郭力垅水庫除險加固工程基礎帷幕灌漿施工

盛云花

郭力垅水庫壩基基巖主要為玄武巖，破碎帶和裂隙較多，巖石透水性強，為加強壩體防滲性能，減少水庫滲漏，采取帷幕灌漿進行大壩防滲處理，本文主要介紹了郭力垅水庫除險加固工程基礎帷幕灌漿施工，并通過測試壩基透水率分析灌漿效果。

概述

郭力垅水庫位于金華市婺城區白龍橋鎮，水庫所在河流屬錢塘江流域金華江干流馬達溪支流。水庫控制集雨面積2.4km2，水庫除本身集雨面積內來水外，主要靠金蘭水庫下游白沙溪楓蘆堰引水入庫。本水庫原設計是一座以灌溉為主，結合防洪、發電等綜合利用的小（1）型水庫。郭力垅水庫除險加固建設的任務是通過實施對主壩、副壩、溢洪道等建筑物的除險加固措施，消除安全隱患，確保工程安全，發揮水庫原有的設計功能。樞紐主要建筑物有：主壩一座、副壩六座、溢洪道、擬建發電隧洞進水口為4級建筑物。引水工程、擬建發電隧洞洞身段、電站等為5級建筑物。由于該工程為已建水庫除險加固，建筑物已基本定型，樞紐布置與原布置基本相同。在大壩右側新增一發電隧洞，主壩壩內中輸水涵管、東發電涵管封堵。拆除5#副壩、6#副壩，在現5#、6#副壩位置新建攔河壩，拆除壩體內的灌溉涵管及發電涵洞，拆除西電站及啟閉機房。溢洪道結合5#副壩布置，原溢洪道位置廢棄并其進口加高，采用細骨料砌塊石擋墻型式。

帷幕灌漿試驗

郭力垅水庫大壩基巖地質條件復雜，為進一步探明地質情況，為確定灌漿參數，在壩軸線中心線區域內共布置了9 個灌漿試驗孔，經過對灌漿孔壓水試驗及灌漿資料整理分析，確定施工參數如下：

壓水試驗：第一段壓力為0.3Mpa，第二段壓力為0.5Mpa。

基巖：第一段灌漿壓力為0.5Mpa，第二段灌漿壓力為0.7Mpa。

孔距：Ⅰ序孔10m，Ⅱ序孔5m，Ⅲ序孔2.5m。

開灌水灰比：5：1。

以上施工參數適用于各個階段灌漿施工。

灌漿施工

灌漿孔的設計布置情況

根據對郭力垅水庫大壩地質勘查情況，制定了灌漿孔的設計布置，灌漿孔共279 個，均為垂直孔，單排孔孔距為2.5m。全程分三次施工完成。灌漿后需嚴格進行壓水試驗，透水率小于10Lu 為合格。

施工方法

主壩工程帷幕灌漿布置：在樁號0+000～0+305m 范圍內，沿套井中心線上布設123 只帷幕孔，孔距2.5m；1#副壩帷幕灌漿布置：在樁號0+000～0+170m 范圍內，沿套井中心線上布設69 只帷幕孔，孔距2.5m；2#副壩帷幕灌漿布置：在樁號0+000～0+055m 范圍內，沿斜墻齒槽中心線上布設23 只帷幕孔，孔距2.5m；3#副壩帷幕灌漿布置：在樁號0+000～0+62.5m 范圍內，沿斜墻齒槽中心線上布設26 只帷幕孔，孔距2.5m；4#副壩帷幕灌漿布置：在樁號0+000～0+092.5m 范圍內，沿套井中心線上布設38 只帷幕孔，孔距2.5m；灌漿孔位根據金華市水利水電勘測設計院的圖紙設計，帷幕孔設一排，由工地測量放樣。帷幕灌漿孔沿新壩軸線單排布置，帷幕灌漿孔孔距2.5m；水泥灌漿采用自上而下分段灌漿法，第一段灌漿結束后再進行第二段鉆孔，每段長度不得大于5.0m，灌漿孔口壓力根據現場情況調整；灌漿水泥標號采用R32.5 以上，水灰比采用5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1 共5 個級別；在規定壓力下，當注入率不大于0.4L/min 時，繼續灌漿60min，灌漿可以結束；基巖封孔采用壓力灌漿封孔法，壩體采用黏土球封孔。

灌漿施工工藝流程

鉆孔→鉆孔沖洗→壓水試驗→灌漿→灌漿的質量檢查。

鉆孔

帷幕灌漿孔采用150 型地質鉆機造孔，金剛石鉆頭，終孔直徑不小于75 mm，孔位、空深滿足設計要求，孔斜率符合規范要求。發現孔斜率超過規范要求，均采取補救措施。

鉆孔沖洗

灌漿前均對鉆孔進行沖洗，沖洗以回水返清為結束，沖洗壓力不大于設計灌漿壓力的80%。

壓水試驗

對先導孔應自上而下分段進行壓水試驗，壓力為灌漿壓力的80%，當超過時最大取1 Mpa。壓水試驗方式采用單點法進行。

灌漿

灌漿采用自下而上方法，當孔口有涌水現象，則采用了自上而下方法，注漿方式采用循環式，段長5m～6m，接觸段為2m，灌漿壓力按設計確定。灌漿漿液的濃度由稀變濃，逐級變換。在特大吸漿量時，采取低壓濃漿、間隙灌漿、摻加速凝劑等措施。進行帷幕灌漿時，砼與基巖接觸部位的灌漿段應先行單獨灌漿并待凝。接觸段在基巖中的長度不大于2m，灌漿壓力宜取0.3MPa，灌漿塞塞于巖面以上0.2m～0.3m，接觸段以下灌漿時，灌漿塞應阻塞在該灌漿段頂以上0.5m 處，防止漏漿，各灌漿段灌漿結束后一般可不待凝，但在灌前涌水、灌后返漿或遇其他地質條件復雜情況，則宜待凝，待凝時間根據現場實際情況確定。

結束標準

在規定的壓力下，灌漿孔段注入率不大于0.4L/min，延續30 min，或不大于1.0L/min，延續60 min，即可結束。

封孔

灌漿結束后均及時進行封填，采用灌漿封孔法。

灌漿深入相對不透水層（q ≤10Lu）。灌漿分3 序進行，先灌1 序，后灌Ⅱ序，再灌Ⅲ序孔。灌漿自上而下進行，采用孔內循環灌漿法，灌漿泵型號為BW-200，灌漿采用425#普通硅酸鹽水泥。灌漿前進行簡易壓水試驗，灌漿結束后用濃漿封孔。

灌漿效果檢查

根據對帷幕灌漿資料分序統計，Ⅰ序孔有15 個孔31 個段次進行過灌漿，其中：4 個段次單耗介于5kg/m～10kg/m，占總段數的13%；27 個段次單耗介于50kg/m～100kg/m，占總段數的87%。

Ⅱ序孔有13 個孔26 個段次進行過灌漿，其中：2 個段次單耗介于1kg/m～5kg/m，占總段數的8%；7 個段次單耗介于5kg/m～0kg/m，占總段數的27%；17 個段次單耗介于10kg/m～100kg/m，占總段數的65%。

Ⅲ序孔有26 個孔52 個段次進行過灌漿，其中：5 個段次單耗介于1kg/m～5kg/m，占總段數的10%；19 個段次單耗介于5kg/m～10kg/m，占總段數的37%，28個段次單耗介于10kg/m～100kg/m，占總段數的54%。

平均單位耗灰量：Ⅰ序孔為29.22kg/m，Ⅱ序孔為22.92kg/m，Ⅲ序孔為7.71kg/m。說明隨著分序加密，巖石的吸漿量變小，灌漿取得了預期效果。

在帷幕灌漿工作結束后，由監理工程師根據灌漿資料統計表所反映的情況，在地質條件差（節理、裂隙發育）、單耗大的地方布置固結檢查孔。

結語

檢查帷幕灌漿質量與效果的標準，根據《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》和《郭力垅水庫大壩基礎帷幕灌漿施工技術要求》規定，經帷幕灌漿后，據近29 個檢查孔透水率為2.78Lu～9.79Lu，均滿足設計規定的小于10Lu 標準，這表明灌漿工程質量效果是良好的，質量標準是保證的。壩體防滲分部工程最后評定等級為優良。

郭力垅水庫自2012 年12 月開始蓄水以來基礎未發現明顯滲水，說明帷幕灌漿設計布置合理，施工控制嚴格，灌漿質量滿足要求，效果令人滿意。