白楊鎮水庫壩基帷幕灌漿施工

【摘要】介紹白楊鎮水庫壩基固結灌漿的主要施工工藝、分析灌漿成果。根據灌漿后的壓水實驗檢查，證明壩基固結灌漿灌入量與地質條件是相符合的，灌漿效果是顯著的。可供類似工程參考

【關鍵詞】帷幕灌漿；砂礫石面板壩；壩基防滲

1、概況

白楊鎮水庫位于白楊河大橋上游2km處，距和布克賽爾蒙古自治縣城90km，距托里縣鐵廠溝鎮60km，壩址區地理坐標為東經84°53′14″，北緯46°30′14″。白楊鎮水庫總庫容為4463×104m3，根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252-2000，該水庫工程等別為Ⅲ等。白楊鎮水庫大壩為混凝土面板為混凝土面板防滲砂礫石壩，壩頂高程958.68m，最大壩高62.01m，大壩上游采用40cm厚C30F300W8鋼筋混凝土面板，上游壩坡1：1.5，下游壩坡1：1.45。

2、壩基地址條件概況

壩址區在區域構造上位于白楊河復向斜南翼，表現為一單斜撓曲構造。石炭系下統巴塔瑪依內山組上亞組（C1bb）中性火山巖為塊狀構造，巖層的總體走向NW290-310°，沒有發現沉積間斷面；與泥盆系下統孟布拉克組上亞組（D1mbC）為斷層（F1）接觸。

壩址區斷裂構造十分發育，斷層規模不一，多為壓扭性斷層，斷層面傾角一般大于60°；按走向大體可歸納為EW、NEE、NWW三組，除區域性斷層F1之外，其余斷層規模不大，一般延伸50-500m，破碎帶寬一般0.2-1.5m，主要由碎裂巖、構造角礫巖、糜棱巖等組成，多數膠結較好，但分布密度高，局部形成斷層密集帶。

3、帷幕灌漿實驗

帷幕灌漿試驗在大壩趾板I、II兩處試驗區同時進行，每區設先導孔1個，絕對抬動孔2個。I、II區先導孔采用地質回轉鉆機逐段取芯壓水，I、II區各孔分別釆用潛孔鉆和潛孔錘逐段造孔，每段均做簡易壓水試驗，灌漿采用自下而上分段循環式灌漿。帷幕灌漿孔接觸段長度為2m，以下段長為5m。帷幕灌漿孔深度由壓水試驗確定，單位吸水率q≤5Lu線加深5m作為終孔值。帷幕灌漿每排分III序孔施工，先灌I序孔然后灌II序孔最后灌III序孔。

4、帷幕灌漿施工

水泥采用新疆和豐縣雪山水泥有限責任公司生產的P.O42.5MPa“雪山”牌普通硅酸鹽水泥，水泥細度符合規范要求，其篩余量測定小于5%。

造孔：先導孔施工，沿帷幕每單元布設一個先導孔，先導孔開孔孔徑為90mm，第二段及其以下各段孔徑為76mm，先導孔必須測水位和取巖芯。灌漿孔施工，鉆孔開孔位置實際偏差不大于10cm。帷幕灌漿孔孔底允許偏差見下表。

清孔：孔段鉆進結束之后，加大給水量對鉆孔進行沖洗，將孔內鉆進巖粉沖洗出孔外，直至回水澄清，孔洗結束后，孔底沉積物厚度不超過20cm。

裂隙沖洗：Ⅰ序孔灌漿前均進行裂隙沖洗，Ⅱ、Ⅲ序孔裂隙沖洗結合簡易壓水進行；裂隙沖洗水壓力為灌漿壓力的80%。若該值大于1MPa，則采用1MPa；裂隙沖洗結束標準為回清水10min。

壓水試驗：帷幕灌漿孔沖洗結束后，Ⅰ序孔進行單點法壓水試驗，Ⅱ、Ⅲ序孔結合裂隙沖洗進行簡易壓水，簡易壓水試驗值為該孔段最大灌漿壓力的80%，若該值大于1MPa，則采用1MPa，壓水時間20min，每5min測讀一次壓水流量，連續四次讀數中最大值與最小值之差小于最終值的10%時，取最后的流量值作為計算流量，其成果以透水率表示。灌漿分段及灌漿壓力見表1。

灌漿壓力均為安裝在孔口回漿管路上的壓力表所提的中值壓力，在孔段遇到大耗漿量時，分階段逐級升壓，注漿率不大于30L/min。

漿液水灰比采用5、3、2、1、0.8、0.5六個比級，由稀到濃逐步變換，開灌水灰比采用5：1。

漿液變換標準：當灌漿壓力不變，注入率持繼減小時，灌漿持續進行，不改變水灰比。當某一級水灰比的注入量超過300L時或注入時間已達到1h，而灌漿壓力或注入率均無明顯改變時，灌注漿液可改濃一級，變漿后壓力突增或注入率突減時，查明原因，進行處理；當注入率大于30L/min時，可視具體情況適當越級變濃灌注；帷幕灌漿孔在規定的最大設計灌漿壓力下，當注入率小于0.4L/min時，繼續灌注30min或注入率不大于1L/min時，繼續灌注60min，灌漿即可結束。

灌漿質量合格標準為：帷幕檢查孔壓水試驗要求壩體砼與基巖接觸段及其下一段的透水率q≤5Lu為壓水試驗合格，其余各段的壓水試驗合格率應達到90%以上。

本次灌漿試驗的主要原始資料壓水試驗記錄和灌漿紀錄使用灌漿自動記錄儀進行操作，保證其資料的真實和準確性。其灌漿成見表2：

帷幕灌漿各次序孔透水率區間段數統計成果見表3：

從表4可以看出，帷幕灌漿已全部完成，共鉆孔385個（含不合格段加密處理孔），總鉆進尺11480m，其中混凝土進尺154m，基巖進尺11326.2m，灌注水泥56720kg，平均單位注入量5.01kg/m；壩基河床段帷幕灌漿隨灌漿排、序的增加而單耗逐漸減小，下游排單耗4.51kg/m，上游排單耗2.87kg/m；排內也隨孔序的加密而單耗減小；其中Ⅰ序孔113個，平均單位注入量8.91kg/m；Ⅱ序孔101個，平均單位注入量4.51kg/m，呈遞減趨勢，Ⅱ序孔較Ⅰ序孔遞減49.38%。Ⅲ序孔171個，平均單位注入量2.66kg/m，Ⅲ序孔較Ⅱ序孔單位注入量減少41.02%。上游排較下游排平均單位注入量減少36.4%，符合灌漿基本規律。

帷幕灌漿孔385個（含加密處理孔20個），灌漿段數2489段，，單位注入量小于50kg/m的2460段，占總段數98.84%；50-100kg/m的18段，占總段數0.72%；大于100kg/m的11段，占總段數0.44%。

帷幕灌漿檢查孔按每單元選擇1個，共鉆檢查孔36個，壓水試驗222段，其中：小于0.8Lu共154段，占69.37%；0.8Lu-1.59Lu共45段，占20.27%；1.6Lu-2.4Lu共11段，占4.95 %；大于2.4Lu共12段，占5.41%（最大透水率3.02Lu）。達到了設計透水率q≤5Lu標準。

檢查孔取芯檢查：左右岸壩肩檢查孔取出的巖芯，完整堅硬，其裂隙呈陡傾角和垂直裂隙，部分裂隙細微，該工程壩基檢查取出的巖芯，0-15m受風化影響，裂隙較為發育，水泥結石較多、其寬度0.1-10mm不等，與巖體膠結良好，結石致密，強度較高；15m以下較少發現結石，巖石完整，巖芯的采取率平均達到58%以上。

5、結論

通過合理的施工方案及施工安排，本工程帷幕灌漿施工質量全部合格，單位水泥注入量符合灌漿基本規律。通過帷幕灌漿檢查孔質量檢查，透水率滿足設計標準q≤5Lu要求，施工質量較好，為后續工程施工打下了堅實的基礎，同時也為同類工程施工提供了施工經驗。

參考文獻：

[1]《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》SL62-2014.

[2]《水利水電工程鉆孔壓水試驗規程》SL31-2003.

[3]《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》DL/T5148-2012.