深圳市清林徑引水調蓄工程大壩帷幕灌漿質量檢測方法的選擇與應用

鄒志浩

（深圳市水務工程檢測有限公司,廣東 深圳 518000）

1 引言

水利工程實施過程中滲流破壞是常見的破壞形式,為了防止出現滲流破壞,通常采用帷幕灌漿措施進行治理。由于水文、地質條件的復雜性,帷幕灌漿工程施工質量難以控制,加強工程實施后的質量檢測工作是非常必要的[1-2]。壓水試驗在帷幕灌漿質量檢測中極為常用,檢測結果較為可靠[3-4]。

2 工程概況

清林徑水庫擴建后,水庫總庫容1.86 億m3,正常庫容1.73億m3,興利庫容1.68億m3,死庫容0.05億m3。正常蓄水位79.0 m,死水位51.0 m,水庫水位消落深度28.0 m。根據擴建后水庫水位要求,對原清林徑水庫主壩和黃龍湖水庫主壩、清林徑水庫1 號副壩加高培厚；為了避免征用東莞市境內土地,修建7 號、8 號、9 號、10 號壩。9 號壩壩址布置于溝谷內,地層有沖洪積中粗砂等富水性較強的地層,地下水賦存形式有孔隙潛水和基巖裂隙水兩種類型,河床埋藏深度一般小于2.5 m,左岸埋深2.5 m~5 m,右岸埋深8 m~23.5 m。粉質粘土的滲透系數2.5×10-5cm/s,中粗砂3.0×10-3cm/s,礫砂為5.0×10-3cm/s,殘坡積土2.4×10-4cm/s,全風化粉砂巖2.9×10-5cm/s~1.2×10-4cm/s,強風化砂巖滲透呂榮值q=2.1 Lu~5.5 Lu；弱風化砂巖滲透呂榮值透水率2.3 Lu~40.2 Lu。據現場觀測結果,左岸CZK38 號鉆孔地下水具承壓性,水頭高度約3 m,頂板埋深79.48 m。

3 帷幕灌漿實施方案

帷幕灌漿孔沿壩軸線布置,采用單排,孔距2 m,至5 Lu線以下5 m。灌漿孔按三個次序施工,布置 I序孔,孔距為8 m,在 I序間插入II序孔, II序孔距為8 m,然后在I序孔和II序孔間插入III序孔。III序孔距為4 m。施工順序為先 I序孔的施工,然后進行II序孔的施工,最后進行III序孔的施工逐序加密。帷幕灌漿施工方案如下：（1）在孔口第一段2 m埋孔口管,第二段為3.0 m,第三段以下每段5 m。壓力通過試驗確定。初定第一段終孔壓力為0.25 MPa~0.35 MPa,第二段0.35 MPa~0.40 MPa,第三段以下每段增加0.25MPa。（2）漿液的水灰比（重量比）采用5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.5∶1六個比級。（3）灌漿時盡快達到設計壓力,當灌漿壓力保持不變,吸漿量均勻減少時；或吸漿量不變,壓力均勻上升時,灌漿應繼續進行,不得改變水灰比。（4）變漿標準：當某一級漿液灌入量達300 L以上或時間已達30 min,應改濃一級漿液灌注。在灌漿過程中壓力突增、吸漿量突減,應查明原因。（5）每隔30 min測定進、回漿比重,并做好記錄。（6）帷幕灌漿各灌漿段的結束條件為：在規定的設計壓力下,當注入率不大于0.4 L/min時,繼續灌注60 min；或不大于1 L/min時,繼續灌注90 min,灌漿可以結束。

針對可能出現的問題,可采用以下方式進行處理[5-6]：（1）灌漿過程中,發現冒漿漏漿,應根據情況采用嵌縫、表面封堵等方法處理。（2）如串漿孔具備灌漿條件,可同時灌漿。否則應阻塞串漿孔,掃孔、沖洗后再次鉆進和灌漿。（3）灌漿須連續進行,若因故中斷,需進行處理。（4）孔口涌水孔段,應測記涌水壓力、涌水量,根據情況,選用合適措施處理。

4 壓水試驗帷幕灌漿效果分析

4.1 壓水試驗方案

壓水試驗段共設8個帷幕灌漿檢查孔,1#孔位于A98~A99灌漿孔之間,樁號位置為0+165.0；2#孔位于A107~A108灌漿孔之間,樁號位置為0+183.0；3#孔位于A114~A115 灌漿孔之間,樁號位置為0+197.0；4#孔位于A120~A121 灌漿孔之間,樁號位置為0+209.0；5#孔位于A127~A128 灌漿孔之間,樁號位置為0+223.0；6#孔位于A131~A132 灌漿孔之間,樁號位置為0+231.0；7#孔位于A135~A136 灌漿孔之間,樁號位置為0+239.0；8#孔位于A139~A140 灌漿孔之間,樁號位置為0+247.0。

試段壓力是指作用于試段內的實際平均壓力。當采用安設在與試段連通的測壓管上的壓力表測壓時,試段壓力按下式計算：

式中：P為試段壓力,MPa；Pp為壓力表指示壓力,MPa；PZ為壓力表中心至壓力計算零線的水柱壓力,MPa；q為試段透水率,Lu；Q為壓入流量,L/min；L試段長度,m。

4.2 壓水試驗成果

1#檢查孔鉆進深度為32.30 m。0.00 m~7.37 m為防滲墻砼芯樣,褐灰色,呈柱狀及長柱狀；芯樣完整；7.37 m~22.30 m為強風化粉砂巖,多呈塊狀及短柱狀,局部夾有粘土卵石層,以褐灰色為主；22.30 m~32.30 m為中風化粉砂巖,以短柱狀為主,褐紅色及和褐灰色。2#檢查孔鉆進深度為29.50 m。0.00 m~5.97 m為防滲墻砼芯樣,褐灰色,呈柱狀及長柱狀；芯樣完整,骨料分布均勻；5.97 m~29.50 m為強風化粉砂巖,呈短柱狀及塊狀,以褐紅色為。3#檢查孔鉆進深度為23.40m。0.00 m~4.50 m為防滲墻砼芯樣,褐灰色,呈柱狀及長柱狀；芯樣完整,表面光滑；4.50 m~14.50 m為強風化粉砂巖,多呈塊狀；褐紅色及褐灰色,局部可見裂隙發育；14.50 m~23.40 m為中風化粉砂巖,多呈短柱狀,局部夾有少許塊狀；褐灰色及褐紅色,有少許裂隙發育。4#檢查孔鉆進深度為20.50 m。0.00 m~3.20 m為防滲墻砼芯樣,褐灰色,呈柱狀及長柱狀；芯樣斷口吻合,完整性較好,骨料分布均勻；3.20 m~5.20 m為強風化粉砂巖,呈小塊狀,褐灰色及褐紅色；5.20 m~20.50 m為中風化粉砂巖,多呈短柱狀,局部夾有塊狀；褐灰色及褐紅色。5#檢查孔鉆進深度為19.00 m。0.00 m~0.50 m為砼蓋板芯樣,褐灰色,呈塊狀及短柱狀；0.50 m~5.50 m為強風化粉砂巖,多呈塊狀,褐紅色及褐灰色；5.50 m~19.00 m為中風化粉砂巖,多呈柱狀及短柱狀,夾有少許塊狀；局部可見裂隙發育,以褐灰色為主。6#檢查孔鉆進深度為19.00 m。0.00 m~0.50 m為砼蓋板芯樣,褐灰色,呈短柱狀；0.50 m~10.50 m為強風化粉砂巖,多呈塊狀,有少許短柱狀,褐紅色及褐灰色；10.50 m~19.00 m為中風化粉砂巖,多呈長柱狀及柱狀,夾有少許塊狀；局部可見裂隙發育,褐灰色及褐紅色。7#檢查孔鉆進深度為18.00 m。0.00 m~0.50 m為砼蓋板芯樣,褐灰色,呈短柱狀；0.50 m~15.50 m為強風化粉砂巖,多呈塊狀,有少許短柱狀,以褐灰色為主；15.50 m~18.00 m為中風化粉砂巖,多呈柱狀及短柱狀,有少許塊狀；紫紅色。8#檢查孔鉆進深度為17.50 m。0.00 m~0.50 m為砼蓋板芯樣,褐灰色,呈短柱狀；0.50 m~10.50 m為強風化粉砂巖,呈短柱狀及塊狀,以褐紅色為主；10.50 m~17.50 m為中風化粉砂巖,多呈柱狀及短柱狀,局部夾有少許塊狀；以褐灰色為主。8 個檢查孔42 段壓水試驗檢測,壩體混凝土與基巖接觸段的透水率的合格率為100%；其余各段合格率為100%,灌漿質量評定為合格。

圖1 6#檢查孔鉆孔巖芯情況

表1 壓水試驗成果表

5 結論

以清林徑引水調蓄工程為研究對象,根據8#壩的地質情況,擬采用帷幕灌漿措施進行加固。帷幕灌漿工程需要嚴格按照施工工藝要求實施,針對出現的問題需及時采取治理措施,以提高帷幕灌漿實施質量。通過壓水試驗檢測,實施帷幕灌漿工程后透水率的合格率為100%,帷幕灌漿在工程中應用效果良好。