丁東水庫大壩高噴灌漿施工及效果分析

付振啟，宋書銀，張廣勇

（德州市水利局丁東水庫管理處，山東 德州 253000）

丁東水庫大壩高噴灌漿施工及效果分析

付振啟，宋書銀，張廣勇

（德州市水利局丁東水庫管理處，山東 德州 253000）

介紹了丁東水庫大壩高噴灌漿工程的設計方案及施工質量控制措施，通過工程實施效果分析，表明大壩防滲加固效果明顯。

丁東水庫；高噴灌漿；工程施工

丁東水庫位于德州市陵城區丁莊鄉，西距德州市區25 km，是德州市委、市政府為解決工農業生產和城市居民生活用水而興建的平原水庫。

1 工程概況

丁東水庫建成于1993年，總庫容5 260萬m3。是德州城區的人飲水源地，并向德州華能電廠、華魯恒升股份有限公司等骨干企業供水，在德州市經濟和社會生活中具有重要的支持作用。

丁東水庫大壩為碾壓式均質黏土壩，壩頂高程26.50 m，壩基17.5 m，壩頂寬8 m。壩體采用復合土工膜斜墻防滲，壩基采用垂直鋪塑與水平鋪塑相結合防滲形式，垂直鋪塑深8.0 m，水平鋪塑長60 m。壩后設截滲溝，截滲溝中心線距壩軸線距離東西壩段為63 m，南北壩段為58 m。

經對原大壩設計情況、大壩地質情況及運行情況分析，認為壩體與壩基接觸帶或壩基淺層內有軟弱夾層，存在安全隱患。為消除壩基隱患，2011年和2015年兩次對部分壩段進行了高壓旋噴灌漿處理。本文僅對2015年灌漿工程進行分析。

2 高噴灌漿設計及施工質量控制

2.1 設計技術方案

根據實地查勘及地質資料分析，2015年實施灌漿工程的壩段為 7+000～7+700、5+500～6+500，0+100～1+400，三段共 3 000 m。 設計防滲體頂高程19.5 m（嵌入壩體2.0 m）。三段防滲體底高程分別為4.5 m，6.8 m和6.5 m。

防滲墻設計為單排板墻，布置于壩軸線，高噴防滲墻平均成墻厚度不小于20 cm，墻體滲透系數小于1×10-6cm/s，墻體抗壓強度大于2 MPa。

高壓噴射灌漿布置為單排孔，采用擺噴折線連接形式，孔距 1.5 m，夾角 15°，擺噴角度 25°，采用三管法工藝施工。

2.2 施工質量控制

該工程由天津市水利工程有限公司承建，2015年7月18日開工，2015年10月9日完工，實際完成工程量：鉆孔42 173 m，帷幕灌漿28 173 m，形成防滲墻面積為42 260 m2。

2.2.1 大壩灌漿控制指標

孔距1.5 m，鉆孔直徑127 mm；水壓36 MPa以上，水量 75 L/min；氣壓 0.7 MPa，流量 65 m3/h；水泥漿流量80 L/min，漿液密度≥1.5 g/cm3；擺角25°與軸線夾角 15°，擺動頻率 6次/min；提升速度10 cm/min；回漿密度＞1.3 g/cm3。

2.2.2 灌漿質量控制

1）鉆孔質量控制：固結鉆孔孔位按設計圖紙測量放樣，鉆孔孔位與設計位置的偏差不得大于10 cm。

2）孔壁沖洗控制：孔壁沖洗工作直接影響灌漿質量，沖洗符合設計標準。

3）灌漿壓力控制：灌漿時要盡快達到設計壓力，并專人控制灌漿壓力，以免灌漿壓力過大產生抬動造成事故或灌漿壓力過小而影響灌漿質量。

4）防串孔控制：通過壓水試驗，認真檢查有無鄰孔，特別是在鉆進的孔段，如果發現串孔，應停止鉆孔，進行沖洗及下管阻塞。

5）防冒漿控制：固結灌漿，易產生外漏，壓水灌漿過程中，發現冒漿（水）、漏漿（水），根據具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法進行處理，必要時漿液中摻加速凝劑。

6）水灰比控制：嚴格按照灌漿要求的水灰比進行，對水泥、水進行稱量并測量漿液比重。

7）連續性控制：要保持灌漿連續。若因故中斷，必須馬上處理，盡早恢復灌漿。

2.2.3 施工質量檢測

1）鉆芯取樣檢測：大壩灌漿完成后，對丁東水庫大壩高噴灌漿工程完成的防滲墻進行鉆芯取樣，鉆芯取樣部位為 0+342，0+996，6+122，7+327，檢測結果：0+342取樣抗壓強度7.5 MPa，滲透系數 9.61×10-7cm/s；0+996取樣抗壓強度 11.2 MPa，滲透系數8.1×10-7cm/s；7+327取樣抗壓強度4.3 MPa，滲透系數 9.7×10-7cm/s；芯樣抗壓強度及滲透系數均達到設計要求。

2）開挖檢測：共檢測2處，通過開挖可知形成的防滲墻樁完整性、連續性、成墻質量均達到設計要求。

3）超高密度電法檢測：委托山東省水利工程試驗中心采用超高密度電法，沿墻體軸線對灌漿段防滲墻進行連續監測，通過對原始數據處理、反演軟件計算，得出電阻率解釋圖。

解釋如下： 樁號 0+100～1+400，5+500～6+500，7+000～7+700段混凝土防滲墻物探剖面在墻體深度范圍內未見明顯視電阻率異常區域，分析認為防滲墻體連續。

3 防滲加固工程效果分析

丁東水庫大壩設有觀測孔，可對防滲加固工程效果進行分析。

丁東水庫大壩觀測孔共設了10組，其樁號分別是：0+250 ，1+115，2+300，3+200，5+200，6+200，7+300，8+409，9+501，10+528 其每組分別設置12眼觀測孔。

通過對大壩觀測孔的觀測，選取工程實施前后水庫同期、水位相同或相近的數據進行比較分析。根據上述條件，選取2016年3月11日與2015年4月8日，2015年10月10日與2014年11月12日4次典型數據觀測進行比較。

相比灌漿前，灌漿段測壓管各個測點均有較為明顯的水位下降。0+250處測壓管降幅為：0.04～1.12 m，1+115 處測壓管降幅為：0.02～1.3 m，6+200處測壓管降幅為：0.08～1.14 m，7+300處測壓管降幅為：0.1～1.26 m。其中2#，3#測壓管降幅較大，4#測壓管降幅最小。

根據灌漿前后測壓管觀測數據繪制出大壩浸潤線和壩體滲流線對比圖，見圖1、圖2，由圖1、圖2可知，水庫大壩灌漿段浸潤線和壩體滲流線明顯降低。

圖 1 2014 年，2015 年同期、同水位壩體浸潤線（1，2，3，4 號測壓管）灌漿前后對比圖

圖2 2016年，2015年同期、同水位壩體浸潤線灌漿前后對比

同時，通過對丁東水庫水量平衡分析，將工程防滲效果進行了分析對比。2014年（灌漿前）丁東水庫滲流量為759.25萬m3，2015年 （灌漿后）丁東水庫滲流量為655.34萬m3，減小了103.91萬m3。由此說明，灌漿后水庫大壩壩基得到了加固，壩體及壩基滲流明顯減小，工程效果良好。

（責任編輯 趙其芬）

TV543

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1009-6159（2017）-06-0021-02

2017-03-10

付振啟（1988—），男，助理工程師