淺談大任水庫主壩高噴灌漿施工

鄒正興

湖南省水利水電勘測設計研究總院勘測部 湖南 長沙 410000

1 工程概況

（1）水庫概況。梧州市藤縣大任水庫位于廣西壯族自治區藤縣太平鎮境內，離S320省道約9Km，交通便利。主壩灌漿工程主要是高噴灌漿。大任水庫于1980年竣工。設計正常水位108.00m，水庫總庫容4153萬m3。

（2）工程地質概況。大任水庫主壩灌漿區域出露地層由老到新巖性分述如下：①震旦系培地組（ZP)：砂巖，分布于主壩。②壩體人工填土（Q4s)：壩體填土土質均一，主要為磚紅、紅褐、褐灰色的粉砂土，遇水松散，層厚19～60m不等。

（3）主要完成工作量。我單位于2018年10月10日設備進場，到2019年4月5日完工，共完成高壓旋噴灌漿鉆孔344個，鉆孔進尺14350m，灌漿段長13939.18m，總用水泥6770.34t，高噴灌漿試驗孔5個，其中生產性試驗孔3個，高壓旋噴灌漿防滲墻檢查孔12個，進尺660m，注水試驗 49段。

2 合理的設計參數是保證施工質量的基礎

本項目的設計要求是設計單位根據本水庫前期的地質勘探資料結合多年的現場實踐經驗提煉出來的施工參數，具體參數如下：高噴灌漿參數：水壓力為35～40MPa，水量為80L/min；漿壓力為0.5～1.0MPa，漿量為60～80L/min，氣壓力為0.5～0.8MPa，氣量為0.8～1.2m3/min；提升速度為8cm/min，質量要求達到規范驗收標準。具體參數通過現場生產性實驗確定[1]。

3 高噴灌漿生產性試驗是確定施工參數最直接的依據

我單位于2018年10月12～23日按設計參數在大任水庫主壩進行了高噴灌漿試驗孔5個，其中生產性試驗孔3個。高壓旋噴灌漿防滲墻檢查孔1個，進尺197.3m，注水試驗 4段，并進行了現場開挖，實驗結果均滿足設計要求，確定了設計參數為施工參數。這樣通過現場實驗驗證的設計參數能更有效地保證工程施工質量。

4 高噴灌漿鉆孔施工質量的好壞直接決定施工質量的成敗

該項目是最大孔深達到60m的高噴灌漿項目，對鉆孔質量要求比較高。孔位，孔斜，孔徑均影響樁與樁之間的搭接，從而影響成墻，故鉆孔的質量好壞決定灌漿施工質量的成敗。

首先放樣必須精準，根據設計圖紙按孔號劃分好單元，采用經緯儀進行高噴灌漿軸線整體放樣，確定施工軸線后，按孔距0.8m，逐孔定好孔位，用鋼筋標記好。并每隔16m設置了控制性樁號。本項目因為在施工過程中出現了大壩開裂沉陷現象，在大壩開裂沉陷段采用經緯儀單獨放孔（放一個孔施工一個孔）。其次必須保證鉆孔與地面的垂直度，在鉆孔施工過程中必須定點測斜糾斜，保證終孔孔斜小于10cm。因為孔斜超標準影響底部樁的搭接，從而影響防滲質量。最后，孔徑盡量大，孔徑大對高壓水的切割阻力小，有利于增大樁徑。

鉆孔時詳細填寫鉆孔原始報表。鉆孔的深度超設計孔深30cm，施工時選定部分一序孔作為先導孔，采取芯樣、劃分地層，并做注水實驗。先導孔間距為24m，分為12個單元，每單元1個先導孔1個檢查孔，以便于灌漿效果分析[2]。

5 水泥材料質量和漿液質量控制

水泥的質量決定防滲墻的防滲效果，水泥質量必須合格。本項目水泥采用P042.5普通硅酸鹽水泥，并按每300噸/組抽樣送檢。

灌漿漿液一律按試驗選擇的最優配合比采用重量法配制，誤差嚴格控制在5%之內；制漿材料的稱量采用重量法，要求誤差不大于5%，漿液水灰比控制在0.8∶1～1∶1，漿液密度不小于1.55g/cm3；制漿使用高速制漿機制漿，并嚴格檢測其漿液密度，攪拌時間不少于30S。

漿液自制備至用完的時間控制：當環境氣溫10℃以下，不超過5h；當環境氣溫在10℃以上時，不超過3h；當漿液存放時間超過有效時間時，按廢漿處理。

漿液質量檢查：除按時量測進漿和回漿比重外，還隨機抽取相應進漿和回漿漿液制作模塊，并對模塊進行28天抗壓試驗。

6 高噴灌漿施工過程控制

（1）高噴灌漿施工。高噴灌漿應在鉆孔施工完成，并驗收合格后進行。施工時必須將噴頭下入孔底（基巖內30cm處）方可進行灌漿施工，并等待孔口返水泥漿后，在高壓水、氣、漿暢通的情況下再開始提升。施工中必須嚴格按設計參數施工。在施工前各儀器、儀表均應進行校驗。

（2）高噴灌漿過程中特殊情況處理。①在高噴灌漿過程中，出現壓力突降或突升、孔口回漿濃度或回漿量異常等情況時，查明原因及時處理。②在噴射過程中發生串漿，填堵被串孔。待灌漿孔高噴灌漿結束后，盡快進行被串孔掃孔、高噴灌漿或繼續鉆進，加大施工間距。③在噴A110—A231孔時在大壩壩頂表面出現開裂沉陷和穿孔現象，灌漿施工時采取加大施工間距的措施，分三序施工，并對開裂部位進行了充填灌漿。

（3）樁孔回填。高噴灌漿完畢均及時進行回灌，避免高噴灌漿后由于孔內漿液的析水、收縮而使上部墻體產生空缺現象，影響墻體的質量。采用水灰比0.5∶1的濃水泥漿進行回填。

（4）與基巖結合部位高噴灌漿施工。高噴灌漿孔鉆孔施工過程中詳細記錄地層變化情況，準確記錄了基巖的分界線，避免了與基巖帷幕搭接不好而造成返工，影響工期與防滲質量，必須將噴頭下入孔底至設計孔深以下30cm處方可進行灌漿施工。

（5）灌漿質量檢查。高噴墻體質量檢查以檢查孔注水試驗成果為主，結合灌漿成果分析以及檢查孔取芯情況進行綜合評定；檢查孔在該部位灌漿完成28d后進行。檢查孔的數量，按每單元布置1個檢查孔。每個檢查孔抽取不同地層芯樣送檢，做芯樣抗壓強度實驗。芯樣均全孔素描和拍照。檢查孔完成后，按要求進行置換和壓力灌漿封孔。

7 施工組織機構及設備配備

（1）項目施工組織機構及人員。本工程成立以項目經理為首的項目經理部，項目部設5組1室對本工程進行全面管理，將實驗室人員編入質安組，測量人員編入技術組，定員12人。各生產班組暫按兩臺套高噴設備考慮，分晝夜三班制施工，鉆孔組24人，高噴灌漿24人，機修和后勤6人，共計66人。本項目大力使用年輕的熟練工人和專業的技術人員，制定了各項崗位職責和獎懲辦法，充分調動各方面的工作積極性，施工現場一片和諧。

（2）設備配備。“工欲善其事，必先利其器”，優良的設備配置是保證施工質量的基礎，能有效保證設計方案的順利實施。本工程高噴設備2臺套（高噴臺車為衡探HT-60），鉆孔設備4臺套。設備使用實行定人、定機、定責，嚴格執行設備操作規程和崗位責任制，實現“人盡其力，物盡其用”。

8 灌漿效果分析

本項目鉆孔工作量：14350m，灌漿段長13939.18m，總用水泥6770.34t，先導孔注水試驗92段；滲透系數1.77*10-3－全泵量吸收（詳見高噴灌漿先導孔注水試驗匯總表），鉆孔施工時Ⅰ序孔鉆孔很少有回水，而Ⅱ序孔鉆孔施工時基本上都有回水；Ⅰ序孔在灌漿時基本上沒有回漿，而在Ⅱ序孔灌漿時，每孔都有回漿。Ⅱ序孔回漿比重均大于1.35g/cm3，可見灌漿效果明顯。從檢查孔情況看，旋噴墻體中進行降水頭注水試驗， 注水試驗49段，滲透系數在5.95×10－6－9.76×10－6cm/s之間。均滿足設計要求。

高噴灌漿施工完畢兩個月后，庫區蓄水至正常水位后，主壩樁號0+001.00—主0+487.25段和主0+964.25—主1+261.50段壩體下游沒有明顯的冒水點；在0+487.25-0+964.25位置也很少見明顯的冒水點，只在原來設計帷幕灌漿孔的W232-W271位置下游仍有三個明顯的冒水點，但冒水量明顯比原來減小；下游的量水堰的水流量比灌漿前減少了90%。可見灌漿效果明顯。

9 安全生產和文明施工

該項目沒有發生任何安全事故。專職安全員24小時對施工現場進行巡查，對安全施工日志記錄齊全，做到每會、每天的檢查內容都詳細記錄并簽名在案。

本項目從開工就建立文明施工規章制度，定期對員工進行文明施工和環境保護的教育。項目部和當地群眾的關系和諧。所有鉆孔在施工過程中均沒有發生廢水、廢渣、廢漿污染環境的情況。

10 結束語

本項目通過項目部全體員工的共同努力以及業主、監理等各方面的大力支持和配合，施工中員工們抓住了各生產關鍵環節，各項管理措施落實到位，保質按期順利地完成了各項生產任務。主壩通過高噴灌漿施工已取得明顯效果，已施工部位達到設計要求，并于2019年12月廣西梧州市質監部門驗收合格，取得良好的社會效益和經濟效益。