會澤縣長菁水庫灌漿試驗及質量控制分析

肖恒發 李祖全 潘建麗

摘 要：在會澤縣長箐水庫水庫工程施工過程中，利用灌漿技術將一定配比的漿液壓入到鉆孔的巖層裂隙中，當漿液膠結硬化后可以有效的提高水庫壩體的抗滲性和整體性能，增強水庫基礎的承載力、密度和防滲性。本文將根據合理的固結、帷幕灌漿布置、灌漿壓力、最優水灰比、漿液稠度、壓力與漿液變換等技術參數，推薦合理的施工方法、施工程序、工藝參數等。

關鍵詞：灌漿;試驗;質量

1 工程概況

會澤縣長箐水庫設計規模為小（一）型水庫，水庫蓄水主要滿足灌溉、人畜飲水，兼顧下游防洪防汛及生態用水。水庫總庫容119.7萬m3，興利庫容93.8萬m3，主要建筑物由攔河壩、溢洪道、輸水（兼導流）隧洞 及引水管道組成。水庫建成后年供水103.5萬m3，可新增灌溉面積3730畝，解決及改善水庫下游4484人的飲水安全問題。

2 灌漿試驗區的選擇

為了使本灌漿工程設計所選用的各種參數更符合工程實際，根據設計要求，對長箐水庫進行灌漿試驗任務。根據壩體、壩基、壩肩地質條件，布置三個固結灌漿試驗區，試驗一區為趾板左岸，樁號為0+060.0～0+078.0，試驗二區為趾板河床左岸部位，樁號為0+096.0～0+114.0。試驗三區趾板河床右岸部位，樁號為0+126.0～0+136.0。布置三個帷幕灌漿試驗區，試驗一區位于左岸，灌漿里程0+150～0+162，布置高程位于趾板高程△2279.6～▽2284.2m。試驗二區位于河床位置，灌漿里程0+186～0+198，布置高程位于趾板高程2270.5m。試驗三區位于右岸，布置高程位于趾板高程△2303.06～▽2310.34m。

3 鉆孔施工

3.1 鉆進方向及方法

灌漿試驗分固結灌漿試驗和帷幕灌漿試驗，固結灌漿鉆孔同排孔距為4m，帷幕灌漿鉆孔孔距為1.5m。試驗段采用XY—2PC型液壓鉆機鉆進，開孔孔徑為Φ91～Φ110㎜，終孔孔徑為Φ91～Φ75㎜。

3.2 鉆孔沖洗

試驗采用清水脈沖式沖洗鉆孔沖，沖洗壓力為灌漿壓力的80%，沖洗時間一般10～20分鐘，直到孔口回水澄清5～10分鐘為止。沖洗結束后，下測繩二次探孔，試探孔底巖粉是否小于0.2米，若小于0.2米，則取鉆壓水灌漿;反之則下鉆沖洗或打撈淤積，直到淤積小于0.2米為止。

4 壓水試驗

施工中對I、II、III序孔所有孔段進行灌前簡易壓水試驗，取得巖層透水率情況資料，以便在施工中選擇起始水灰比或預測水泥用量。檢查孔壓水試驗按設計要求進行，采用三個壓力階段五點法進行。壓水壓力一般為灌漿壓力的80%，如該值大于1MPa采用1MPa。壓水試驗流量穩定標準按規范相關要求執行，取最后的流量值作為計算值，成果以透水率q表示。

5 灌漿施工工藝

5.1 施工順序

按照“先固結后帷幕，先下游排后上游排，先鉆灌I序孔，后鉆灌II序孔，再鉆灌III序孔，循序漸進，逐序加密”的原則施工。

5.2 灌漿壓力

固結灌漿壓力按0.15～0.3Mpa進行試驗，在灌漿過程中，多數孔當壓力還未達到0.2Mpa時，漿液從趾板上游混凝土與開挖基巖接縫處冒出，經過多次間隙灌漿后才能結束，所以固結灌漿壓力應在0.2Mpa左右，最大不得超過0.3Mpa。帷幕灌漿壓力第一段采用0.3Mpa，第二段采用0.4～0.5Mpa，以下每段增加0.3Mpa，最大不得超過2Mpa。

5.3 灌漿方法

按設計要求或灌漿實際情況，固結灌漿采用孔口封閉純壓式灌漿法，帷幕灌漿原則上采用自上而下循環式或孔口封閉循環式灌漿法。但在實際施工過程中多數孔內由于承壓水較大，畢漿后取鉆時漿液會被承壓水擠出孔內，灌漿效果較差，所以后期改為純壓式分段灌漿法，灌漿結束后可使漿液在孔內和裂隙中穩固一段時間后在取出止漿塞。

5.4 灌漿段長

固結灌漿由于灌漿段長為5米，故采用全孔一次性灌漿法;帷幕灌漿在趾板與基巖結合段段長為2～3米，其余每個灌漿段長度原則上宜采用5米，特大吃漿和嚴重垮孔處可適當縮短灌漿段長;在遇透水性較微時可適當加長灌漿段長，但不宜大于10米。

5.5 灌漿材料及漿液的選定

水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，經出廠檢驗、進場復檢，水泥質量滿足設計及規范要求。進場水泥保持新鮮，做到先進庫先用，受潮結塊的不得使用。從出廠到使用時的存放時間要求少于3個月。漿液的濃度按水灰比（重量比）控制，固結灌漿選定為3：1、2：1、1：1、0.5：1等四個比級，帷幕灌漿選定為5：1、3：1、2：1、1：1、0.7：1、0.5：1等六個比級，由稀至稠逐級調配使用。用5：1、3：1引導，2：1、1：1主灌，0.7：1、0.5：1用于特殊情況處理及封孔。

5.6 灌漿的施工控制

5.6.1 非特殊情況，應保持灌漿進程連續不中斷地灌注。

5.6.2 不合格或已損壞的壓力表嚴禁使用，壓力表和管路之間設置隔漿裝置。

5.6.3 灌漿栓塞應具有良好的膨脹性和耐壓性能。

5.6.4 灌漿過程中嚴密監測抬動變形情況。

5.6.5 漿液變化。當灌漿壓力保持不變，注入率持續減少時，或注入率不變而壓力持續升高時，不得改變水灰比;當每級漿液注入量已達300L以上，或灌漿時間已達30min，而灌漿壓力和注入率均無改變或變化不顯著時，應改濃一級水灰比;當注入率大于30L/ min時，根據具體情況越級變濃。灌漿段在最大設計壓力下，當注入率不大于1L/min后，繼續灌注30min，灌漿工作方可結束。

5.7 封孔

鉆孔終孔段灌漿結束后，根據基巖灌漿段數多少采用“自下而上分段壓力灌漿法”進行封孔。每段長10～15米，灌漿壓力采用栓塞所在段的壓力值，漿液濃度用0.5：1的水泥漿液，鉆孔非灌段未封滿部分，應采用“置換法”封孔，即下入鉆桿距未封滿的孔底0.5m處利用機械進行壓力封孔，讓孔內清水清漿排除，濃漿溢出方能結束封孔，若漿液下沉應繼續補漿封填，直至全孔封滿不再下沉為止。封孔結束后在孔口留注標記，以備查考。

6 質量控制及效果

6.1 灌漿試驗實施過程中，嚴格按照規范及設計要求進行，各道工序嚴格把關，按“三檢制”要求檢查。

6.2 直觀效果：固結灌漿結束后，孔距為4m時檢查孔壓水試驗結果不達到設計要求，孔距調整為2m并重新補灌后開展帷幕灌漿施工，帷幕灌漿的第一、二段也可作為固結灌漿的補強，灌漿過程中漿液已不再從趾板與巖層接縫處冒出。

6.3 檢查孔檢查：綜合固結、帷幕檢查孔壓水試驗成果資料可看出，當固結灌漿孔孔距4m，排距2.4m時，檢查結果達不到設計要求，當固結灌漿孔孔距2m，排距2.4m時，在不做帷幕灌漿的情況下，也未能達到設計要求，最終經過帷幕灌漿后，實際形成了3排固結孔，排距為1.2m，固結灌漿檢查孔壓水試驗結果合格，防滲效果滿足設計要求。帷幕灌漿采用全孔封閉灌漿法實施時，由于承壓水壓力較大，最大反向壓力實測為1.0Mpa，檢查孔壓水試驗結果不滿足設計要求，灌漿效果較差，經參建各方共同研究調整為純壓試分段灌漿法，并適當加大灌漿壓力后，檢查孔壓水試驗結果滿足設計要求。

6.4 檢查孔巖芯觀察：由于本工程壩址區巖層為泥質白云巖與內碎屑白云巖夾藻類白云巖，強度較低，鉆孔取芯相當困難，采取巖樣均為碎屑砂礫，無柱狀體，采取率較低，對質量評價無實際價值。但根據鉆孔情況，檢查孔鉆進速度明顯慢于試驗孔，說明巖體經過灌漿充填和擠壓后得到了明顯改善。

7 結語

7.1 開孔孔徑為Φ91～Φ110mm，終孔孔徑為Φ75～Φ91mm，可滿足本工程的灌漿質量要求。

7.2 固結灌漿壓力采用0.15～0.3Mpa，最大不得超過0.3Mpa;帷幕灌漿壓力第一段采用0.3Mpa，第二段采用0.4～0.5Mpa，以下每段增加0.3Mpa，最大不得超過2.0Mpa，可滿足本工程的灌漿施工質量要求。

7.3 水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，灌注純水泥漿，漿液的濃度按設計技術要求實施，可滿足本工程的灌漿質量要求。

7.4 固結灌漿采用孔口封閉純壓式灌漿法，帷幕灌漿采用自上而下分段純壓式灌漿法灌注，可滿足本工程的灌漿質量要求。

7.5 固結灌漿孔采用全孔一次性灌漿法;帷幕灌漿在趾板與基巖結合段段長為2m，第二段段長為3m，其余每個灌漿段長為5m，特大吃漿和嚴重垮孔處適當縮短灌漿段長，可滿足本工程的灌漿質量要求。

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[4]《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》（SL62-2014） 。

作者簡介：李祖全（1981年10月—），男，漢族，云南省曲靖市麒麟區人，本科，工程師，國家注冊監理工程師、水利造價工程師、二級建造師，從事水利工程監理工作。

作者簡介：肖恒發（1986年5月—），男，漢族，云南省昭通市巧家縣人，本科，工程師，從事水利工程勘察設計與施工管理等相關工作，于2013、2018、2019年年度考核為優秀并評為先進工作者。

作者簡介：潘建麗（1977年4月—），女，漢族，云南省曲靖市會澤人，本科，工程師，從事水利工程管理工作。