某水庫大壩基礎帷幕灌漿施工方案研究

王海旭+李小萌

摘要： 帷幕灌漿施工是防滲處理的主要施工手段，對水利建筑物的安全及有效運行起著關鍵作用。本文結合昆明市某水庫大壩基礎帷幕灌漿工程實例，通過對大壩基礎的施工方案研究，以及在遇到特殊問題時的處理方法，闡述了在相類似的工程條件下對大壩基礎帷幕灌漿施工工藝選取和應對措施，并對其工程的設計和施工提供一定的借鑒作用。

Abstract： Curtain grouting construction is the main construction method of anti-seepage treatment， which plays a key role in the safety and effective operation of water conservancy buildings. Based on the example of the foundation curtain grouting project of a reservoir dam in Kunming， this paper studies the construction program of the dam foundation and treatment measures in case of special problems， expounds the selection and countermeasures of the curtain grouting construction technology under the similar engineering conditions， to provide reference for the design and construction of the project.

關鍵詞： 大壩帷幕灌漿；施工工藝；壓水試驗；方案

Key words： dam curtain grouting；construction technology；water pressure test；program

中圖分類號：TV543+.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）17-0118-03

1 工程概況

該水庫工程位于昆明市掌鳩河干流上。水庫工程樞紐建筑物由大壩、溢洪道、導流泄洪隧洞及輸水隧洞組成，大壩、溢洪道、泄洪隧洞、輸水隧洞為3級建筑物，溢洪道消力池出口明渠、泄洪洞消力池出口明渠等次要建筑物為4級，臨時建筑物為5級[1]。

水庫壩址距團街鎮約8km，距祿勸縣城約49km，距昆明市約124km。水庫壩址距下游約2km的團街電站需利用電站引水渠道進行公路的改擴建，團街電站至團街鎮需利用團街電站的進廠公路進行改擴建，團街鎮至祿勸縣城為縣道X027（新建2級公路祿大路），祿勸縣城至昆明市為國道G108，滿足工程對外交通公路運輸要求。

2 帷幕灌漿施工

結合工程實際情況帷幕灌漿方式采用“孔口封閉、自上而下分段、孔內循環式灌漿法”，遵循先導孔—下游排Ⅰ序孔—下游排Ⅱ序孔—下游排Ⅲ序孔—上游排Ⅰ序孔—上游排Ⅱ序孔—上游排Ⅲ序孔的“分排分序逐漸加密”的原則施工[2]。

2.1 帷幕灌漿鉆孔

①帷幕灌漿孔為鉛垂孔，鉆孔孔徑：開口孔徑110mm或130mm，終孔口徑76mm或91mm；先導孔孔徑與檢查孔孔徑相同。鉆機采用XY-2PC型回轉式地質鉆機清水鉆進。鉆孔按分序分段進行，鉆孔深度必須符合灌漿孔深要求。

②帷幕灌漿先導孔，孔徑φ91mm，終孔孔深達到設計底線后，再加深5m。

③鉆孔過程中注意地層變化，回水顏色，特別是在斷層破碎帶、節理密集或涌水地段，需做詳細記錄。若有較大異常現象，及時向工程師匯報、商討適宜的處理措施。若終孔時遇到大的斷層、溶洞、則終孔孔深必須按照監理工程師的指示進行加深。

④按照監理工程師要求，鉆觀測孔、檢查孔及其它鉆孔，鉆取巖芯，并按照取芯順序進行統一編號，填牌裝箱，同時描述巖芯和繪制鉆孔柱狀圖[3]。

⑤要求鉆取芯樣的回次進尺不超過3m，若發現芯樣存在異常情況，比如磨損等，應及時將其取出，除非監理工程師特別指出，否則對于≧1m的鉆進循環，如果芯樣獲得率<80%，那么接下來需要依次將循環深度減少50%，直到1m的鉆進循環減少到50cm為止。若芯樣的回收率很低，應采取有效措施進行修正。

⑥由于很多因素都能夠反映巖石或混凝土特性，比如芯樣長度、鉆孔沖洗水等，因此在實際鉆孔時應對這些因素進行監測和記錄，并及時提交給監理工程師[4]。

⑦按照監理工程師要求，將所有芯樣放在指定的位置，避免出現混亂。同時為每個芯樣拍兩張彩色照片，詳細記錄鉆孔操作，并將其交給監理工程師。

⑧嚴格依照相關規范標準操作灌漿孔的開孔孔位，要求其與設計位置的偏差不能超過10cm；只有在監理工程師同意的前提下，才能改變孔位，要求將變更后的孔位記錄在案[5]。

⑨鉆孔過程中進行孔斜測量，并采取控制孔斜措施。帷幕孔為垂直孔。在沒有特殊規定的情況下，鉆孔孔底最大允許偏差值不能超過表1的規定。

2.2 帷幕灌漿沖洗及壓水試驗

2.2.1 帷幕灌漿孔沖洗

在正式灌漿前應先裂隙沖洗全部灌漿孔（段）。對于一些地質較為復雜的區域來說，比如存在軟弱泥化夾層、溶洞、大裂隙、斷層等地質的，應由監理工程師安排進行沖洗，或者通過現場試驗確定合理沖洗方法。依照監理工程師的指示，孔內沖洗方法可用導管通入大流量水流，或者風水聯合沖洗方法，從孔底向孔外沖洗；裂隙沖洗方法應結合地質條件、現場灌漿試驗等因素確定最終的沖洗壓力，要求沖洗風壓采用灌漿壓力的50%，壓力超過0.5MPa，采用0.5MPa；沖洗水壓采用灌漿壓力的80%，壓力超過1MPa時，采用1MPa。

觀察回水是否澄清，當發現澄清十分鐘之后可以停止沖洗，同時要求總時間串通孔必須超過兩小時，單孔必須超過半小時，若發現回水沒有達到澄清標準的應持續沖洗，確?？變葰埓娴某练e物厚度≤20cm[6]。完成沖洗操作后，該孔（段）立即連續進行灌漿作業，一旦中斷時間超過一整天，那么沖洗操作失效，下次灌漿前重新進行裂隙沖洗[7]。

2.2.2 帷幕灌漿壓水試驗

①為便于分析判斷灌漿效果，在帷幕灌漿孔巖石裂隙沖洗結束后，應按照監理工程師要求采取多種方法進行壓水試驗，比如“五點法”、 “單點法”、簡易壓水”等。

②在裂隙沖洗后進行簡易壓水試驗。壓力為灌漿壓力的80%，若其>1MPa，采用1MPa；壓水20min，每5min測一次壓水流量，計算流量結果取穩定后的流量，用透水率表示成果。

2.3 帷幕灌漿施工措施

①帷幕灌漿水灰比在沒有特殊規定的情況下按SL62-94規范3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1（W/C）進行施灌，漿液由稀到濃逐級變換，集中制漿站配制0.5：1的純水泥漿輸送到各灌漿機組，各灌漿機組按灌漿時的要求進行濃改稀調配使用。

②在同一單元內的帷幕灌漿孔分三個次序（一次序、二次序、三次序）進行施工，先導孔在一次序孔中選定。

③帷幕灌漿方法：按監理人指示可選用孔口封閉灌漿法分段灌漿。

④第一段設孔口管，并進行待凝。

⑤基巖灌漿段長度宜采用5～6m，可依據實際情況彈性加長或者縮減，但原則上不能超過10m，若孔段孔口無涌水，那么灌漿結束后不待凝，但一些地質較為復雜的地區除外，確定地質復雜區域的待凝時間時應綜合考慮工程師要求和地質條件。

⑥帷幕灌漿壓力：按照相關責任人的要求選擇各段灌漿壓力數值，盡量縮小灌漿壓力到設計值的時間，接觸段和注入率大的孔段應分段升壓。

⑦灌漿時，若發現吸漿量不變，壓力均勻提高，或者壓力保持不變，吸漿量均勻減少的情況，應在不改變水灰比的前提下繼續灌注。

⑧當灌注時間已達1h，或某一級漿液灌入量已達300L以上，但是注入率和灌漿壓力依然沒有明顯變化時，可選擇換濃一級水灰比漿液灌注，當注入率大于30L/min，可越級變濃。

⑨若在灌漿過程中發現被灌漿液變濃，應及時檢測并詳細記錄漿液比重與原配漿液比重，盡快找到原因及解決方案。

2.4 帷幕灌漿特殊情況處理

2.4.1 灌漿中發生串漿，采取下列處理措施：

①被串孔正在鉆進，及時停鉆；

②在被串部位以上1～2m處塞入應用灌漿塞；

③串漿量較小，可采取灌漿同時在被串孔內通入水流。

2.4.2 有地下水涌出的灌漿孔，須測定涌水、流量、地下水壓力、水溫，灌漿時可適當增加灌漿壓力，灌漿壓力必須大于地下水壓力。

2.4.3 必須持續開展被灌孔的灌漿工作，若不得不中斷應采取如下措施：

①盡快恢復灌漿；

②當中斷超過半小時立即沖洗，且沖洗無效后重灌；

③時使用最大水灰比，若復灌過程中出現異常情況，應及時報給相關負責人，盡快找到解決方案，同時進行詳細記錄；

④灌漿段位若灌入量大，無法及時結束灌漿時，才采取添加水玻璃、雙漿液等方法加速其凝固。

2.5 帷幕灌漿結束標準及封孔

2.5.1 帷幕灌漿結束標準

①采用自上而下灌漿法時，灌漿結束的標準是在規定壓力下，當≤1L/min時，繼續灌注90min，或注入率≤0.4L/min時，繼續灌注60min。

②若孔段存在吸水不吸漿問題，無法滿足施工要求，應及時報告給監理工程師，并一同找到解決方案。

2.5.2 帷幕灌漿孔封孔

①若施工中采用自上而下分段灌漿法，應采用“分段壓力灌漿封孔法進行灌漿孔封孔。

②每個帷幕灌漿孔結束灌漿后，只有相關負責人驗收合格后才能開始下一階段的工作。

2.6 帷幕灌漿質量檢查

2.6.1 帷幕灌漿質量檢查應以檢查孔壓水試驗成果為主，質量評定應綜合多項因素，比如測試成果、灌漿記錄、取巖芯資料、鉆孔等。

2.6.2 依照規定布置檢查孔，其鉆孔位置應選在：

①帷幕灌漿質量可能存在問題，或者灌漿情況不正常的部位；

②鉆孔偏斜過大的部位；末序孔注入量大的孔段附近；

③地質條件較復雜的部位，比如巖石破碎、大孔隙、斷層等；

④帷幕中心線上。

2.6.3 帷幕灌漿檢查孔提取巖芯必須按招標文件的規定進行操作。

2.6.4 當灌漿結束21天后，才能開展帷幕灌漿檢查孔壓水試驗。在未能試驗期間應依照相關規范標準，將相關資料提交給監理人，以便其能夠及時的分析施工是否存在異常。

2.6.5 要求帷幕灌漿檢查孔的數量不能少于灌漿孔總數的10%，至少布置一個檢查孔在一個單元工程。

2.6.6 確保每個帷幕灌漿的封孔質量都符合要求。

2.6.7 帷幕灌漿壓水試驗合格標準：壩體與基巖接觸段及其下一段的透水率合格率為100%；再以下各段的合格率為90%以上；不合格段不集中，且透水率值低于設計規定值的100%，那么可認為灌漿質量合格。

2.6.8 灌漿結束后的幕體的單位吸水率要求q≤5Lu。

3 結論

本文通過對該水庫工程地質勘查及對實際工程條件的調查，并結合相關建設規范對該水庫大壩基礎帷幕灌漿做出了一套合適的施工方案，且在施工過程中對其進行檢驗和分析，通過取芯和壓水實驗檢查，灌漿效果良好，說明設計方案和施工工藝是合理的。

參考文獻：

[1]楊洪衛.真金萬水庫導流泄洪方案[J].城市建筑，2016（6）.

[2]王健，王暉，梁龍群.糯扎渡水電站大壩基礎帷幕灌漿施工[J].水利水電技術，2011，42（5）：24-26.

[3]馬新，陳寶義，劉三虎.烏江渡水電站巖溶地區高壓灌漿施工特殊情況的處理[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2005，32（1）：13-15.

[4]李守華，廖軍，張聯剛.向家壩水電站地下廠房帷幕灌漿質量控制[J].四川水力發電，2009，28（4）：50-53.

[5]岳懷舉，鄒剛，何燁.固結灌漿技術在觀音巖水電站導流明渠施工中的應用[J].四川水利，2011（6）：34-39.

[6]水利電力部頒發.水工建筑物水泥灌漿施工技術規范：SDJ210-83[M].水利電力出版社，1984.

[7]劉華平.淺談宜興市油車水庫巖溶洞帷幕灌漿施工技術[J].技術與市場，2011（3）：5-7.