貓兒巖水庫除險加固工程復合膏漿灌漿的施工控制

龍正君

【摘要】基于提高水庫出現加固施工水平的目的，結合貓兒巖水庫除險加固工程實例，分析復合膏漿灌漿技術的應用，提出施工控制策略，共享給相關人員參考。根據灌漿施工實踐總結，嚴格按照復合膏漿灌漿技術方案，做好全過程的質控，對保障除險加固的效果起到積極作用。此工程施工積累了豐富經驗，具有借鑒價值。

【關鍵詞】水庫;除險加固;復合膏漿灌漿;質量控制

現階段，很多地區都在積極推進水庫除險加固工作，提升現有的水利工程安全運行性能，為區域發展提供保障。從加固工程實踐分析，新技術和新工藝等的應用，破解了很多技術難題。復合膏漿灌漿是一種全新的控制灌漿技術，作業時利用專用泵開展灌注作業，在鉆孔內部灌注復合膏漿，發揮材料的性能優勢，制作堵水幕體或者達到堵體的效果，實現防滲堵漏，發揮著積極的作用。

1、案例概述

貓兒巖水庫是封堵地下暗河形成，河流干流長度9.8km，干流平均坡降22.2‰，水庫控制集雨面積40.68k㎡。工程任務主要以灌溉為主，兼有防洪、發電等綜合效益。從水庫運行情況分析，水庫壩基滲漏是工程主要病險問題。帷幕灌漿區F2、F5、F6處斷層是造成庫區滲漏的主要因素，該地區屬于典型的侵蝕、溶蝕的喀斯特地貌，溶槽、溶隙、溶溝等發育，巖層破碎，裂隙發育，常規帷幕灌漿工藝無法處理此類斷層，根據鉆孔情況，對于F2、F5、F6處斷層區域內巖層破碎或裂縫發育灌段將漿液改為復合膏漿按帷幕灌漿工藝充填后，再采用常規帷幕灌漿加強。

2、貓兒巖水庫除險加固工程復合膏漿灌漿技術的應用

2.1 制漿

制漿材料必須稱量，稱量誤差應小于5%。水泥等固相材料應采用重量稱量法。粘士漿制備：將粘土送至NTJ-1型粘土復合制漿機中，制成粘土原漿，密度控制在1.25～1.35g/cm3，并存放在漿池中備用，必要時加入微量抗粘土沉淀劑。水泥漿制備：將水泥送至ZL-400C高速制漿機中，高速攪拌時間不小于3min，并輸送至儲漿筒備用。復合膏漿制備：將粘土漿和水泥漿抽到膏漿制漿機中，攪拌三到五分鐘，加入速凝劑攪拌兩分鐘。根據需要加入外加劑，調節漿液的稠度。復合膏漿漿液流動度100～160mm，結石體28天無限抗壓強度可達2～10MPa，其固結體的抗滲系數小于10-7cm/s。

2.2 灌漿作業

根據帷幕灌漿段地質情況，對于F2、F5、F6處斷層是主要滲漏區段，帷幕灌漿過程中，發現鉆孔在F2、F5、F6處斷層區段時，持續鉆孔穿斷層段，并到達完整0.5m后，漿液改為復合膏漿充填，再采用常規帷幕灌漿加強。灌漿壓力根據段深及地層地質情況進行控制，以不抬動為原則，孔口段灌漿壓力1.5～2.0MPa。一般情況下，膏漿灌漿結束標準為當孔口峰值壓力達到設計壓力值時，可結束膏漿灌漿。

2.3 抬動變形觀測

在壩基40m帷幕范圍內布置3處抬動觀測孔，壩中布置一處，兩側各布置一處。抬動觀測控制要求：（1）設有抬動變形觀測的部位，其觀測孔鄰近的灌漿孔段在裂隙沖洗、壓水試驗及灌漿過程中均應進行觀測，并將觀測成果提交監理人。（2）壩基抬動變形允許值為200μm，或滿足設計要求。（3）抬動變形觀測應進行觀測記錄，根據觀測數據采取調整措施。抬動裝置安裝流程如下：（1）鉆進觀測孔，孔深應深入基巖一定深度。（2）下入兩種規格的觀測管。將兩層管間隙及觀測管與孔壁間隙灌入粉細砂，并密實填滿間隙。（3）澆筑。在外觀測管上部伸出部分與地表澆筑在一起，防止地面水泥漿進入孔內。在進行壓水、灌漿前，將千分表用管夾固定在內觀測管上，使伸縮桿與地面觀測平臺接觸，以便進行抬動變形觀測。圖1為觀測圖。

圖1 ? ?抬動變形觀測示意圖

2.4 技術問題的處理策略

溶洞處理。本工程區內發現的溶洞深度在10m以下，主要集中在壩基等部位，由于場地等鉆探條件限制，兩側巖體內具體情況難以完全探明，鑒于庫區內難以用爆破開挖等方法處理，故采用以下處理措施：（1）在原鉆孔旁另鉆150mm大直徑孔至脫空處，原孔留作排氣孔;（2）從洞外泵送混凝土至孔口，經漏斗澆入孔內，在澆筑混凝土的同時向孔內回填粒徑8mm以下的卵礫石，澆筑和回填時要注意控制速度，做到均勻、連續，防止堵塞;（3）溶洞澆滿后待凝三天，然后將大口徑和原孔掃開，通過原孔灌注水泥砂漿，大口徑孔作排氣孔，吸漿量大時可用混凝土泵灌注，直至灌漿壓力達到0.5MPa并停止吸漿為止。（4）分段重復灌注水泥漿，直至達到設計要求的灌漿結束標準。

泥砂充填層的處理。如施工時遇到全充填型的溶洞，充填物為泥或泥夾砂，應采取以下措施：（1）鉆孔時遇此地層直接向下鉆進，直達堅硬巖石并深入1m;（2）若泥層厚度較大，可利用高壓水（壓力控制在25～30MPa）進行旋噴沖洗，盡量將孔內的泥砂沖出：帶有噴嘴的鉆桿要慢速旋轉，提升速度控制在60cm/h左右為宜。結合實際情況，按照復合膏漿灌施工設計方案，落實技術問題的處理工作，把關施工作業的質量和效益。

3、貓兒巖水庫除險加固工程復合膏漿灌漿質控策略

3.1 制定高質量的灌漿作業方案

水庫除險加固施工質量的控制，要從技術方案編制質量控制層面入手，做好全面的把控。復合膏漿灌漿施工技術屬于新技術，技術的應用面臨著很多挑戰和困難，制定技術方案時，要圍繞水庫現狀做好全面勘察和調查，掌握庫區的地質條件和環境情況，分析影響復合膏漿灌漿作業的主要因素，按照除險加固的要求，提出灌漿施工技術方案，做好灌漿的質量把控。對復合膏漿灌漿作業采用的工藝和方法，開展深入分析，提出作業流程方案，指導除險加固施工的開展，減少技術應用質量的影響，保障灌漿施工安全有序開展，達到水庫除險加固作業的要求[1]。

3.2 做好材料質量的把控

根據復合膏漿灌漿施工實踐總結，灌漿材料的質量如何，對除險加固效果起到關鍵影響，要做好嚴格把控。設計灌漿制備方案前，要組織開展各項試驗，根據對不同水灰比、不同摻合料和不同外加劑的漿液進行下列項目的試驗，并形成試驗成果，明確材料制備的程序和參數，為灌漿作業的質量和效益把控，提供相應的支持和保障。對使用的材料，例如水泥和粘土等，要提出選擇要求和質控措施，落實到各個環節，減少材料質量因素對復合膏漿灌漿施工質量的影響，確保除險加固工程的質量達標。總體而言，對于材料質量的控制，采取以下措施：（1）制定完善的材料質控制度。根據復合膏漿灌漿施工所需的原材料，提出精細化材料質量控制要求，為采購和質量檢驗等工作的開展，提供依據和支持。（2）落實材料檢驗檢測工作，把關復合膏漿灌漿施工的質量和效益。質檢員和保管員等要認真履行自身的職責，認真做好每個工序和環節的質量檢驗檢測，實現對材料質量的有力把控，保障水庫除險加固的效果[2]。

3.3 做好灌漿作業監測

復合膏漿灌漿施工技術的應用，受到施工及作業現場環境的影響，極易產生變形問題等，給灌漿作業的效果造成不利影響。基于此，組織復合膏漿灌漿施工作業，要注重施工環節的動態化監測，掌握變形情況和灌漿施工參數把握情況等，落實技術應用質量控制工作。實踐中要結合管理需求，配置現代化監測裝置，選擇適宜的位置布置，搭建信息化監測系統，動態掌握復合膏漿灌漿施工情況，根據施工參數和相關信息開展分析，及時發現灌漿作業的問題，采取灌漿調整和優化措施，以免影響復合膏漿灌漿施工技術的應用效果和質量，無法達到水庫除險加固工程設定的目標，保障病害問題得到有效處理。

3.4 認真落實施工控制工作

采用復合膏漿灌漿施工技術，解決水庫工程存在的病害問題，必須強化施工現場的管控，認真落實質量與安全的把握工作，實現水庫除險加固的效益目標。實踐中采取以下控制措施：1）運用PDCA循環法，實施復合膏漿灌漿施工閉環管理，把關技術應用的質量和效果。工程實踐中要設置技術應用管理目標和任務，細化落實到各級部門和人員頭上，形成強大的動力，助力施工質量管理[3]。2）加大施工現場的監督控制。復合膏漿灌漿施工問題的出現，主要集中在生產環節，因此要做好現場的嚴格把控。根據設計的復合膏漿灌漿施工程序，明確各個環節的質量控制要求，通過現場巡視檢查和檢驗檢測等，發現復合膏漿灌漿施工質量問題，提出改進和優化措施。完成灌漿作業后，開展復合膏漿灌漿質量驗收，實現對施工全過程的質量把關。3）加大對復合膏漿灌漿施工管理的考核力度，分析施工管理的不足，采取優化措施，同時實施獎懲措施，調動管理人員的重視度，使其能夠認真落實技術應用質量管控[4]。

結語：

綜上所述，貓兒巖水庫除險加固工程實踐中，采用了復合膏漿灌漿施工技術手段，通過圍繞材料和工序以及變形觀測等，采取嚴格的把控措施，實現對質量的有效控制。文中結合實踐，提出復合膏漿灌漿施工管控措施，為后續相關工程的開展提供借鑒與參考。

參考文獻：

[1]尹桂平，楊勇，程功.高塘水庫除險加固措施及工程項目后評價研究[J].黑龍江水利科技，2020，48（05）：192-195.

[2]張建成.小型水庫除險加固工程施工質量控制難點及對策分析[J].地下水，2020，42（03）：239-240+250.

[3]姚哲峰.小型水庫除險加固工程建設管理探析[J].綠色環保建材，2020（05）：228+230.

[4]孫磊.許家灣水庫大壩除險加固及其穩定性分析[J].路基工程，2020（02）：163-168+184.