白山市曲家營水庫大壩壩段分縫止水處理技術

王立民

（吉林省水利水電勘測設計研究院，吉林長春 130012）

白山市曲家營水庫位于渾江支流紅土崖河中游，攔河壩由砼擋水壩和溢流壩兩部分組成，一期壩高24.6m，壩長283.5m，大壩由混凝土防滲墻及漿砌石體筑成。蓄水運行后發現 4～5＃壩段及 6～7＃壩段分縫處漏水嚴重，經分析判定，施工過程中壩體混凝土防滲墻橡膠止水帶變形、移位、損壞為漏水原因。故此我們在原止水帶位置造一鉆孔，將原來止水帶清除后重新下入新的止水帶。鉆孔設計孔深26.0m,開孔孔徑φ325mm，終孔孔徑φ275m，鉆孔中心偏斜率不大于3‰，保證孔壁平順光滑。鉆孔結束后下入新的橡膠止水帶，然后兩側回填混凝土。

1 設備的選擇

因該鉆孔要求孔徑大、垂直度較高，故選擇的鉆機應穩定性好、精度高。本次施工應用XY-5G型液壓立軸式鉆機。根據鉆進工藝、鉆孔直徑和鉆孔深度等因素，選擇了操作靈活、泵量可調、便于搬遷的BW-250/50型泥漿泵。由于現場狹窄，沒有合適的鉆塔可供選擇，我們根據實際情況自行設計了A型鉆塔。

2 鉆具的選材與加工

鉆具的選材及加工精度是保證鉆孔垂直的關鍵，不僅鉆具的材質要滿足技術要求，而且管材的加工應滿足以下要求：彎曲度小于0.2%～0.3%，連接螺紋加工時不同軸度小于φ0.05mm，端面與軸線的不垂直度小于0.10mm。鉆頭選用275.00mm金剛石鉆頭。鉆桿選用φ89mm鉆桿，確保在鉆進中鉆桿有足夠的強度和穩定性。

3 鉆進工藝

3.1 鉆機的安裝

鉆機安裝前預先澆制一混凝土平臺，并預埋好鉆機固定螺栓，待混凝土強度達到要求后將鉆機安放在混凝土平臺上,通過增減墊片將鉆機放平，然后用固定螺栓將鉆機固定。鉆機安裝后用經緯儀將鉆機立軸和主動鉆桿進行垂直校正。

3.2 孔口管的安裝與調整

孔口管的正確安裝是保證鉆孔垂直度的關鍵工序之一。安裝孔口導向管前先造一鉆孔，孔徑大于導向管外徑兩個級配，孔深為1.5m，導向管長度1.7m，高出地面0.2m，導向管安裝時對其垂直精度進行嚴格調整，然后灌入水泥砂漿將其固定。

3.3 鉆進參數的選擇

為了保證鉆孔的垂直度，防止鉆孔偏斜，鉆進時必須嚴格控制鉆進參數。本工程選用鉆進參數如下：孔底壓力1～1.5MPa,轉速40～169r/min,沖洗液量為60～120L/min。鉆進參數根據鉆孔深度及鉆進情況適時調節。

3.4 巖心的采取

由于巖心直徑較大，混凝土強度較高，巖心重且不易折斷，所以取心難度較大，巖心采取時采用卡材卡取法，每次巖心采取時卡材應滿足要求，鉆具提升時要平穩，切忌猛墩。若巖心沒有取出，應分析原因，不要盲目下鉆，待將情況分析完后采取相應方案進行處理。

3.5 孔斜的預防與測量

防斜是鉆孔施工的重要環節，在施工過程中，必須嚴格控制鉆進技術參數和鉆進速度，嚴禁盲目追求進尺。堅持預防為主、及時測斜的原則，采取綜合防斜措施，確保鉆孔滿足設計要求。施工過程中隨著鉆孔的延伸逐步加長粗徑鉆具。為保證鉆具回轉平穩，消除由于鉆桿擺動而產生的孔斜，將粗徑鉆具以上的鉆桿上加扶正接頭，扶正接頭上鑲焊保徑合金，以減少磨損。本次施工采用浮標式測斜儀，每鉆進1m測量孔斜一次，及時掌握孔斜情況，發現超標立即采取糾斜措施。測斜時應精心操作，一絲不茍，嚴格把關。

3.6 糾斜

鉆孔過程中一旦發生孔斜，必須立即采取糾斜措施，防微杜漸，絕對不能存在僥幸心理，否則前功盡棄。本次糾斜方法主要有以下幾種。

（1）立軸糾斜。根據鉆孔的偏斜方向和偏斜值，通過調節立軸改變鉆具軸線方向使鉆頭工作時軸心壓力產生偏壓而改變原鉆孔軸向達到糾斜目的。糾斜時將孔內巖心取凈，用磨底鉆頭將孔底磨平。鉆進時采用低壓慢轉鉆進，回次進尺控制在1.0～1.5m以內，提鉆測斜，達到理想效果方可恢復正常鉆進。此種糾斜方法適用孔深10m以內。

（2）中心導向糾斜。用φ127mm套管作導管將一個1.0m比鉆頭內徑小4～6mm的導正管垂直下入孔內，導管與導向管之間采用自制回轉脫落裝置連接，校核無誤后用水泥砂漿灌入將其固定。灌入前計算好水泥砂漿用量，待水泥砂漿強度滿足要求后將導管反轉提出。下入鉆具套住導向管按預定方向鉆進，從而達到糾斜目的。

（3）回填封孔糾斜。當鉆孔在某一段偏差較大，可將鉆孔用混凝土回填至符合要求位置，待混凝土強度達到要求后將鉆具加長重新鉆進，鉆進時采用低壓慢轉鉆進，以達到糾斜目的。

4 橡膠止水帶下入工藝

（1）止水帶下入前的準備。止水帶下入前在孔口管內部分別焊接兩個導向導軌，長度0.6m。在止水帶的前后兩側分別焊上一個牽引環。將兩片止水帶用 12號槽鋼前后夾住，并用螺栓固定，使止水帶成為具有剛性結構的整體，以方便下入。下入前先將起始段在地面上連好，隨著止水帶的不斷下入將其加長。安裝結構如圖1所示。

圖1

（2）止水帶的下入。將預先連接好的開始段放入孔口，用導向導軌將止水帶分開，使兩片止水帶借助彈性緊帖孔壁，下入前將止水帶的兩側涂上黃油以減少下入時的摩擦阻力。開始用鉆機對止水帶兩側槽鋼加壓，壓力不夠用手動葫蘆通過槽鋼兩側的牽引環對其加壓。

（3）混凝土的回填。橡膠止水帶下完后，開始回填混凝土，回填時要注意止水帶前后兩側同時填入，防止將止水帶壓偏。

5 質量評定

（1）施工結束后,由建設單位、監理單位和設計單位共同組織驗收，施工質量達到設計要求。

（2）水庫蓄水運行后，經觀測原壩縫漏水處無漏水現象。

6 結 語

本次施工技術，通過在其他幾個電站的運用實施，都達到預期目的，止水效果顯著，充分證實該技術的可行性和實用性。但施工中從高精度垂直鉆孔的鉆進到止水帶的下入，都是技術性較強的工作。施工難度較大，所以施工前應精心組織，細心策劃。施工過程中要嚴格按照施工組織設計的施工步驟和方法執行，把握好每道施工工序，出現問題應及時處理，切忌存在僥幸心理。