談帷幕灌漿在山體防滲工程中的應用

【摘要】因百色岜蒙水庫除險加固及擴容Ⅶ標工程庫區(qū)內(nèi)為巖溶發(fā)育，山體滲漏嚴重，為更好的發(fā)揮水庫蓄水效益，決定采用帷幕灌漿的方法進行防滲堵漏。本文結(jié)合該工程實例提出詳細的加固技術(shù)措施。

【關(guān)鍵詞】水庫工程；帷幕灌漿；基礎(chǔ)加固；鉆灌施工

1.工程概況

岜蒙水庫除險加固及擴容工程Ⅶ標工程位于廣西壯族自治區(qū)靖西縣渠洋鎮(zhèn)上岜蒙水庫，位于右江一級支流的源頭岜蒙河上游。主要出露石炭系灰?guī)r、白云巖地層，巖溶發(fā)育，本工程中5號副壩右岸山體處庫區(qū)內(nèi)土覆蓋層有多個塌坑滲漏水較大，經(jīng)物探大致確定有地下巖溶裂隙經(jīng)過該山體底部，為更好的發(fā)揮水庫蓄水效益，決定采用對5號副壩右岸山體以帷幕灌漿的方法進行防滲堵漏。

經(jīng)鉆探發(fā)現(xiàn)山體基巖滲漏為兩部分，分別為防C0+000.0-防C0+100.0、防D0+000.0—防D0+030.0。因此根據(jù)鉆探數(shù)據(jù)決定在防C0+000.0-防C0+100.0段采用雙排帷幕灌漿，防D0+000.0—防D0+030.0段采用單排帷幕灌漿。防滲頂部高程為796.0m高程，防滲底高程為進入基巖透水率10Lu線以下5米，孔距2m，帷幕灌漿分三序施工。

2.鉆灌施工技術(shù)

帷幕鉆孔按分序加密的原則進行。同一排的鉆孔灌漿分三個次序施工，先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔，最后施工Ⅲ序孔。先進行下排的鉆孔和灌漿，然后進行上游排的鉆孔和灌漿。

灌漿工藝流程圖如下：

2.1先導孔

選定部分一序孔作為先導孔，采取芯樣，自上而下分段進行鉆孔壓水試驗，并對鉆孔芯樣進行詳細記錄，編編制鉆孔柱狀圖，并照相。根據(jù)芯樣及壓水試驗結(jié)果情況確定灌漿10Lu的下限線。

2.2灌漿試驗

根據(jù)設(shè)計圖紙和工程現(xiàn)場的實際情況及地質(zhì)條件，以及施工時間緊、任務重的原因，進行了一組三個試驗孔結(jié)合一個檢驗孔的灌漿試驗，試驗孔結(jié)合先導孔進行，試驗孔布置為A排A43（Ⅰ序先導孔）、A42（Ⅲ序），B排B42（Ⅰ序）。檢驗孔布置在兩排孔的中間進行灌漿試驗檢查灌漿的效果，同時整理分析各序孔和檢查孔的單位吸水率、單位耗灰量等的試驗資料。

2.3鉆孔

2.3.1布孔

按設(shè)計圖紙用全站儀測量放出帷幕灌漿軸線和上游排、下游排孔位軸線，確定起始孔A-1#、B-1#、單排孔D -1#孔位，然后用鋼卷尺在孔位軸線上放出各孔位，并用竹樁在地面上標明孔位。所有鉆孔統(tǒng)一編號，并注明施工次序。

2.3.2鉆孔施工

帷幕灌漿的鉆孔機械采用油壓XY—1A和GY--150型回轉(zhuǎn)鉆機金剛石或硬質(zhì)合金鉆頭鉆進，鉆孔直徑91mm。布孔完成驗收合格后，可進行鉆機安裝就位準備工作，鉆機安裝主軸要求垂直，開孔鉆頭對準孔位、偏差不得大于10cm，鉆機安裝用水平尺校正水平度，有斜度時用方木墊平，確保垂直開孔鉆進。鉆孔的孔位、深度、孔徑和鉆孔順序等按施工圖紙和監(jiān)理人的指示執(zhí)行。鉆孔順序與灌漿順序相應，先施工下游排，后施工上游排，同排鉆孔分Ⅲ序施工，并遵循分序加密的原則，同一個孔鉆孔也按灌漿程序分序分段進行。

2.3.3鉆孔深度及測斜

鉆孔深度為進入弱透水層5m（透水率10Lu線以下5m）。鉆孔孔斜控制如下表所示：

所有帷幕灌漿孔均全孔測斜，采取可靠的防護措施，如發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜超過規(guī)定時，及時糾偏。鉆孔終孔后，孔內(nèi)的殘留物厚度不得超過20cm。

2.3.4鉆孔沖洗和簡易壓水試驗

灌漿孔均進行沖洗，采用導管通入大流量水流，從孔底向孔外沖洗的方法進行沖洗，直至回水清凈延續(xù)10min為止，孔內(nèi)沉積不得超過20cm；簡易壓水試驗結(jié)合裂隙沖洗進行。壓力為灌漿壓力的80%，該值若大于1MPa時，采用1MPa；壓水20min，每5min測讀一次壓水流量，取最后的流量值作為計算流量，其成果以透水率表示。五點法和單點法壓水試驗按《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》SL62-94附錄A執(zhí)行。

對于處于斷層、破碎帶或有大裂隙的位置的灌漿孔，可不進行壓水試驗和裂隙沖洗。

2.4灌漿方法和灌漿方式

灌漿方式采用循環(huán)式，射漿管距孔底不得大于50cm；對于處于斷層、破碎帶或裂隙發(fā)育、有大裂隙的位置的灌漿孔，則采用純壓式，以加快水泥漿液沉淀，防止水泥漿液擴散太遠。帷幕灌漿段長度一般采用5～10m，特殊情況下可適當縮減或加長，但不得大于10m。當鉆進中遇漏水量很大或不回水的情況，灌漿段可縮短為2～3m。

2.4.1灌漿壓力和漿液變換

灌漿壓力采用灌漿試驗后分析的壓力，接觸段灌漿壓力0.5-0.8Mpa，以下各段灌漿壓力1.0-1.50Mpa，壓力表安裝在孔口管上，通過地下水位計算出灌漿壓力符合設(shè)計壓力，壓力表指針擺動范圍小于灌漿壓力的20%，壓力讀數(shù)讀壓力表指針擺動的中值。灌漿壓力的控制盡快達到設(shè)計壓力，但注入率大時分級升壓，灌漿漿液的濃度由稀到濃，按設(shè)計水灰比逐級變換，基巖段帷幕灌漿漿液水灰比可采用5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1七個比級，開灌水灰比采用5：1，逐漸加濃。對于處于斷層、破碎帶或有大裂隙的位置的灌漿孔，遇吸漿量大時，則先采用濃漿定量無壓自重灌漿，然后稀漿有壓復灌。

2.4.2灌漿結(jié)束標準和封孔方法

帷幕灌漿采用自上而下分段灌漿法，在規(guī)定的壓力下，當注入率不大于0.4L/min時，繼續(xù)灌注30min，或不大于1L/min時，繼續(xù)灌注60min，灌漿可以結(jié)束。

3. 特殊情況處理

灌漿過程中，發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿、根據(jù)具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法進行處理，如果串漿時，采用一泵灌一孔同時進行，采用閉塞封堵串漿孔，待灌漿孔灌漿結(jié)束后再進行對串漿孔掃孔，沖洗，而后繼續(xù)鉆進和灌漿。

灌漿全過程連續(xù)進行，因故中斷時要按照下述原則進行處理：（1）及早恢復灌漿。否則立即沖洗鉆孔后恢復灌漿，停灌時間過長時要進行掃孔后恢復灌漿；（2）恢復灌漿時，使用開灌比級的水泥漿灌注，并按漿液變換原則逐級加濃繼續(xù)灌注；（3）恢復灌漿后，如注入率較中斷前減少很多，且在短時間內(nèi)停止吸漿，要采取補救措施，比如加孔等。

4. 工程質(zhì)量檢查

帷幕灌漿的質(zhì)量檢查是以檢查孔壓水試驗成果為主，結(jié)合對竣工資料和測試成果的分析綜合評定。帷幕檢查孔的數(shù)量，按灌漿孔總量的10%布置；檢查孔壓水試驗壓力，采用灌漿壓力。檢查孔沿帷幕中心線布置，選取a、帷幕中心線上；b、巖石破碎、斷層、大孔隙等地質(zhì)條件復雜的部位；c、注入量大的孔段附近；d、鉆孔偏斜過大的部位；e、灌漿情況不正常以及分析認為帷幕灌漿質(zhì)量有問題的部位。檢查孔孔數(shù)為灌漿孔總數(shù)的5%，且每20m范圍內(nèi)至少布置一個檢查孔。帷幕灌漿檢查孔的壓水試驗在該部位灌漿結(jié)束14天后進行，自上而下分段卡塞進行壓水試驗，采用五點法或按監(jiān)理人指示進行。檢查孔壓水試驗結(jié)束后，按技術(shù)要求進行灌漿和封孔，檢查孔鉆進過程要采取巖芯計算獲得率并描述。

5. 結(jié)語

本工程歷時77天，共完成灌漿鉆孔100個，水泥約1000t。施工過程中及完畢后一直對山體后側(cè)的地面漏水點進行觀測。發(fā)現(xiàn)帷幕灌漿施工完畢后，五號副壩右岸山體后側(cè)村民地下溶洞取水點水量明顯減少，庫區(qū)內(nèi)地下河出水點1#、2#落水洞2011年一直處于高水位。可見帷幕灌漿在巖溶發(fā)育地區(qū)基巖防滲堵漏應用中效果明顯。