灌漿技術(shù)在莊浪縣梁河水庫工程建設(shè)中的應(yīng)用

摘""要：梁河水庫是“十四五”之初，莊浪縣實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的一項重要的民生水利工程，如何實施好該項工程，建成合格工程、精品工程。灌漿技術(shù)的實施在該水庫建設(shè)中顯得十分重要，做好回填灌漿、固結(jié)灌漿和帷幕灌漿等重要隱蔽工程的施工是該水庫質(zhì)量建設(shè)工作的重中之重，經(jīng)過灌漿試驗和不斷的改進(jìn)灌漿施工工藝，順利完成了該項技術(shù)的實施，為后序施工奠定了基礎(chǔ)，加快了工程建設(shè)進(jìn)度，保證了工程質(zhì)量，同時也為今后全縣水利工程建設(shè)積累了施工經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：灌漿技術(shù)；水庫施工；應(yīng)用

1""水庫建設(shè)背景及基本情況

莊浪縣屬黃土丘陵溝壑區(qū)，山大溝深，水資源匱乏，人均水資源占有量分別是全國、全省的七分之一和四分之一，如何挖掘當(dāng)?shù)氐乃Y源，并且利用好當(dāng)?shù)貎H有的水資源，結(jié)合本縣東高西低的地理優(yōu)勢，采用自流和電提方式引水和調(diào)水，建成了梁河北調(diào)、洛水北調(diào)等十大人飲工程和花崖河水庫等水源攔蓄工程，基本解決了當(dāng)?shù)厝诵箫嬎щy。但是十多年前建成的人畜飲水工程，大部分采用管道直接從水源處取水，沒有攔蓄工程，遇到枯水期時，和上游兄弟縣常常爭水搶水，供水矛盾十分突出。經(jīng)過水務(wù)部門的多方論證和市縣兩級政府的積極爭取，以建水庫進(jìn)行水量調(diào)蓄，確保枯水期有充足的水源，為全縣經(jīng)濟社會的發(fā)展提供可靠的水利保障。

梁河水庫位于北洛河上游的華岔溝和正峽溝交匯處，總流域面積14.7平方公里，水庫設(shè)計總庫容165萬立米，屬小（一）型水庫，最大壩高41.7米，壩頂長233米，水庫正常蓄水位2182.6米，校核洪水位2184.4米，主要建筑物閘室及溢流堰工程屬4等水工建筑物，擋水工程為均質(zhì)土壩，主要工程量土方74萬立米，總投資1.46億元。建成后解決南湖鎮(zhèn)、通化鎮(zhèn)、楊河鄉(xiāng)和趙墩鄉(xiāng)4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)4萬余人的飲水問題。

2""水庫目前建設(shè)情況

項目根據(jù)施工標(biāo)和水庫屬性，工程共劃分為四個單位工程，分別為泄洪兼輸水隧洞"、擋水工程（大壩工程）、管理所工程和上壩道路工程四個單位工程。其中泄洪兼輸水隧洞的斷面尺寸為高4.6米，寬3.6米，洞進(jìn)口有48米長的漸變段，進(jìn)口高12米，寬11米，隧洞總長度346米，洞內(nèi)埋設(shè)有雙線鋼管，用于輸水和生態(tài)補水，整體由引水渠、閘室及溢流堰、進(jìn)口洞簾、洞身段、出口洞簾、消力池、尾水渠、金屬設(shè)備與安裝和電氣設(shè)備與安裝等分部工程組成，截止目前電氣設(shè)備與安裝正處于調(diào)試試運行階段外，其余各分部工程均已建成，并通過驗收。大壩工程為一個單位工程，由平?jīng)鍪兴姽こ叹钟邢挢?zé)任公司承建，大壩上游坡面為混凝土面板，坡比1：2.75，分兩級馬道；下游坡面為混凝土方格梁，坡比1：2.5，壩體均為黃土填筑，最大壩高41.7米，壩頂寬7米，長233米。目前已完成壩體填筑任務(wù)，現(xiàn)正在澆筑壩頂防浪墻和下游混凝土網(wǎng)格梁護(hù)坡；水庫管理所和上壩道路各為一個單位工程，水庫管理所除自動化和主控室的安裝配置之外，其余均已完成建設(shè)任務(wù)。上壩道路進(jìn)行路面砂化和邊溝渠的施工，除主體工程外，環(huán)保、水保工程措施也與主體工程同步施工，計劃今年8月底全面完成工程建設(shè)任務(wù)，發(fā)揮工程效益。

3""灌漿技術(shù)應(yīng)用

在水庫工程建設(shè)過程中，解決滲漏問題是建設(shè)質(zhì)量的核心工作，水庫的滲漏主要有三種形式，壩基滲漏、繞壩滲漏和壩體滲漏，只有通過灌漿措施才能保證工程建設(shè)質(zhì)量，本工程建設(shè)過程中用到了回填灌漿、固結(jié)灌漿和帷幕灌漿三種灌漿形式，泄洪兼導(dǎo)流洞澆筑成形后進(jìn)行了回填和固結(jié)灌漿，經(jīng)鉆孔取芯灌前和灌后的比較質(zhì)量滿足設(shè)計要求。為了解決壩基滲漏和繞壩滲漏需要進(jìn)行固結(jié)灌漿和帷幕灌漿，現(xiàn)主要以大壩的固結(jié)和帷幕灌漿為例作以分析研究。

3.1工程區(qū)地質(zhì)

工程區(qū)地勢總體東北高西南低。大壩右岸有較大的華岔溝、野狐溝，左岸下游有馬圈溝。工程區(qū)域內(nèi)表層為坡積塊石碎石土，青灰色，結(jié)構(gòu)松散，具架空結(jié)構(gòu)；壩左岸及邊坡主要由塊石、碎石、土組成，其中塊石含量占15～25%，一般粒徑10～15厘米，最大粒徑可達(dá)1米，碎石含量占20～30%，塊石、碎石磨圓度差，多呈棱角狀及次棱角狀，其母巖成份多為砂巖及砂礫巖，土以粉土為主，其含量占35～45%，含有大量的植物根系，表層植被及灌木茂盛，具強透水性；右岸相比較與左岸地質(zhì)情況要好的多，施工過程中按照設(shè)計進(jìn)行開挖，但是大壩左岸以設(shè)計達(dá)不到建基要求，一般由現(xiàn)場地質(zhì)代表隨時觀察，根據(jù)實際情況達(dá)到建基要求即可。

3.2灌漿設(shè)計

大壩基礎(chǔ)固結(jié)灌漿和帷幕灌漿的混凝土蓋重采用C30強度等級，蓋重寬度8—10米，厚度0.8-1.0米；固結(jié)灌漿布設(shè)2排孔，排距3米，孔距2.5米，孔深5米，分2序灌漿，共造孔209眼，總深度1172米；帷幕灌漿布設(shè)單排孔灌漿，孔距1.5米，共造孔208眼，分3序進(jìn)行灌漿，其中Ⅰ序孔788米，Ⅱ序孔786米，Ⅲ序孔1575米，總計3149米，最大孔深33米，孔數(shù)及孔深最終以壓水試驗進(jìn)行控制。

3.3灌漿試驗

本工程由于河床較窄，先開挖大壩右岸基槽，利用左岸坡角原河床修建導(dǎo)流明渠，渠道兩側(cè)用混凝土現(xiàn)澆，渠底利用原河床基礎(chǔ)，斷面過水能力按20年一遇行洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計施工。在保證工程建設(shè)安全的前提下進(jìn)行基槽的灌漿。灌漿試驗為生產(chǎn)性灌漿試驗，在大壩右基槽選取灌漿試驗段，由于進(jìn)入冬季氣溫較低，搭設(shè)防凍棚和生火取暖的方式進(jìn)行，嚴(yán)格按照《水工建筑物灌漿施工技術(shù)規(guī)范》、《"莊浪縣梁河水庫工程灌漿施工技術(shù)要點》和《莊浪縣梁河水庫工程試驗性灌漿實施方案》進(jìn)行灌漿，先下游排固結(jié)一序施工，再二序孔，下游排結(jié)束后再灌上游排，同時取芯編號記錄，對灌前和灌漿后相互比較作好資料保存。帷幕灌漿孔設(shè)置單排，先灌序Ⅰ孔，再灌Ⅱ序孔，最后再灌Ⅲ序孔，達(dá)到灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行壓水試驗，通過試驗進(jìn)一步明確了灌漿的各類參數(shù)，為后序施工奠定了基礎(chǔ)，提供了參考作用。

3.4特殊地質(zhì)段灌漿

大壩左右岸土石方開挖過程中，兩岸地質(zhì)明顯差異性很大，由于地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜性，試驗段的成果并不能代表整個灌漿的部位，經(jīng)省設(shè)計院地質(zhì)方面專家現(xiàn)場多次查看，左壩肩岸坡巖體有卸荷現(xiàn)象及卸荷裂隙，張裂面傾角較陡，近直立，上寬下窄，齒槽清基后的建基巖體中未見張開度大于3厘米的寬裂隙，但仍有卸荷裂隙發(fā)育，左壩肩上部巖體張裂隙發(fā)育，沿岸坡向下至坡腳附近巖體完整性好轉(zhuǎn)，強張裂縫消失，需調(diào)整左壩肩一定范圍內(nèi)的固結(jié)灌漿深度及排距。左岸灌漿平洞洞口平臺至壩橫0+087.555范圍內(nèi)，布設(shè)三排固結(jié)灌漿孔，壩軸線上游兩排，第一排距壩軸線3米，第二排距壩軸線0.5米，壩軸線下游一排，距壩軸線2.5米，分1排序孔，"11排序孔施工，梅花開布設(shè)，孔距2.5米，孔深8-15米；左岸灌漿平洞洞口至洞內(nèi)10米長度范圍內(nèi)，布設(shè)兩排孔，固結(jié)灌漿孔分"1排序孔，"11排序孔施工，排距1.5米，距壩軸兩側(cè)各0.75米，梅花形布設(shè)，孔距為2.5米，孔深15米，共增加固結(jié)孔深1300米，屬地質(zhì)原因引起的一般設(shè)計變更。

3.5施工程序

灌漿前組織一支專業(yè)的、有灌漿施工經(jīng)驗的技術(shù)隊伍，熟悉水工建筑物灌漿施工技術(shù)規(guī)范，設(shè)計圖紙，有關(guān)灌漿施工技術(shù)要點和施工方案，準(zhǔn)備好鉆機、灌漿機、記錄儀、塔架天車、電腦以及必要的設(shè)備儀器。

3.5.1鉆孔

在鉆進(jìn)當(dāng)中必須將塔架天車、鉆機立軸、孔位均應(yīng)處在同一直線，并經(jīng)監(jiān)理復(fù)核確認(rèn)，當(dāng)鉆孔內(nèi)地質(zhì)有明顯變化時，可用清水鉆與干鉆相結(jié)合進(jìn)行鉆進(jìn)，孔內(nèi)沉渣要在可控的范圍內(nèi)。同時要對先導(dǎo)孔和檢查孔取巖芯分類編號，對巖芯拍照保存并繪制鉆孔柱狀圖，對其巖性詳細(xì)描述。鉆機操作人員和電腦記錄人員要緊密配合，認(rèn)真注意孔內(nèi)情況，做好巖層巖性等各種情況記錄。如果鉆孔內(nèi)有集中漏水情況，要查清漏水情況及部位，及時和監(jiān)理溝通，制定處理措施經(jīng)處理后再鉆進(jìn)。如果鉆孔內(nèi)遇到洞穴、掉塊、塌孔時，必須先處理可灌漿再繼續(xù)鉆進(jìn)。

3.5.2鉆孔沖洗及壓水試驗

每一段鉆孔結(jié)束后時進(jìn)行鉆孔沖洗，沖洗后孔底殘留物厚度應(yīng)小于20厘米，若遇水比較容易化的軟巖石，可用壓縮空氣或泥漿進(jìn)行沖洗，以保證對孔壁的沖刷和孔底沉積渣符合規(guī)范要求。"簡易壓水試驗的壓力為灌漿壓力的80%，且小于1Mpa，每5分鐘測流量一次，用透水率q表示其成果。先導(dǎo)孔、檢查孔一般用單點法進(jìn)行壓水試驗，其壓力值為灌漿壓力的80%，且小于1Mpa。同樣每5分鐘測讀流量一次，當(dāng)壓水試驗完成后，取最終的值做為壓水試驗計算值。

3.5.3灌漿方法

灌漿過程嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)灌漿規(guī)范和灌漿標(biāo)準(zhǔn)要求，并參照同類工程中帷幕灌漿的施工經(jīng)驗，并結(jié)合本工程的特點，擬定灌漿段長和灌漿壓力，若遇到特殊地質(zhì)情況時，工程參建各方負(fù)責(zé)人共同研究提出具體解決方案。灌漿壓力采用級分升壓法，同時密切關(guān)注地表有可能出現(xiàn)的抬動現(xiàn)象。漿液配制的水灰比采用5：1、3：1、2：1、1：1、0.7：1、0.5：1六個比級，開灌水灰比5：1，封孔0.5：1濃漿封孔。漿液按稀到濃逐漸變換，同時記錄好注入時間，灌漿壓力、注入率，及時分析壓力和吃漿量變化圖。在灌漿過程中一般采用間歇時間灌漿法，由于地質(zhì)原因吃漿量非常大，個別孔段吃漿量與設(shè)計值相差5倍多，邀請?zhí)旖蚧ň?名資深灌漿專家進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)，通過在水泥漿液中添加凝結(jié)材料、延長間歇灌漿時間等方式，起到了很好的效果。發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿，應(yīng)根據(jù)具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法進(jìn)行處理，達(dá)到灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后，采用“全孔灌漿封孔法”進(jìn)行封孔。

3.5.4地層抬動控制措施

為了監(jiān)測因灌漿而引起的地層抬動，布置抬動觀測孔，抬動孔深15m，用千分表人工觀測，抬動變形觀測值應(yīng)小于200um。固定專人觀測做好抬動觀測記錄，并定時對周圍巖體和相鄰的建筑物進(jìn)行觀測，變位大于規(guī)定值時及時報告監(jiān)理，會同現(xiàn)場設(shè)計代表采取相應(yīng)的措施，確保灌漿能夠順利進(jìn)行。

3.5.5質(zhì)量檢查

每段或某個部位灌漿結(jié)束后，采用壓水法進(jìn)行灌漿效果檢測，若每延米的呂容值大于5毫升，且不合格點不符合規(guī)范要求，工程參建各方共同尋找原因，提出處理意見，直到壓水試驗檢測合格為至。

4""幾點體會

4.1質(zhì)量是水利工程建設(shè)的核心

在實施水庫建設(shè)中，解決滲漏問題是質(zhì)量工作的關(guān)鍵所在，而各種方式的灌漿是質(zhì)量的重中之重，因為水利工程關(guān)系到民生大計，而在“水利工程建設(shè)補短板，水利行業(yè)強監(jiān)管”的水利工作總基調(diào)要求下，建設(shè)民生水利顯得尤為重要，只有加強行業(yè)監(jiān)管，補齊水利工程建設(shè)短板，才能實現(xiàn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，只有建設(shè)高質(zhì)量的水利工程，才能達(dá)到精準(zhǔn)扶貧，才能有效銜接好國家的鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，才能為全縣經(jīng)濟社會發(fā)展夯實堅實的水利基礎(chǔ)。

4.2做好各參建單位的協(xié)調(diào)工作是保證工程進(jìn)度的前提

在梁河水庫工程建設(shè)中，項目法人精心組織，各參建單位密切配合，充分發(fā)揮各自職能和崗位職責(zé)，保證了工程的順利實施。特別是在設(shè)計深度不足，地質(zhì)條件與設(shè)計變化較大的情況之下，設(shè)計單位現(xiàn)場服務(wù)體糸得到了充分發(fā)揮，項目法人和地設(shè)代表簽定合同，其常駐工地現(xiàn)場，對施工過程中出現(xiàn)的地質(zhì)方面的疑難雜癥，現(xiàn)場及時解決指導(dǎo)性意見，幫助施工單位改進(jìn)施工方法，也起到了定海神針的作用，如果地設(shè)代表自己解決不了的第一時間拍照反饋給設(shè)計單位共同研究提出解決方案，同時根據(jù)現(xiàn)場實際和參建各方，及時提出了一般設(shè)計變更，施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和強制性條款的規(guī)定，為水庫建設(shè)質(zhì)量保證和促進(jìn)進(jìn)度起到了至關(guān)重要作用。

4.3重視工程質(zhì)量檢測

無論是監(jiān)理單位的平行檢測，還是項目法人委托的第三方檢測都要依照相關(guān)檢測規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)和質(zhì)量強條要求以及簽定的檢測合同做好檢測工作，用扎實認(rèn)真的工作作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的檢測數(shù)據(jù)來支撐水庫建設(shè)的質(zhì)量。特別是對回填灌漿、固結(jié)灌漿和帷幕灌漿等重要隱蔽和關(guān)鍵部位單元工程施工當(dāng)中，監(jiān)理單位要"旁站監(jiān)理，第三方檢測單位還是自檢的都要及時進(jìn)行跟蹤檢測，做好監(jiān)理日志記錄和各項檢測記錄。無論地質(zhì)條件如何復(fù)雜，施工難度如何困難，要達(dá)到和滿足灌漿結(jié)束條件標(biāo)準(zhǔn)，并且經(jīng)過質(zhì)量檢查的壓水試驗合格后，整體灌漿施工才是合格工程。

4.4抓好施工安全

項目法人要及時督促施工企業(yè)認(rèn)真落實好安全生產(chǎn)目標(biāo)責(zé)任、遵守安全生產(chǎn)規(guī)章制度，把安全施工掛在嘴邊、記在心里。在水庫施工過程中做要切實做好高邊坡、臨邊警示、安全防護(hù)、用電安全、車輛安全和人身安全等，做到安全施工，文明施工。科學(xué)合理的制定度汛方案和應(yīng)急預(yù)案，對有可能出現(xiàn)的各類安全事故要防患與未然，督促各參建單位在汛期嚴(yán)格落實防汛責(zé)任，準(zhǔn)備好防汛物資，確保汛期安全施工。

4.5加強專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)，提高實踐能力

參與工程建設(shè)的所有人員，不論是管理者、施工者，還是農(nóng)民工都要以工程質(zhì)量與安全為已任，充分利用雨雪天和晚間空閑時間進(jìn)行學(xué)習(xí)培訓(xùn)，熟悉工程施工工藝，對出現(xiàn)的新材料、新技術(shù)、"新產(chǎn)品要及時學(xué)習(xí)掌握，同時要不斷的學(xué)習(xí)工程質(zhì)量與安全方面的強制性條款，總結(jié)施工方面存在的問題，對各類安全隱患提前預(yù)防預(yù)判。對農(nóng)民工一定要做好崗前培訓(xùn)，做好質(zhì)量與安全交底，防止工程質(zhì)量與安全責(zé)任事故發(fā)生，確保建合格工程、安全工程。

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作者簡介：張強（1976—""），男，漢族，甘肅莊浪縣大莊鎮(zhèn)人，本科，水利高級工程師，現(xiàn)供職于甘肅省莊浪縣水務(wù)局，研究方向：水利工程施工。