某水庫大壩基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)

易友

（興義市水務(wù)局，貴州 興義 562400）

1 工程概況

1.1 納達(dá)水庫工程簡介

興義市納達(dá)水庫是一座以鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水、農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼顧農(nóng)村飲水等的綜合性水利樞紐工程。水庫總庫容1 076.80萬m3，有效庫容722.20萬m3，最大壩高81.20 m。水庫工程規(guī)模為中型，工程等別為III 等。納達(dá)水庫設(shè)計(jì)保證率下可供水量為1 227.70萬m3。

納達(dá)水庫工程由水源工程和供水灌溉工程兩部分組成。水源工程主要建筑物包括瀝青心墻混合土石壩、左岸溢洪道、右岸輸水隧洞等組成。壩頂高程1 041.20 m，最大壩高81.20 m，壩頂總長250 m；溢洪道為開敞式，設(shè)2 孔8 m×5 m（寬×高）表孔，堰頂高程1 032 m，溢洪道平面總長291.70 m；輸水隧洞總長691.75 m，進(jìn)口底高程1 005 m，隧洞出口底板高程為1 004.50 m，洞身段采用城門洞形，尺寸為2 m×2 m。供水灌溉工程輸水線路包括總干管、左干管和右干管。

1.2 主要建筑物

①擋水建筑物。防浪墻頂高程1 042.20 m，壩頂寬10 m，壩頂長250 m。瀝青心墻頂寬0.60 m，底部寬1.20 m。心墻下部設(shè)混凝土基座和墊座。②泄水建筑物。溢洪道緊靠大壩左壩肩布置，溢洪道軸線平面走向?yàn)镹E82.42°轉(zhuǎn)SE129.39°，轉(zhuǎn)彎半徑90 m，轉(zhuǎn)彎角46.97°。溢洪道由進(jìn)水渠段、控制段、泄槽段、挑流鼻坎段和出水渠段組成，總長約325.52 m。③輸水隧洞。④供水灌溉工程。

1.3 對外交通及施工場地條件

工程位于貴州省興義市，興義市地處滇、桂、黔三?。▍^(qū)）結(jié)合部，是黔西南布依族苗族自治州州府所在地。興義市距離六盤水市約272 km、六枝特區(qū)256 km、貴陽320 km。大型設(shè)備可通過鐵路運(yùn)輸至興義火車站，再經(jīng)公路運(yùn)至工地。水路方面，現(xiàn)狀該河道窄小，沒有航運(yùn)，僅有下游供水要求。

納達(dá)水庫位于貴州省興義市倉更鎮(zhèn)倉更村，距離興義市市區(qū)約55 km，壩址下游約800 m 有瀝青路面的縣道通至興義市。壩址上、下游灘地出露，部分灘地可利用作為施工場地。

2 大壩基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)條件

2.1 大壩基礎(chǔ)灌漿概述

大壩基礎(chǔ)灌漿是大壩止水、排水系統(tǒng)主要施工項(xiàng)目內(nèi)容之一。主要工程量：大壩固結(jié)鉆孔2 822 m、固結(jié)灌漿2 822 m、帷幕灌漿鉆孔8 499 m、帷幕灌漿7 485 m。大壩基礎(chǔ)灌漿施工時段：歷時一年零8個月共計(jì)20個月。

2.2 灌漿材料選擇

①水泥。根據(jù)施工圖紙或監(jiān)理工程師指示，選用灌漿用的水泥品種。此工程大壩帷幕灌漿、固結(jié)灌漿擬選用P.O42.5水泥。水泥的細(xì)度為通過80 μm方孔篩的篩余量不大于5%。水泥質(zhì)量符合相關(guān)的技術(shù)規(guī)范要求。②水溫小于等于40 ℃。③砂、粉煤灰和水玻璃等摻合料符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，試驗(yàn)確定摻入量。④速凝劑、減水劑或其他外加劑最優(yōu)摻入量由室內(nèi)、現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)確定。

2.3 灌漿主要設(shè)備和生產(chǎn)性試驗(yàn)

①灌漿主要設(shè)備配置。XY-2 型地質(zhì)鉆機(jī)6 臺，ZJ-400 型高速制漿機(jī)4 臺，1 m3貯漿桶4 臺，SGB-6-10 型灌漿泵4 臺，BW250/50 型輸漿泵4 臺，200 L×2 雙層攪拌桶4 臺。②灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)。為保證在壩基礎(chǔ)灌漿施工的質(zhì)量，大面積施工前根據(jù)不同地質(zhì)條件選擇有代表性的地段作灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)孔排、排距、灌漿壓力等參數(shù)。

2.4 制漿系統(tǒng)的布置

漿液供應(yīng)采用集中供漿和分散供漿相結(jié)合的方式。大壩灌漿以集中制漿站供漿為主，在灌漿工程量分散的部位，在現(xiàn)場就近采用移動式灌漿站灌漿。①集中制漿系統(tǒng)。在大壩左、右岸適當(dāng)空地上各布置一個集中制漿站，并根據(jù)實(shí)際施工情況進(jìn)行調(diào)整，各制漿站內(nèi)配1～2臺ZJ-400型高速攪拌機(jī)制漿，1～2 臺1 m3貯漿桶儲漿，1～2 臺BW250/50 型輸漿泵輸漿。制漿站采用輕型鋼結(jié)構(gòu)，面積為120 m2，制漿站內(nèi)采用φ 48 mm架子管搭設(shè)水泥平臺結(jié)構(gòu)。制漿站拌制水灰比為0.50∶1的標(biāo)準(zhǔn)漿液，然后通過輸漿泵送至各中繼站，中繼站布置一臺1 m3儲漿桶和1 臺BW250/50 輸漿泵，中繼站至各灌漿部位鋪設(shè)Φ50 mm 輸漿管路，并在各灌漿部位安裝出漿閥門，各個灌漿施工機(jī)組用漿從輸漿管出漿閥取用。制漿站與中繼站及中繼站與灌漿機(jī)組之間采用電話或指示信號聯(lián)系。②移動式灌漿站。移動式灌漿站在灌漿現(xiàn)場就近布置，每個灌漿站設(shè)1 臺ZJ400 高速攪拌機(jī)、1 臺2×200 L 雙桶攪拌桶和1 臺BW100/100型灌漿泵。

3 固結(jié)灌漿施工技術(shù)

3.1 固結(jié)灌漿施工主要方法

①分序分段及灌漿方式。巖石情況較好的地段，擬一次成孔，分兩序兩段，采取自下而上方式灌漿。其余部位均分兩序兩段，采取自上而下方式鉆孔灌漿。根據(jù)設(shè)計(jì)孔深分段，段長為6 m 左右。②成孔方法。采用XY-2 地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，鉆頭選用Φ75 mm，成孔直徑Φ80 mm。③灌漿壓力。灌漿壓力按施工圖或監(jiān)理工程師指示并經(jīng)試驗(yàn)確定；以壓水試驗(yàn)壓力為基礎(chǔ)，每0.05 MPa 逐級升壓至設(shè)計(jì)壓力，每級壓力純灌時間大于等于15 min；或以壓力和流量的積為一常數(shù)，然后除灌漿時段的吸漿量得到的商值，即為灌漿時段的施加壓力，隨著吸漿量的減少，而逐級升至設(shè)計(jì)壓力。④灌漿水灰比及漿液變換。注入量已達(dá)到300 L 以上或灌漿時間已達(dá)到30 min，可換濃一級水灰比漿液灌注；注入率大于30 L/min 時越級變濃。⑤灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定壓力下注入率小于等于1 L/min 持續(xù)灌注30 min，結(jié)束灌漿。⑥灌漿封孔。用水灰比0.50∶1 的濃漿封孔，采用“全孔灌漿封孔法”；漿液凝固后及時清除孔內(nèi)浮漿和污水，用干硬性水泥砂漿回填密實(shí)；單元工程灌漿結(jié)束后，抬動觀測孔、物探測試孔等的封孔方法及要求同固結(jié)灌漿孔。⑦灌漿記錄。記錄員培訓(xùn)考核合格。鉆孔沖洗、壓水和灌漿全過程記錄，自動記錄儀監(jiān)控壓水和灌漿，并與人工記錄對比。

3.2 特殊情況處理

①冒漿處理。②斷層帶處理。③串漿處理。④孔口涌水處理。⑤灌漿中斷的處理。⑥大耗漿段處理。

3.3 抬動觀測及檢查孔施工

①抬動觀測。設(shè)置2 個抬動觀測孔，安設(shè)千分表。抬動變形觀測裝置的埋設(shè)由現(xiàn)場監(jiān)理工程師現(xiàn)場監(jiān)理、指導(dǎo)，均符合設(shè)計(jì)要求；所有試驗(yàn)灌漿孔（段）連續(xù)觀測、記錄。以混凝土變形值來控制和調(diào)整灌漿壓力，當(dāng)千分表有明顯抬動（抬動值上升過快），即降低壓力；當(dāng)抬動值達(dá)到設(shè)計(jì)變形值時，停止灌漿，在抬動值恢復(fù)至設(shè)計(jì)值60%時，再恢復(fù)灌漿。②檢查孔施工。各段落、單元工程施工完成3-7 d 后進(jìn)行檢查孔施工，具體位置經(jīng)監(jiān)理工程批復(fù)確定；固結(jié)灌漿檢查孔采用單點(diǎn)法壓水，數(shù)量為工程孔的5%。

4 帷幕鉆孔灌漿施工技術(shù)

4.1 帷幕鉆孔灌漿主要方法

①分序分段及灌漿方式。分三序多段、自上而下方式鉆孔灌漿，先施工Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序孔，最后施工Ⅲ序孔；直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求；第一段以深入基巖0.50 m左右為準(zhǔn)，第二段長度為3 m，以下各段長為5 m。②成孔方法。先導(dǎo)孔孔口管段為φ91 mm，以下各段為φ76 mm，帷幕灌漿孔孔口管選用φ75 mm，以下各段鉆孔為φ56 mm；抬動觀測孔為Φ76 mm，檢查孔Φ91 mm；均采用XY-2 型地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔；用KXP-1A 型測斜儀孔段測斜，孔口段10 m 內(nèi)至少檢測孔斜一次，以下各段每20 m 檢測孔斜一次，其孔底偏差值嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)規(guī)定的允許偏差內(nèi)；灌漿孔鉆孔深度不小于設(shè)計(jì)施工圖深度或監(jiān)理工程師指示的深度，先導(dǎo)孔深入帷幕設(shè)計(jì)底線以下10 m；灌漿孔均進(jìn)行風(fēng)水聯(lián)合沖洗活用導(dǎo)管通入大流量水流，從孔底向孔外沖洗；沖洗水壓80%灌漿壓力，且小于等于1 MPa，沖洗風(fēng)壓50%灌漿壓力，壓力超過0.50 MPa，采用0.50 MPa。單孔裂隙沖洗用壓力水脈動方式，串通孔裂隙沖洗用風(fēng)、水輪換方式；帷幕灌漿裂隙沖洗要求至回水澄清為止或不大于20 min，對回水達(dá)不到澄清要求的孔段，按監(jiān)理工程師的指示進(jìn)行處理。③壓水試驗(yàn)。除先導(dǎo)孔和檢查孔采用“五點(diǎn)法”壓水外，其余均采用“單點(diǎn)法”或“簡易壓水法”。④灌漿壓力。首段以不抬動基座為前提，根據(jù)灌漿試驗(yàn)確定。其余各段按設(shè)計(jì)灌漿壓力。⑤注入率大于30 L/min時，視具體情況可越級變濃水灰比。⑥灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。自上而下分段灌漿段最大設(shè)計(jì)壓力下，注入率小于等于1 L/min，持續(xù)灌注60 min，結(jié)束灌漿。⑦灌漿記錄同固結(jié)灌漿。

4.2 特殊情況處理

①孔段返漿的處理。②孔內(nèi)返砂的處理。③斷層破碎帶等地質(zhì)缺陷段處理。

4.3 抬動觀測及檢查孔施工

①抬動觀測同固結(jié)灌漿。②檢查孔施工。各段落、單元工程完成14 d后進(jìn)行檢查孔施工，位置經(jīng)監(jiān)理工程批復(fù)確定；帷幕灌漿檢查孔用單點(diǎn)法或五點(diǎn)法壓水，工程孔的10%。

5 結(jié)語

綜上可知，了解水庫工程概況，從大壩基礎(chǔ)灌漿材料選擇、制漿系統(tǒng)布置、灌漿主要設(shè)備和生產(chǎn)性試驗(yàn)等方面綜合確定水庫大壩基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)條件，科學(xué)實(shí)施大壩基礎(chǔ)固結(jié)灌漿、帷幕鉆孔灌漿工藝，確保水庫大壩基礎(chǔ)灌漿施工質(zhì)量。