臨淮崗洪水控制工程主壩劈裂灌漿施工與質量控制

李道良

臨淮崗洪水控制工程主壩劈裂灌漿施工與質量控制

李道良

一、工程概況

臨淮崗洪水控制工程位于淮河干流中游正陽關以上28km，安徽省霍邱與潁上兩縣交界處。為Ⅰ等大（Ⅰ）型工程，正常運用洪水標準為100年一遇，壩上設計洪水位為 28.41m，滯洪庫容為85.6億m3，下泄流量為7362 m3/s。主要建筑物包括主壩、南北副壩、49孔淺孔閘、12孔深孔閘、姜唐湖進洪閘、船閘以及上下游引河。

主壩為碾壓式均質土壩，南起臨淮船閘，北至陳巷孜，全長8.545 km。被深孔閘、淺孔閘、姜唐湖進洪閘、老淮河等分成5個壩段，分別為連接段（樁號 0+054～0+944）、姜南段（樁號1+511～3+470）、 姜 北 段 （樁 號3+670～5+495）、淮河主槽段（樁號5+495～5+445）、 淮 北 段 （樁 號5+445～7+989.19）。姜南、姜北段為在老壩上增高加培。老壩體建于20世紀50年代末期人工挑土筑壩，因此需要進行劈裂粘土灌漿防滲處理。

二、劈裂灌漿設計與技術要求

臨淮崗主壩段粘土灌漿包括姜南段和姜北段壩體粘土灌漿。壩體灌漿孔共設計6排，排距3.5m，孔距4.5m，梅花型布孔，分兩序施工，孔底設計高程17.5m。

孔位布設排距偏差不大于10cm，孔位偏差不大于5cm；孔斜要求≤2%，孔深要求±20cm。

漿液物理力學指標要滿足表1要求。

單孔最大壓力控制根據灌漿孔孔徑而定。灌漿孔徑為80mm時，最大灌漿壓力控制在140kPa以內；灌漿孔徑為60mm時，最大灌漿壓力控制在200kPa以內。

復灌次數不小于5次，兩次灌漿間隔時間不小于5天。

三、劈裂灌漿的施工與控制

1.布孔

在壩頂按設計要求進行測量、定位，并確定各灌漿孔的施工深度。壩頂鉆孔施工前，對工作面進行平整、碾壓，并使中間稍微起拱，以利雨天排水和保持一個良好的工作面。然后根據設計圖紙的布孔間距要求，在壩軸線兩側梅花型布設鉆孔，孔位采用高木樁（約10cm）定位，孔位偏差不大于10cm。如遇特殊情況需變更孔位，應征得監理人的同意。

2.造孔

造孔前要對造孔機械主軸或滑道進行垂直度測量調整并使鉆頭對準孔位，孔斜及孔位偏差滿足規范要求后，再開始造孔。

3.下管

造孔結束后立即將注漿管下入孔內，注漿管下端距孔底1～1.5m，注漿管高出地面以上0.5m。注漿管上端裝好三通管和孔口壓力表。

下管使壩的注漿壓力由孔管承擔，避免地層表面劈裂，使灌注漿液在地層內始終處于封閉狀態，可施加較大的注漿壓力，促使漿液析水固結；當孔口壓力消失后，地層所產生的回彈壓力較大，有利于提高漿液的固結速率和漿體固結的密實度。

4.封口

通過灌漿試驗可知，壩體頂部1.5m高度范圍內土質較疏松（試驗測得干容重為1.4t/m3），孔口阻塞長度為3～4m，封口采用填入粘土并分層搗實。

5.制漿

將粘土及水按設定配合比加入攪拌機進行攪拌制漿。根據不同情況攪制不同比重的漿液，通過灌漿土料的濕容重和含水率換算成干容重，結合水泵流量按水土比要求進行配置攪拌，滿足灌注需要。

漿液比重變換時要進行比重檢驗，每1小時檢驗漿液比重1次，采用馬氏漏斗和量筒進行檢測；漿液的穩定性和自由析水率每7天檢測一次，穩定性是采用600ml量筒來檢測，自由析水率是采用失水儀來檢測的。

6.灌漿

先進行第一序孔的初灌和復灌，后進行第二序孔的初灌和復灌。灌漿開始時采用漿液比重為1.3～1.35的稀漿進行灌漿開路，孔口壓力較高（一般在100kPa左右），當壓力明顯下降時（孔口壓力一般在60～80kPa），改用漿液比重為1.35～1.45的較濃漿液進行灌注。當每孔每次每延米灌漿量大于1 m3時，應遵循“少灌多復”的原則，停止灌漿，待基本析水固結后再灌。灌漿時若發現壩坡、壩頂冒漿時，對冒漿部位進行開挖回填夯實處理后再進行灌注，如果灌漿時間很短又發現從原處冒漿，則應停灌，作為一次灌漿結束，灌漿順序應由中間排孔向壩肩方向逐步灌注，以確保灌注質量和壩體安全；每孔復灌次數不少于5次，復灌間隔時間4～5天。

表1 漿液物理力學性能表

7.終灌

當一個灌漿孔連續復灌3次基本不吃漿時即可終止灌漿，注漿管采用管鉗人工拔出，拔出注漿管立即向孔內注滿比重為1.5～1.6的稠漿。如果漿液面下降，可繼續灌注稠漿，直至漿液面不再下降。

8.二次封填

封孔在終灌后，先將注漿管插入孔底，再注入濃漿將稀漿或清水置換掉，直至濃漿（采用0.5∶1以上的濃漿）填滿全孔為止，待漿液折水沉淀后，再進行第二次封填，直至鉆孔封滿為止。

9.灌漿期原型觀測

沿壩軸線方向每隔20m設觀測點，分別在壩頂、下游壩肩處各設一個觀測標點，標點用混凝土樁或木樁做成。灌漿施工前應對布設的各樁垂直位移點觀測兩次，灌漿期每班觀測1～2次，壩面出現裂縫時，應增加觀測次數，灌漿間歇期每2天觀測1次。灌注期間及時對設置的位移觀測點進行橫向位移及沉陷測量觀測，橫向位移觀測控制在2cm以內，壩面裂縫控制在1.5cm以內。

四、特殊情況特殊部位處理

1.出現裂縫

灌漿期間壩面出現縱向裂縫，也會出現橫向裂縫。對于縱向裂縫，本壩段灌漿在控制最大壓力（200kPa）下，一般不超過1.5cm。在控制最大壓力（200kPa）下，大于1.5cm立即停灌，待裂縫閉合后再灌；壩面上出現橫向裂縫，立即停灌檢查，深層裂縫用稠漿灌注裂縫。

2.冒漿

冒漿的部位一般在孔口、壩頂、壩坡。其中孔口、壩頂冒漿一般情況下是漿液已經灌滿，上部劈開，冒漿已是必然，一般不做處理。但也存在特殊情況，比如孔口阻漿塞回填密實度不夠、壩體頂部一定深度存在有局部疏松帶等，灌漿開始時即出現冒漿現象（特別是初灌），需將冒漿位置開挖一定深度（視具體情況而定）和寬度，采用粘土進行分層回填夯實處理后再灌。

3.串漿

串漿一般是發生在鉆孔間，原因是鉆孔間存在縱向裂縫或通道。將串漿孔封堵，或同時灌注串漿孔和灌漿孔。

五、效果評價

劈裂灌漿完成以后，等粘土漿完全析水固結后，隨機對灌漿的部位開挖，檢驗粘土幕生成質量。經現場檢驗，沿壩軸線方向形成數道粘土帷幕，寬度為10～50mm，漿脈累計厚度100mm

安徽水利開發股份有限公司 233000）

（專欄編輯：周 權）