天井水庫除險加固工程措施

陳德彪

(貴州省德江縣水務局，貴州德江565200)

天井水庫除險加固工程措施

陳德彪

(貴州省德江縣水務局，貴州德江565200)

水利工程病險水庫治理，防滲帷幕的布置是一項關鍵而復雜的工作，只有切實地布置好、實施好，才能夠為水庫除險加固打下堅實的基礎，為整個工程提供質量保障。文章介紹了防滲防滲帷幕帷幕施工中的一些要點，并結合防滲帷幕實例論述了施工方法。

除險加固;防滲處理;方案比選;施工次序;質量標準

1 滲漏現狀性質、范圍及滲漏量

天井水庫大壩為均質土壩，最大壩高15.0 m，施工時右壩肩滑坡體，兩壩肩清基不徹底，未開挖防滲齒槽。

大壩填筑材料除上游側黏粒含量較重外，其余為奧陶系砂頁巖風化料及黏土夾少量塊石，上下游壩面均有塊石護坡，上下游壩面均長有雜木，下游有竹林(五束約300棵)。

壩體填料主要由人工挑、抬方式搬運上壩，大壩由人工用2.4 t石碾及4人木夯(夯重80～100 kg)分層碾壓夯實，以砂頁巖風化料為主，壩體未見滲漏現象，兩壩接觸帶滲漏嚴重，其滲漏總量Q=0.45L/s。

壩基地層巖性為奧陶系下統湄潭組(O1 m)泥質粉砂巖、砂頁巖，巖層傾向上游偏右岸，產狀為255°∠35°，均為中風巖石，該壩基穩定性較好。

右壩肩為滑坡體，巖體結構松散，孔隙率大，但穩定性較好，滲漏嚴重。

2 防滲方案比選

由于大壩砌筑質量較差，大壩兩壩接觸帶滲漏嚴重等特點。針對該工程壩型和滲漏等特點分析，只有帷幕灌漿方案可行，無其他防滲方案可比選。因此對大壩接觸段及壩基巖體段進行帷幕灌漿處理，同時，對大壩壩體及右岸滑坡體段作充填灌漿處理［1-3］。

由于大壩淤沙高程高，右壩肩全是滑坡體，勘固和防滲都存在問題，因此，只能作沿壩軸線進行充填灌漿。

3 防滲處理設計

3.1 防滲標準的比選

依據《砌石壩設計規范》(SL25—2006)第1.0.3條規定，該壩為低壩。第6.3.9條規定防滲標準5～10 Lu。

該工程中風化巖體滲透系數為2.5×10-5～4.3×10-6cm/s(巖體透水率＜7 Lu)，屬于弱透水層。根據大壩地質縱橫剖面可知，巖體強風化深5 m左右。

本工程設計防滲標準為q＜7 Lu為合格，由于缺乏鉆探資料，故初步擬定防滲范圍為帷幕孔深進入基巖10～15 m即可。

如遇特殊地質情況，再根據先導孔資料作適當調整。

3.2 防滲范圍

對大壩接觸帶、壩基、兩壩肩巖體透水系數不滿足標準要求地段實施帷幕灌漿，防滲底界進入基巖面以下10～15 m，左、右壩肩可根據實際情況局部調整［4］。

3.3 防滲帷幕線的布置

灌漿主帷幕線沿壩體軸線布置，并在右壩沿壩頂軸線上下游方向布置兩排副帷幕灌漿孔，主副帷幕灌漿孔排距2.0 m，共86個孔。帷幕灌漿地質布置圖如圖1所示。

圖1 天井水庫大壩帷幕灌漿地質布置圖

3.4 帷幕深度及孔距、孔徑

大壩帷幕深度進入基巖面以下10～15 m，孔距為3.0 m，終孔直徑依據規范《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》SL62—94第6.2.3條規定，灌漿孔孔徑≥46 mm，本工程設計終孔直徑為91 mm。

3.5 帷幕邊界線的確定

根據該工程的滲漏特點，左、右壩間存在淺層巖體滲漏，故左右壩間的帷幕邊界線以進入基面以下10 ～15 m為準［5-6］。

3.6 灌漿方法

灌漿施工執行《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》SL62—94。

3.6.1 灌漿方法

基巖段采用自下而上分段循環式灌漿，壩體段采用自上而下分段循環式灌漿。

3.6.2 具體施工順序

先灌上游排2-2'副帷幕，再灌下游排3-3'副帷幕，最后灌主帷幕1-1'，排與排之間則先進行先導孔的鉆灌，用先導孔的鉆探、壓水試驗、灌漿資料作指導，后進行Ⅰ序孔的鉆灌，再進行Ⅱ序孔的鉆灌，最后進行Ⅲ序孔的鉆灌。

帷幕兩側灌漿孔都必須采用自上而下進行灌注，上下游排水泥砂漿孔灌段長≤3 m，砂粒直徑必須＜1 mm，灌漿壓力從孔口至孔底由0.1 MPa逐步增至0.4 MPa［7-10］。

3.7 灌漿工程量

大壩灌漿工程量統計表見表1。

3.8 先導孔的布置

由于缺乏鉆探資料，故先導孔布置易適當加密，本工程要求先導孔按勘察孔要求操作，孔深必須基巖面以下10～15 m，必須達設計孔深，如遇巖溶、裂隙等特殊地段，可適當加深［11-13］。

帷幕的先導孔為 ZK1、ZK11、ZK21、ZK51，共 4個孔。

表1 大壩灌漿工程量統計表

3.9 檢查孔

分部位分位置布置，其孔深超相鄰兩孔最大孔深2 m，進尺130 m/5個，且進行灌漿施工及灌漿回填。

3.10 段長

1)灌漿段長5 m。

2)接觸段依據強制性條文的要求，段長＜2 m，其中壩體、基巖中各1 m。段長≤2.0 m。

3)除壩體與基巖接觸段外，其余中風化巖體局部段可適當將段長延長至6～7 m。

3.11 灌漿壓力

堆積體段、壩體段和接觸灌段采用0.2-0.3 MPa，其余基巖中采用0.4～0.6 MPa。

3.12 放樣及造孔

放樣及造孔應遵循以下6項原則:

1)鉆孔位置與設計位置的偏差≤10 cm，因故變更孔位時，應征得設計同意，其實際孔位應有記錄，孔深應符合設計要求，終孔直徑為91 mm，為垂直孔。鉆孔放樣，按鉆孔平面圖先導孔的坐標控制，其余鉆孔以相對孔距3 m和相對位置確定［14］。

2)帷幕灌漿孔施工程序依照先稀后密的灌漿原則進行，孔距為12 m、6 m、3 m。

3)孔深嚴格按設計孔深控制。若遇巖溶等特殊地質地段，經設計單位復核后，可適當加深。

4)工程灌漿孔均為垂直孔，孔底允許偏差見表2，孔底偏差值不應大于表2中規定。

表2 帷幕灌漿孔孔底允許偏差

5)造孔時應對巖層、巖性及孔內各種情況進行詳細記錄，如遇洞穴、塌孔或掉塊難以鉆進時，可進行灌漿處理，而后繼續鉆進;如發現集中漏水，應查明漏水部位、水量及原因，單獨做灌漿處理后再行鉆進［15］。

6)超設計孔深的鉆孔、造孔、壓水、采芯、反水、漏水等情況必須得到監理、業主或設計的認可、同意、鑒證并說明原因后方能超深鉆進。

3.13 封孔及施工溫度要求

3.13.1 封孔

凡經過認真檢查合格的灌漿孔即可封孔，封孔材料可用高濃度的水泥砂漿，砂的摻合量可按水泥的1～2倍。

帷幕灌漿采用自上而下分段灌漿法時，灌漿孔封孔應采用“分段灌漿封孔法”或“全孔灌漿封孔法”;采用自下而上分段灌漿時，應采用“全孔灌漿封孔法”。

3.13.2 溫度要求

灌漿溫度應在0～40℃進行。

3.14 防滲帷幕質量標準

根據防滲帷幕灌漿規范要求，本工程為進入弱透水層以下5 m即進入基巖面以下10～15 m，巖石透水率q＜7 Lu為質量合格控制標準。

3.15 質量檢查和驗收

質量檢查和驗收原則:

1)灌漿屬隱蔽工程，在整個施工過程中要特別注意施工質量，依靠科學管理、精心施工及時總結提高施工工藝水平，使工程質量得到保證，因此施工單位要嚴格做好中間檢查，把好質量關，提交優質成果給甲方與設計單位檢查。

2)灌漿工程完成后，在完善所有手續、資料整編后，方能進行檢查工作。

3)灌漿質量檢查以檢查孔壓水試驗成果為主結合對竣工資料和測試成果的分析、蓄水觀察、綜合評定。

壩后各滲漏點水量、總漏水量進行鑒證測流便于驗收時參考對比。

4)質檢小組由甲方邀請有關部門人員參加組成，質檢結果應作專門記錄，并同鉆孔、壓水試驗原始資料一起作為驗收時的技術文件提交，檢查完成后由質檢小組會同施工單位共同匯簽《灌漿施工驗收紀要書》，正式驗收，并提交灌漿后壩下游水量觀測記錄流程表。

5)灌漿時，原漏水點應出現冒漿現象，當冒漿濃度近于灌漿濃度時方可停灌或間隙，否則未達到設計要求和防滲目的。

4 結語

病險水庫防滲帷幕灌漿布置是一個程序性要求很高，并且操作要求很細致的工作，一旦某個步驟出現了錯誤，就可能使整個灌漿工作失敗，造成返工。因此，為了工程能夠順利完工、保證質量，一定要在灌漿的所有環節都要采用正確的方法，遵循科學合理的原則，進行細致的操作，只有這樣才能最終確保工程的整體質量。

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TV697.3

B

1007-7596(2014)06-0167-03

2013-12-26

陳德彪(1972-)，男，貴州德江人，工程師，從事水利水電水文工程地質方面的工作。