淺談月亮河水庫除險加固工程帷幕灌漿施工

摘要：介紹了對水庫土壩進行帷幕灌漿的施工程序及施工方法，分析了灌漿過程中的各種數據。通過灌漿前后壩體透水情況對比分析表明，防滲效果良好。

關鍵詞：帷幕灌漿 壩體防滲 效果分析

1、工程簡介

月亮河水庫位于晴隆縣城東北側，距晴隆縣城約75 km，于1958年動工新建。1985年遭受特大洪水襲擊，1993年復建完成水庫蓄水，工程所處地出露淺灰色至深灰色灰巖夾砂頁巖，庫盆區主要出露巖性砂頁巖，灰巖巖溶不發育，保水性好。水庫現有均質土壩一座，壩頂高程1150.9m，最大壩高19.9m，壩頂長73m，上游一級馬道，坡比為1：2.5和1：2.75，下游一級馬道坡比為1：1.80和1：2.0。水庫死水位▽1144.07m，死庫容1.234萬m3。正常蓄水位▽1149.3m，興利庫容8.95萬m3，總庫容18.4萬m3，為小(2)型水庫。放水涵洞長48m，斷面尺寸為0.8×1.2m，漿砌石拱涵。

觀察發現壩基呈彌散狀滲水，壩基、左右壩肩及內壩坡需及時進行防滲處理。因此，采用帷幕灌漿技術對該水庫壩體進行加固處理。

2、工程設計

針對大壩滲漏的現狀，壩體應對的方案宜采用沿壩頂進行帷幕灌漿，設計帷幕線沿壩軸線方向布置，左壩肩延伸21m，右壩肩延伸12m，由于大壩存在夯填較差，因此壩體段采用充填灌漿，左右壩肩及基巖段采用帷幕灌漿。

造孔和灌漿分三序次進行，一序孔終孔間距為12m，二序孔終孔間距為6m，三序孔終孔間距為3m。灌漿采用自上而下分段灌注，段長為5m。

3、施工準備

3.1臨時工程

水電及灌漿管路沿灌漿帷幕線布置，水抽取庫水，電自備柴油發電機。選用ＸY-IA型鉆機1臺，ＸＹ－１型鉆機1臺，中低壓灌漿泵1臺。

3.2灌漿用水泥

灌漿材料選用壩體采用粘土漿灌注，壩基采用425#普硅酸鹽水泥進行灌注，當吸漿量較大，超過規定值時可加細砂等灌漿材料。根據設計要求，采用礦碴硅酸鹽42.5#水泥進行，經試驗細度通過80micro;ｍ方孔篩的篩余量不大于5%。

3.3灌漿參數的確定

鉆進采用旋轉鉆進。灌漿采取自上而下分段灌漿方法進行施工，灌段長為5m，接觸段和破碎帶段長為2～3 m。

一般情況孔口壓力表控制在壩體段灌漿0.08-0.10Mpa ；基巖段0.25～0.3Mpa，當單位吸漿量較小時，可采用一次加壓，或讓其自行升壓，如由于壓力較大，而出現地表冒漿，孔口返漿或單位吸漿量突然增大等情況，則適當降低壓力，壓力達到設計值后，當注入率不大于0.4L/min，持續60分鐘不變；或不大于1L/min，持續90分鐘不變，則可結束灌注。

4、工程施工

各孔施工順序：施工準備－布孔－鉆孔－沖洗－壓水試驗-灌漿－封孔。

4.1布孔

按照設計圖紙要求，使用全站儀進行施工放樣，灌漿孔的孔位偏差不大于10cm。

4.2鉆孔

根據地質情況，鉆機采用XY-100和XY-2PB回轉電動液壓式地質鉆機，硬質合金鉆頭及金剛石鉆頭鉆進。按照分序加密的原則，分三個序次鉆灌，先鉆灌第I序孔，后鉆Ⅱ序孔，再鉆Ⅲ序孔，最后進行補強孔施工。

為保證孔向準確，在進行鉆機安裝時，班組人員先校正水平、加固，使立軸方向與鉆孔孔向一致，經現場技術人員檢查合格后，方能開孔鉆進。鉆進施工中采取埋設孔口管導向和較長鉆具鉆進，并在其中采取測斜控制手段，確保鉆孔孔底的偏差值符合規定值。

4.3沖洗

鉆孔沖洗方法是當鉆孔達到灌漿分段深度提鉆具取出巖芯后，隨即將鉆具下到底孔，采用壓力清水大流量進行裂隙沖洗，沖洗壓力采用灌漿壓力的80%，直至回水清澈，孔內巖粉沉積厚度小于20cm時為止。

4.4壓水試驗

(1)地下水位的測定：為了計算水壓力和灌漿壓力，首先應測定地下水位。若無地下水位時，利用單元工程先導孔施工測定的地下水位，作為該單元的代表。其方法是：當鉆孔沖洗完畢后，用測繩進行地下水位測定。穩定標準為：每5min測讀一次孔內水位，當水位下降速度連續兩次小于5cm/min時，可認為穩定，以最后的觀測值作為地下水位值。

(2)壓水試驗：先導孔采用自上而下分段進行壓水試驗，各序次孔的各灌漿段在灌漿前采取簡易壓水試驗。

4.5 灌漿：按帷幕灌漿相關規程規范進行實施。

在灌漿過程中，對冒漿、漏漿、串漿，因故中斷灌漿，孔口涌水，溶洞，掉鉆，吸漿量過大，難以灌結束的情況處理，采用嵌縫、封堵、低壓、限流、間歇，漿液中摻速凝劑，灌注穩定漿液和混合漿液等方法進行處理。灌漿過程中發生串漿時，灌漿孔用木塞塞住，待灌漿結束后，對串漿孔再進行掃孔沖洗，然后再進行鉆進和灌漿。

4.6封孔：待插筋結束后，采用“壓力灌漿封孔法”，并結合人工封孔。人工封孔主要是在機械封孔結束，漿液下沉后形成上層孔段空隙，這時用人工拌合M10水泥砂漿注入孔內，插搗密實并找平。

5 壩體帷幕灌漿效果分析

5. 1 鉆孔地質情況

從地勘資料及鉆孔資料所見，壩體不是均質粘土，而是含有大量不均勻的碎石、塊石，并且碾壓不密實。鉆孔過程中時有漏水、坍塌和掉塊現象發生。壩體透水情況很不規則，這直接影響單孔的灌注和擴散半徑。

5. 2 灌漿情況

5.2.1 經灌漿成果統計， 單孔平均灌注漿量為2560.6 kg ，平均單位注入量為181.8 kg/ m。說明壩基內孔隙多。壓入的水泥漿充填裂隙、孔隙對防滲處理十分有效，并且對壩體起到了一定的加固作用。

5.2.2經過對Ⅰ、Ⅱ序孔處理后，Ⅲ序孔的注入量明顯低于相鄰Ⅰ、Ⅱ序孔的注入量，Ⅲ序孔無垮孔、漏水的情況發生，說明灌漿效果良好，基巖部份的裂隙、孔隙已得到有效的處理。

5. 3 檢查孔情況

5.3.1 檢查孔鉆孔情況。檢查孔鉆孔過程中無漏水或涌水現象，取樣中多見水泥凝結體充填裂隙，并且充填效果良好，結合緊密。

5.3.2檢查孔壓水情況。為檢查灌漿所形成帷幕的抗滲性能，采用五點法進行壓水試驗，試驗結果都小于5 Lu 的設計要求，達到了防滲目的。

5. 4 灌漿前后壩體透水情況對比

為掌握灌漿前后透水情況，灌漿前對先導孔取樣并做壓水試驗，灌漿后對檢查孔進行取樣并做壓水試驗，以測定灌漿后壩體抗滲性能的改善情況，見表1。

表1灌漿前后壩體透水情況對比表

灌漿孔910161725263233

透水率(Lu)4.83.93.33.62.53.03.92.6

檢查孔ZCK1ZCK2ZCK3ZCK4

透水率(Lu)0.750.830.720.83

通過對比分析，帷幕灌漿后壩體透水性明顯降低，說明帷幕灌漿解決該水庫壩體滲漏是成功的，所選用的排距、孔距、壓力、漿液變換等技術參數是合理的。

6結語

在該水庫除險加固中，采用帷幕灌漿處理后，彌散狀滲水點消失，說明帷幕灌漿效果顯著。工程取得預期的效果。