帷幕灌漿在水庫巖石基礎加固應用中探討

廖展強 王瑞慧

(山東黃河勘測設計研究院，山東 濟南 250013)

1 工程概況

某水庫是修建在巖溶地區的大型水利工程，地形封閉條件好，而且水庫周圍為非可溶巖分水嶺所包圍，庫區回水范圍內無通向庫區外的滲漏通道。因庫區不存在永久滲漏問題，只有壩基及右岸需采取可靠的防滲措施。水庫地基按巖層形狀及構造特征，可分為單斜構造及構造復雜帶兩個構造單元。根據壩基工程地質、水文地質條件，地形條件及壩基防滲要求，決定在單斜構造單元段設置1179m 長的隔水帷幕，帷幕底部均可接在河床以下的頁巖上，在構造復雜帶單元通過設置449m 長的隔水帷幕，帷幕底部接在透水性相對較弱的白云質灰巖或白云巖層上，成為懸掛式帷幕。

2 鉆灌施工技術

2.1 鉆灌方案提出

本工程水庫壩基防滲帷幕灌漿施工方法采用“小口徑鉆孔，自上向下逐段鉆灌，孔口封閉，孔內漿液循環，不待凝不沖洗高壓灌漿”工藝。施工時首先采用不少于?75mm 鉆具鉆透混凝土蓋板至基巖深度2.0m，下栓塞壓水試驗、灌漿完畢，用水灰比0.5:1 的濃漿鑲嵌?75mm 孔口管，待凝3d 后，換?56mm 鉆具自上而下分段鉆灌。灌漿時在孔口安裝封閉器，用鉆桿做進漿管，漿液由鉆桿與孔壁之間的間隙返回孔口，在回漿管上安裝調壓閥控制壓力。在灌漿施工過程中灌漿壓力和漿液注入量的記錄采用灌漿自動記錄儀，實行每一鉆灌段結束后，不待凝即進行下一段鉆灌，直至終孔。

2.2 施工次序

二排灌漿孔的施工順序為:下游排→上游排→中間排，兩排孔的施上順序為:下游排→上游排。每排灌漿孔采取三個工序分步施工。順序為導孔→I 序孔→II 序孔→III 序扎。在每一排中第II 序孔應在第I 序孔灌漿深度達到巖石30m 以下再進行施工。第II 序孔在第II 序孔灌漿深度達到巖石30m 以下再進行施工。排與排之間的施工同樣也是前序排孔深達30m 后再進行后序排的施工。每個灌漿孔的施工過程包括造孔→沖孔→壓水→灌漿→封孔(下游排做簡易壓水，其中導孔做正規壓水)。

2.3 灌漿段長、壓力、濃度及結束標準

灌漿段長自上而下，巖面下第1I 至3 段分別采用2m、1m、2m;第四段以下均為5m。灌漿壓力第1 至4 段分別采用1、2、3、4MPa，第5 段以下，對于灰者中的孔段采用4.5MPa，對于灰頁巖互層中的孔段采用4MPa，在頁巖中采用3MPa。漿材采用水泥漿材，漿液濃度起始水灰比下游排I、II、III 序孔分為1:1、2:1、5:1，上游排、中間排均為5:1。遵循由稀變濃的原則逐級改變，在壓漿階段當漿液很濃時容易固管，改為用2:1 或3:1稀漿壓漿。結束標準采用在設計壓力下當灌注率小于0.4L/min 時持續60/Min，或灌汀率小于1L/mln 持續90Min，或小于2L/min 持續120min，三者滿足其中一點則可以停止灌漿。

3 加固實施效果

3.1 檢查孔壓水試驗結果

檢查孔的壓水試驗成果是評價帷幕灌漿工程優良與否的重要依據，水庫帷幕灌漿對于檢查孔透水率的具體要求如下:對本工程第一段和第二段的透水率不得超過1.0Lu，檢查孔壓水試驗次數的90%透水率應不高于1.0Lu，其余10%的透水率應不高于2.0Lu。各分部工程已完成的檢查孔壓水試驗結果見表1 所示，從表1 數據可以表明檢查孔水壓試驗均滿足設計要求。

表1 檢查孔水壓試驗結果匯總

3.2 單位注入量隨孔序和排序的增加而遞減

(1)后序排的單位注入量較前序排的單位注入量減少的幅度很大，從整體上看，先序排的灌漿效果是非常明顯的，它起到了封閉的作用，后序排的灌漿作為先序排的繼續和補充，可以形成較好的防滲帳幕。同時也證明，本水庫大壩廊道內排距為1.2m 的設計是合理的、安全的。

(2)后序孔較前序孔注入量減少的也很明顯，但是減少的幅度不如排與排之間減少的大，這種現象表明了孔距不宜過大，否則影響灌漿效果。

(3)排距為2.4m 的下、上游排灌漿孔結束灌漿后，中間排的灌漿單位注入量已降低到10kg/m 或不足10kg/m，效果非常明顯。

(4)注漿完畢要用一定壓力稠水泥漿封孔，以填充至混凝土頂面為準，以便使地基和基礎協調工作。

(5)本工程采用極限注漿法，即使盡可能多的水泥漿注入地層，出到漿液反冒為止，讓泥能充分注入地層充填孔隙。

4 結語

在整個施工過程中，沉降觀測工作從未間斷。地基加固工作完成后，又專門市置了長期觀測工作，整個觀測工作持續約1 年。據前期3 個月的觀測結果表明，時間的推移，沉降已趨穩定，且總沉降量和差異沉降均在規范允許范圍以內。

［1］盧廣寧;趙瑞斌. 東大龍口水庫壩基帷幕灌漿效果分析［J］.山西建筑.2007，(02).

［2］劉鐵銀.龍泉湖水庫壩基帷幕灌漿效果分析［J］.水利科技與經濟.2007，(01).