；水質(zhì)檢驗，配制泥漿的水質(zhì)應(yīng)不含有過多的雜質(zhì)。(3)嚴(yán)格按照試驗配制比進行制漿。在漿液配制過程中應(yīng)用泥漿攪拌機進行配制，對漿液進行均勻攪拌，在完成漿液拌制應(yīng)用到灌注施工之前應(yīng)對漿液的物理力學(xué)性能進行檢測，確保其符合設(shè)計物理力學(xué)性能指標(biāo)要求(如表1所示)[5]。

表1 漿液配制物理力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)

2.3.2 灌漿施工

在進行灌漿施工的過程中，應(yīng)用“少灌多復(fù)”的方法。在進行灌漿施工的過程中，(1)采用流動性較大的稀漿進行灌注，在灌注的過程中的逐漸提升泥漿的濃度，直到達到設(shè)計規(guī)定濃度為止。(2)應(yīng)用濃度稍高的泥漿對灌注孔進行復(fù)灌。后一個灌漿孔灌漿應(yīng)在前孔灌漿結(jié)束之后再進行，且二者之間的時間間隔應(yīng)在5 d以上。每個孔的實際灌漿次數(shù)維持在5～10次，具體根據(jù)現(xiàn)場試驗決定[6]。(3)在灌漿施工時，應(yīng)當(dāng)限制灌漿的壓力和注入量，采用小注入量的方式進行灌漿，同時將孔口壓力維持在 4. 9×104Pa左右，通過持續(xù)灌漿增大孔內(nèi)的吃漿量，提升灌漿施工質(zhì)量。如果孔內(nèi)空間較大，在進行灌注時刻適當(dāng)增大灌注量。(4)在灌漿時依照先兩側(cè)，后中間的方式進行灌注，這樣能夠有效降低施工中冒降的情況出現(xiàn)。灌漿施工時每孔應(yīng)當(dāng)一次性灌注完成，通常需對每孔復(fù)灌3次，在漿液上升到孔口位置且不再吃漿時才能停止灌漿。

2.4 封孔

在鉆孔灌注施工完成之后應(yīng)對每孔進行封孔操作，封孔根據(jù)孔徑大小確定，其中對孔徑超過35 mm的孔，將含水量適中、直徑在2～3 cm的黏土球放入孔底，然后對黏土球分層搗實，且在搗實過程中向孔內(nèi)加入適量容重超過1.6的濃漿；對孔徑低于35 mm的孔采用原封孔工藝進行封孔，在封孔完成后注意觀察孔內(nèi)泥漿，如果存在縮漿的情況，應(yīng)對孔進行復(fù)封施工。

2.5 其它施工要點

在進行防滲灌漿施工的過程中，為保證最終質(zhì)量，還應(yīng)注意把握其它工序的一些施工要點，如：裂縫處理、灌注冒降處理、灌注串漿處理等，同時加強灌漿過程中的監(jiān)測工作，如：密切監(jiān)測灌漿壓力變化、大壩位移情況、大壩裂縫變化等。(1)洗孔與裂縫處理。在灌漿施工前應(yīng)采用沖洗方法，向孔內(nèi)、裂縫內(nèi)注入大量的清水進行清洗，直到返回的水流變清才能結(jié)束洗孔操作，應(yīng)當(dāng)注意的是在洗孔與裂縫處理的過程中，應(yīng)將沖洗壓力控制在1 mpa左右，避免壓力過大損壞壩體孔內(nèi)結(jié)構(gòu)，同時也避免壓力過小無法順利達到?jīng)_洗目的。(2)冒降處理。在灌漿施工中如果遇到堤坡或者堤項出現(xiàn)冒漿的情況，應(yīng)當(dāng)馬上停止灌漿，并采用粘性土填充夯實冒漿口，然后再繼續(xù)進行灌漿[7]。(3)在進行鉆孔灌漿的過程中，應(yīng)首先保證灌漿不會影響到大壩整體的安全，并在此基礎(chǔ)上加強的對相鄰孔之間的串漿觀測分析，如果鉆孔對漿液的吸收量較大，在灌注時應(yīng)采用濃度較大的漿液，同時注意觀察串漿、漏漿的情況，在檢查無問題的情況下持續(xù)灌漿，直到灌漿結(jié)束。(4)對于二平臺老河槽段壩體裸露在外銹蝕的鋼筋應(yīng)當(dāng)做除銹、防銹處理，然后對相應(yīng)部位進行填筑、修復(fù)施工，避免鋼筋持續(xù)銹蝕。

3 結(jié)語

綜上所述，二平臺老河槽段壩體經(jīng)防滲灌漿施工處理后，至今未發(fā)現(xiàn)滲漏和異常情況出現(xiàn)，防滲灌漿施工取得較為良好的效果。由此可見，在水利水電工程病害處理加固施工中，防滲灌漿施工是一種較為有效的施工方式，但是為了保證其施工質(zhì)量，在實際操作過程中，應(yīng)注意把握施工要點，做好每道施工工序的處理工作，以此才能確保最終防滲灌漿施工的質(zhì)量。