水庫加高擴建工程大壩帷幕灌漿施工組織設計研究

摘 要：施工組織設計是水庫除險加固加高培厚工程重要的施工指導依據，對確保工程施工質量具有非常重要的作用。根據水庫工程特性和建設施工進度、質量等要求，編制符合大壩帷幕灌漿實際的技術經濟管理型施工組織設計，可以為工程規劃建設提供全面的決策和質量監控管理依據。文章以除險加固工程為例，詳細介紹大壩帷幕灌漿施工組織設計相關內容，以期為類似工程建設提供借鑒。

關鍵詞：水庫；除險加固；帷幕灌漿；施工組織

1 工程概況

某水庫始建于1973年，1978年主體工程建成投運，歷經1992和2003年的改擴建。隨著城市人口的快速增加和工農業生產發展規模的快速擴大，水庫運行至今，存在壩體、壩肩局部滲漏、供水能力不足等問題，需要對水庫大壩進行除險加固加高培厚改擴建，即：在原漿砌石重力拱壩的基礎上將大壩整體加高6.2m，并根據壩體結構計算，對大壩下游面進行加厚、溢洪道改造、壩基壩肩防滲處理等。除險加固加高培厚改擴建后，大壩建基面高程897.5，壩頂高程935.2m，最大壩高37.5m，壩頂弧線長274.55m，壩頂寬6m。正常蓄水位930.5m，水庫總庫容3175萬m3，向縣城供水1665萬m3/a，灌溉約5.3萬畝良田[1]。

2 帷幕灌漿施工方法

水庫除險加固加高培厚改擴建工程，帷幕灌漿總施工工程量為3924m。

2.1 灌漿孔布置及施工工藝

大壩防滲帷幕根據設計圖紙沿主壩、副壩軸線布置，分Ⅲ序孔布置，灌漿孔為單排孔，基本孔距2～3m。根據工程地質情況，基巖帷幕灌漿主要采用自上而下分段灌漿法[1]，段長嚴格控制在4～6米，施工時按先I序鉆灌結束后，再進行Ⅱ序施工，最后進行Ⅲ序的施工方法。其主要施工方法及工藝流程如下[2]：施工準備→施工放樣→鉆孔→沖洗→壓水試驗→灌漿→結束封孔。

2.2 鉆孔

根據地質情況，工程壩區主要地層巖性為灰巖和砂巖，鉆孔采用XY-100型回轉式液壓鉆機，硬質合金鉆頭鉆進，開孔孔徑Φ110mm，終孔孔徑Φ91mm或Φ75mm，帷幕鉆孔為鉛直孔。由于鉆孔較多，為便于管理和質量評定，施工前根據現場實際情況將相鄰的10-20個灌漿孔作為單元塊，把所有灌漿孔劃分為若干單元工程，報監理工程師審批后方進行施工。施工前必須嚴格按設計施工圖紙測量布孔放樣，先擇部分I序孔作為先導孔首先施工。作灌漿試驗，通過試驗，確定合理的灌漿濃度、灌段長度，灌漿壓力等技術參考數及灌漿工藝，以便后期灌漿施工[3]。鉆進施工中采取埋設孔口管導向和較粗長鉆具鉆進，采用硬質合金清水回轉鉆進，鉆進時保持壓力均勻，并采取測斜控制手段，確保鉆孔孔底的偏差不大于表1的規定值。

2.3 鉆孔沖洗

當基巖鉆孔結束后，須做鉆孔沖洗。先導孔基巖段應先自上而下分段進行沖洗，其它灌漿孔全孔進行一次鉆孔沖洗，當鉆孔達到灌漿分段裂隙沖洗，沖洗壓力采用相應孔段灌漿壓力的80%，若該值大于1Mpa時，采用1Mpa直到回水清凈，孔內沉積厚度小于20cm時止。

2.4 壓水試驗

按水利電力部頒布《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》（DL/T 5148-2012）的附錄執行。其它各序次灌漿孔在灌漿前進行簡易壓水試驗，壓水試驗壓力為灌漿壓力的80%，若該值大于1Mpa時，采用1Mpa，壓水20min，每5min測讀一次壓水流量，取最后的流量值為準。

2.5 灌漿

（1）灌注漿液配合比及配制

壩基基巖采用純水泥漿灌注，水泥漿的濃度按水灰比（重量比）控制，選定為5：1、3：1、2：1、1：1、0.6：1、0.5：1等七個比級，由稀稠逐級調配使用，升灌水灰比采用5：1、2：1、1：1、0.7：1主灌，濃漿主要用于特殊情況處理，遇大裂隙或溶洞，采用2：1或更濃的漿液升灌。在制漿房中制備水灰比為0.5：1的漿液，輸送漿液流速控制在1.4～2.0m/s。漿液攪拌不小于3min，使用前漿液應過篩，從開始制漿到用完的時間應控制在4h以內。

（2）灌漿長度及灌漿壓力

灌漿段長度一般為4～6m，遇特殊情況，可適當縮短或加長，但不得大于10m；基巖段長小于6m時，可采用全孔一次灌漿，大于6m時必須采用分段灌漿。

灌漿壓力按設計施工圖紙或監理工程師指示，并根據現場先導孔鉆灌的有關數據分析確定。一般情況為0.20～0.50MPa，灌漿壓力采用一次升壓法，若耗漿量大時，采用分級升壓。

（3）灌漿結束控制比

在設計規定壓力下，當灌漿注入量不大于0.4L/min時，繼續灌注半小時或注入率不大于1L/min時，繼續灌注1小時，灌漿即可結束。

（4）封孔

采用“分段壓力灌漿法”封孔，每孔分段自下而上進行封孔，上、下各段以1：1的進行壓力灌漿封孔，壓力為0.5MPa，達到結束標準時，應調至0.8：1濃漿，同正常灌漿一樣進行變漿、屏漿、閉漿，孔口上部空腔用砂漿封實。采用機械封孔結束后，結合人工封孔，利用人工拌和M10水泥砂漿注入孔內，振搗密實并找平。

（5）灌漿質量檢查

檢查孔數量為灌漿孔總數的10%。檢查孔壓水試驗應在灌漿結束14天后進行，采用自上而下分段卡塞進行五點法壓水試驗。灌漿砼與基巖接觸段及下一段的合格率應為100%，再以下的合格率應在90%以上；不合格的透水率值不超過設計規定值的100%，且不集中。達到上述標準的可認為灌漿質量合格，否則應按監理工程師批準的措施進行處理。

3 結束語

提高施工組織設計管理水平，是水庫除險加固加高培厚工程建設發展的重要方向，同時也是項目管理的重要內容。從事工程施工規劃組織設計的部門和設計人員，要充分掌握工程特性，在帷幕灌漿工藝流程選擇、特性參數控制確定等方面，應從常規純技術型向技術經濟管理型方向合理優化調整，有效提高工程施工組織設計技術效益水平，確保工程按照施工進度要求高效優質的施工建設。

參考文獻

[1]北祥，邢稚，孟維娟.安徽塘埂頭水庫除險加固工程防滲工程的設計與施工[J].水利水電工程設計，2011（3）：21-23.

[2]阮明，許利瓊，余小平.大漏量孔段帷幕灌漿施工質量控制[J].人民長江，2006（5）：68-69.

[3]鄧遠剛.水庫除險加固工程帷幕灌漿施工質量控制探討[J].中國水運（下半月），2011（4）：124+157.

作者簡介：鄭洪宇（1976-），女，漢族，內蒙古赤峰人，碩士，高級工程師，主要從事水利水電工程設計、咨詢工作。