開普太希水利樞紐帷幕灌漿施工存在問題及處理措施

王宗強

(新疆水利廳喀什噶爾河流域管理處，新疆 喀什 844000)

1 工程概況

開普太希水利樞紐位于新疆烏恰縣庫孜洪河出山口上游2．5km的中低山區，屬于攔河式水利樞紐工程，南距烏恰縣城11km。樞紐主要由瀝青混凝土心墻砂礫石壩、導流泄洪沖砂引水隧洞和開敞式溢洪道組成。最大壩高48．4m，工程規模為Ⅳ等小(1)型工程，大壩為3級建筑物，大壩設防烈度為Ⅸ度，動峰值加速度為0．4288g。

大壩基巖進行帷幕灌漿，帷幕灌漿為單排孔，孔距2m，設計帷幕灌漿深度22-28．85m，共設帷幕灌漿孔141個。

2 帷幕灌漿施工過程

工程設計帷幕灌漿為單排孔，按照排內分序加密的原則進行灌漿，灌漿孔除先導孔和檢查孔外，均按孔口封閉自上而下分段卡塞，孔內循環式灌漿工藝施工，射漿管距孔底不大于50cm。

2.1 鉆孔

灌漿孔造孔采用ZQS-1000型潛孔鉆機和XY-Ⅱ型地質巖芯鉆機造孔并配合取芯，灌漿孔方向均垂直于混凝土鋪蓋，孔徑91mm，孔深按設計圖紙施工。

2.2 鉆孔沖洗和裂隙沖洗

所有灌漿段在灌漿前均進行鉆孔沖洗和裂隙沖洗。鉆孔完成后，直接用灌漿管通入大流量水流，從孔底向孔外對灌漿段進行鉆孔沖洗，沖洗至回水清澈干凈后10min結束，孔內殘存的沉積物厚度不超過20cm;鉆孔沖洗完成后，對灌漿段卡塞并用壓力水進行裂隙沖洗，沖洗壓力采用該段80%的灌漿壓力，裂隙沖洗至回水清澈干凈后10min結束。

2.3 壓水試驗

灌漿前先導孔采用分段卡塞進行簡易壓水試驗，灌漿后檢查孔采用單點法分段卡塞進行壓水試驗，壓水試驗壓力為該段灌漿壓力的80%。簡易壓水試驗每5min讀一次壓入流量，讀四次以最后一個流量值作為計算流量，計算透水率;單點法壓水每5min讀一次壓入流量，取最后的穩定流量值作為計算流量，計算透水率。在穩定壓力下，每5min讀一次壓入流量，連續四次讀數中最大值與最小值之差小于最終值的10%，或最大值與最小值之差小于1L/min時，本段壓水試驗結束，取最終值作為計算值。

2.4 灌漿

2.4.1 灌漿壓力

灌漿壓力及各試驗段長見表1。

表1 灌漿壓力及各段試驗段長

2.4.2 灌漿過程

灌漿漿液選擇水灰比為 3∶1、2∶1、1∶1、0．8∶1、0．6∶1 和 0．5∶1 六個比級，開灌漿液水灰比為3∶1，漿液濃度由稀到濃，逐級變換。

壓力表安裝在孔口回漿管上，壓力讀數以壓力表指針擺動的中間值為準。為避免漿液流串過遠，并減少發生抬動破壞的可能性，與鋪蓋接觸段和注漿量大的孔段采取分級升壓，當灌漿壓力保持不變，注入率持續減少時，或在注入率保持不變而灌漿壓力持續升高時，不改變漿液水灰比。當某一比級注漿量已達300L以上或灌漿時間已達1h，而灌漿壓力和注入率均無顯著變化時，換濃一級漿液繼續灌注，當注漿率大于30L/min時，根據具體情況越級變濃。在選擇的灌漿壓力下，當注漿率小于1/min，繼續灌注60min，該段灌漿結束。

2.5 封孔

灌漿孔全孔灌漿結束后進行封孔，采用分段灌漿封孔法封孔，封孔灌漿壓力與該段灌漿壓力相同，灌注0．5∶1的純水泥漿進行封孔，當注入率不大于1L/min，延續30min停止。封孔灌漿結束沉淀凝固后，孔口沉淀部分用水泥砂漿人工分層封填搗實，與混凝土鋪蓋表面平。

3 存在問題分析處理

3.1 基巖透水率情況

從設計勘察提供的基巖資料，強風化帶厚度10～12m，透水率為 32．5～65．7Lu，屬中等透水層;弱風化帶厚度15m，透水率為5．3-12．5Lu，屬弱—中等透水層;基巖埋深30．0～34．5m以下，透水率小于5Lu。

灌漿前先導孔的壓水試驗結果，設計灌漿深度以下22-28．85m 段，0+080．3 透水率為 19．3Lu，0+088．3 透水率為 19．7Lu，0+128．3 透水率為23．1Lu，0+136．3 透水率為22．2Lu。

建設、設計、監理、施工單位抽檢試驗結果，除 0+129．3 孔 3．5 ～8．6m 段采用超標準的壓力0．8Mpa致使灌漿孔串水，透水率為10．8Lu以外，樁號0+085．3，深度在 28．57 ～33．87m 段透水率為 7．2Lu;樁號 0+129．3，深度在 22 ～28．85m 段透水 率 為 12．7Lu，28．57 ～ 33．87 段 透 水 率 為6．0Lu;樁號 0+063．3，深度在 22 ～28．85m 段透水率為 3．6Lu。

3.2 基巖壓水試驗數據分析

從設計勘察、先導孔、抽檢試驗的結果看，灌漿設計深度處的基巖透水率均大于5Lu，與原設計的要求δ≤5Lu是不符的，從設計勘察資料看，帷幕灌漿設計底線應該在10Lu范圍內，設計單位對此給予了確認。

帷幕灌漿前先導孔的壓水試驗透水率數據較大，經設計、監理、施工單位分析認為數據有偏差是可以理解的，其一帷幕灌漿時，漿液滲至下部巖石，對灌漿下段的透水率有一定的影響;其二不同位置的試驗數據肯定有一定的差異。

3.3 帷幕灌漿過程中發現的問題:

帷幕灌漿時，發現樁號0+88．3孔深在23～28m段灌漿過程中，鉆孔樁號0+96．3、0+100．3、0+104．3三孔同時冒水，三孔有相互串孔連通現象。樁號0+128．3鉆孔深度在28～33m時，鉆孔涌水，水中帶有硫磺氣味。

從鉆孔取芯觀察，在樁號0+080～0+100段和樁號0+120～0+135段，基巖裂隙較發育，同時存在縱向裂隙，造成壓水試驗時孔內卡塞止水困難，透水率較大，并在深度23～28m處有承壓水從孔口溢出。

3.4 對發現問題的處理措施

根據上述地質現象，經設計、監理、施工單位的技術人員分析，認為樁號0+080～0+135段基巖相對較破碎，并具有一定的連通性，存在承壓水。考慮到部分地段的地質原因，設計單位對帷幕灌漿的深度進行調整。

樁號0+080～0+100段，帷幕灌漿深度加大到35m;樁號0+100～0+120段，帷幕灌漿深度加大到30m;樁號0+120～0+135段，帷幕灌漿深度加大到35m。

考慮到深層地基含有硫化物的因素，對加深段灌漿采用42．5R中抗硫水泥。

4 灌漿資料統計分析及效果檢查

4.1 水泥注入量統計分析

經統計壩基帷幕灌漿水泥注入量Ⅰ序孔為300．7kg/m、Ⅱ 序 孔 為 241．5kg/m、Ⅲ 序 孔 為221．2kg/m，平均水泥注入量 254．5kg/m;左壩肩帷幕灌漿水泥注入量Ⅰ序孔為194．24kg/m、Ⅱ序孔為181．71kg/m、Ⅲ序孔為 168．03kg/m，平均水泥注入量181．32kg/m。右壩肩帷幕灌漿水泥注入量Ⅰ序孔為262．65kg/m、Ⅱ序孔為 198．89kg/m、Ⅲ序孔為105．37kg/m，平均水泥注入量 188．97kg/m。基本反映出隨著帷幕灌漿次序加密，水泥注入量遞減的規律。

4.2 灌后壓水試驗資料統計

帷幕灌漿質量檢查共布設了13個檢查孔(總灌漿孔數為141個，占總孔數的9%)，檢查孔進行單點法壓水試驗，測定基巖灌漿后的透水率情況，見表2。對壓水試驗資料進行統計，透水率小于1Lu的段數為31段，占總段數的44．3%;透水率值在1～3Lu之間的段數為32段，占總段數的45．7%;透水率值在3～5Lu之間的段數為7段，占總段數的10%。

表2 帷幕灌漿質量檢查孔透水率情況測定

5 結論

開普太希水利樞紐壩基帷幕灌漿施工于2009年12月22日開始，至2010年5月10日灌漿結束，2011年12月下閘蓄水，工程運行至今，經受了數次3級以上地震的考驗，壩后無滲水。通過對帷幕灌漿壓水試驗資料統計分析，該工程帷幕底線設計高程的修正滿足規范要求，壩基帷幕灌漿的質量是完全有保證的。