淺析充填灌漿在水庫除險加固的運用

□聶鵬云（貴州省安順市水利水電建設(shè)總公司）

在國內(nèi)水庫的除險加固中，填充灌漿的運用日趨廣泛，并且發(fā)揮了較為理想的效果。在水庫除險加固中運用填充灌漿技術(shù)時，應(yīng)注意對于施工工序和質(zhì)量的嚴(yán)格控制，強(qiáng)化灌漿的效果，有效提高水庫堤壩的防滲漏能力，保證水庫經(jīng)濟(jì)效益與社會效益的最優(yōu)化。

1.充填灌漿概述

在水庫除險加固中，充填灌漿技術(shù)運用的基本原理是在堆石體壩基修復(fù)中，利用相應(yīng)的壓力，使得堆石體中的粘土漿液不斷下滲與擴(kuò)散，在填充堆石體原有空隙同時，有效增強(qiáng)了水庫工程的穩(wěn)定性、安全性。運用充填灌漿技術(shù)的根本目的是對于堆石體壩基內(nèi)部相對不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行防塌、防滲、抗滑等處理，以滿足堆石體壩基在運行中對于安全性能的基本要求。在水庫除險加固中，填充灌漿技術(shù)的運用必須選擇最為適宜的灌漿材料，對于各種配料的成分、比例也要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。目前，國內(nèi)在水庫除險加固中運用的灌漿材料以重粉質(zhì)粘土為主，其中粉粒、粘粒所占的比例較大，砂粒的含量則要盡量控制在10點以內(nèi)。如果灌漿材料中含砂量過大，會不同程度影響到漿的質(zhì)量，對于除險加固的效果也會產(chǎn)生不利影響。另外，在水庫除險加固中運用填充灌漿技術(shù)時，還要注意對于灌漿壓力的控制，即合理控制充填灌漿時的最大壓力，在施工中通常選用小于或等于設(shè)計方案中標(biāo)注的最大壓力值。運用充填灌漿技術(shù)的主要目的是將水庫工程壩基表面積內(nèi)部的縫隙完全填充，并且在堆石體中壓入漿液，按照相關(guān)技術(shù)理論進(jìn)行分析，充填壩基關(guān)鍵部位時的壓力要相對較大，盡量采用高壓灌漿的技術(shù)手段，壓力一般要控制在0.1MPa以內(nèi)。

2.充填灌漿在水庫除險加固的運用實例

本文選取月嶺山水庫工程,為了簡要分析填充灌漿在水庫除險加固中運用的相關(guān)問題。作為白玉河上的主要控制性工程，月嶺山水庫的總庫容約為2100萬m3，壩長398m，河床地面高程934.3m，壩頂高程950.8m，最大壩高16.5m，壩頂寬度2.5m。月嶺山水庫工程建設(shè)于1958年，是國內(nèi)第一座中型的水中沖填壩。月嶺山水庫工程的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為三類水庫，設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為20a一遇，非常運用校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50a一遇。根據(jù)地區(qū)水利部門及技術(shù)人員的實地勘探與檢測后，決定于2003年4月對本水庫進(jìn)行除險加固。月嶺山水庫工程的除險加固中，以《土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范》SD266-88為主要工藝、技術(shù)依據(jù)，并運用填充灌漿技術(shù)，其具體施工操作流程與注意事項為：

2.1 填充灌漿準(zhǔn)備

在月嶺山水庫工程的除險加固中，填充灌漿的準(zhǔn)備工作主要包括：第一，按照施工工藝與技術(shù)要求，準(zhǔn)備灌漿料物、機(jī)具、勞力與場地等。在制漿與灌漿機(jī)械的布置時，應(yīng)充分考慮料場位置、輸漿距離、灌漿泵容量、揚程高低等，盡量遵循施工作業(yè)中搬遷次數(shù)少、干擾少,以及交通與電源方便等基本原則；第二，在填充灌漿施工前，要合理確定觀測點位置，觀測設(shè)備要埋設(shè)穩(wěn)定，并且準(zhǔn)備好可能使用的觀測、試驗儀器，以及觀測記錄表、成果表等；第三，對于灌漿所需使用的土料、漿液等材料必須進(jìn)行質(zhì)量檢驗；第四，填充灌漿施工前，嚴(yán)格控制灌漿試驗結(jié)果的真實性與準(zhǔn)確性。

2.2 填充灌漿工藝

首先，布孔、造孔，利用馬格公式進(jìn)行計算，根據(jù)灌漿擴(kuò)散半徑布孔。結(jié)合月嶺山水庫的實際情況，工程技術(shù)人員決定沿壩軸線布設(shè)三排灌漿孔，前后排灌漿孔的排距和孔距分別為1m、3m,兩排之間的排灌漿孔按照三角形進(jìn)行布設(shè)，孔深為滲漏層以下2m。鉆孔灌漿的施工原則為：采用逐漸加密的方法，孔距由稀至密，達(dá)到設(shè)計孔距為準(zhǔn)。根據(jù)施工前期的地質(zhì)勘探結(jié)果，本工程采取分3序鉆孔灌漿的方法，其中第1序的孔距為11m，第2序的孔距為6m，第3序的孔距為3m；其次，灌漿壓力控制，根據(jù)《土壩壩體技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定，本工程在充填灌漿中，灌漿孔口的壓力設(shè)定為4.9×104Pa，瞬時壓力設(shè)定為9.8×104Pa。灌漿機(jī)、孔口應(yīng)安裝專用壓力表，在灌漿時也要做好相應(yīng)的記錄，對于重要的孔還要根據(jù)工藝、技術(shù)要求繪制過程線；再次,封孔，按照設(shè)計方案中標(biāo)注的壓力值，完全不吃漿時間延續(xù)0.5～1.0h結(jié)束灌漿，復(fù)灌不吃漿后，即可進(jìn)行封孔處理。本工程應(yīng)用的封孔方法為：壩體灌漿結(jié)束后，觀察孔內(nèi)的泥漿是否流動，適時取出0.5m漿液，使用直徑為2～3cm，含水量適中的粘土球充填灌漿孔分層，并進(jìn)行搗實。

2.3 質(zhì)量檢查

在本工程填充灌漿的質(zhì)量檢查中，采取灌漿過程與灌漿結(jié)束后分別檢查的方法，其中前者的主要目的是對于灌漿質(zhì)量進(jìn)行階段性檢查，后者的主要目的是為驗收、鑒定等提供必要的依據(jù)。本工程灌漿過程的質(zhì)量檢查內(nèi)容主要包括：布孔、造孔、工藝與技術(shù)操作、漿液性能、各孔終止灌漿等。對于灌漿中出現(xiàn)的各種質(zhì)量問題，應(yīng)及時制定有效的處理方案，由技術(shù)人員監(jiān)督其整改情況；灌漿結(jié)束后的質(zhì)量檢查內(nèi)容主要包括：壩體內(nèi)部的泥墻密度、厚度、均勻性、連續(xù)性，以及浸潤線出逸點、滲流量變化情況、壩面裂縫等。在本工程灌漿結(jié)束后的質(zhì)量檢查中，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與檢驗要求，技術(shù)人員認(rèn)真分析工程項目的相關(guān)技術(shù)文件資料，并在施工現(xiàn)場進(jìn)行觀測，配合鉆孔與探井取樣測定。本工程質(zhì)量檢查中的鉆探在灌漿結(jié)束后1a進(jìn)行。根據(jù)設(shè)計方案，質(zhì)量檢查與技術(shù)人員分別在主壩0+270、副壩0+190處壩頂開挖2個探井，以檢查灌漿的實際質(zhì)量與效果。探井的底部高程為本地區(qū)正常水位以上，本工程的探井高程為925.5m，深度為5.6m。在本工程的填充灌漿質(zhì)量檢查中，技術(shù)人員對于各種施工技術(shù)資料進(jìn)行收集和整理，并且納入技術(shù)檔案中，以作為工程驗收的主要依據(jù)。

3.結(jié)語

在水庫運行過程中，必須注重除險加固時各種施工工藝、技術(shù)的合理運用，特別是對于存在較大安全隱患的水庫工程，應(yīng)結(jié)合相關(guān)技術(shù)資料與勘探結(jié)果，對于除險加固方案進(jìn)行改進(jìn)與完善。在國內(nèi)的水庫除險加固中，填充灌漿技術(shù)的運用日趨廣泛，但是仍然存在一些技術(shù)問題沒有解決，這是今后技術(shù)研究與實踐中必須關(guān)注的。國內(nèi)水利工程主管部門及相關(guān)技術(shù)人員，必須對于填充灌漿在水庫除險加固中運用的相關(guān)問題進(jìn)行深入的研究，并且構(gòu)建完善的工程技術(shù)體系。

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