水庫大壩灌漿施工方案研究

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1工程及地質概況

該水庫工程位于昆明市掌鳩河干流上。水庫工程樞紐建筑物由大壩、溢洪道、導流泄洪隧洞及輸水隧洞組成，大壩、溢洪道、泄洪隧洞、輸水隧洞為3級建筑物，溢洪道消力池出口明渠、泄洪洞消力池出口明渠等次要建筑物為4級，臨時建筑物為5級[1]。水庫是一座解決掌鳩河下游城鎮生活、農村人畜飲水和灌區農業灌溉用水等綜合利用的水利樞紐工程。工程規模為中型，工程等別Ⅲ等。水庫壩址距昆明市約124km。水庫徑流區處掌鳩河云龍水庫流域下游，地勢東西兩邊高中部低，西部地形分水嶺位于臥嶂山一帶，最大高程2885.3m；東部地形分水嶺位于卓干山一帶，最大高程2803.2m。測區內一般高程為1810-2280m，相對高差470m。本文依據現代地形地貌成因和形成特征可將該區劃分為侵蝕構造堆積的低中山-河谷地貌和構造剝蝕之夷平面地貌這兩大地貌類型。侵蝕構造堆積的中低山-河谷地貌類型：主要分布于1900m高程以下庫盆內，兩岸岸坡一般較為險峻，一般地形坡度35-65°。局部地段為陡崖，谷底寬度30-100m，河谷斷面一般呈“U”型局部地段為“V”型，河流縱比降約20‰。構造剝蝕之夷平面地貌類型：主要分布于1900-2000m高程以內，山頂多為緩坡，局部平坦，一般地形坡度5-10°，沖溝發育，地形不完整。

2灌漿材料

根據施工圖紙或監理人指示，灌漿選用的水泥品種為：普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽大壩水泥，用于回填灌漿的水泥強度等級不低于32.5，用于帷幕灌漿和固結灌漿的水泥強度等級不低于42.5[2]。灌漿用水符合JGJ63-89第3.0.4條的規定，拌漿水的溫度不得高于40℃[2]。摻合料：在灌漿漿液中如果要摻入砂、黏性土、粉煤灰和水玻璃等摻合料，各種摻合料質量應符合SL62-94的規定，其摻入量通過試驗確定，試驗成果報監理工程師審批[3]。外加劑：水泥漿液中可摻入速凝劑、減水劑、穩定劑以及監理人指示或批準的其它外加劑，各種外加劑的質量符合SL62-94的規定，其最優摻加量通過室內試驗和現場灌漿試驗確定，試驗成果報送監理人，所有能溶于水的外加劑以水溶液狀態加入[3]。

3基礎灌漿施工

3.1固結灌漿位置及施工技術參數

固結灌漿施工部位包括溢流壩邊坡、破碎的溢洪道基礎、護坦、非溢流壩段及廠房擋水結構前邊坡、廠房基坑固結孔、廊道固結孔、面板堆石壩趾板固結孔。在壩0-014.60～壩0+218.40m心墻壩基礎范圍進行固結灌漿，在帷幕灌漿上、下游各布置2排固結灌漿孔，排距為1.5m，孔距為3.0m，孔深5m，梅花型布置[4]。防滲標準：巖石透水率q≤10Lu。如施工設計、圖紙、監理有規定，按設計、圖紙、監理要求進行鉆孔灌漿參數的調整[4]。

3.2灌漿施工方法

根據《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》（SL62-94）的要求：進行固結灌漿時，如鉆孔中巖石灌漿段長度不大于6m時，可一次灌漿[3]。因本次固結灌漿全部鉆孔深度均為5m，故本次固結灌漿采用全孔一次性灌漿法，即造孔達到設計孔深（5m）時，安裝栓塞進行灌漿[3]。灌漿施工程序是：放線布孔→鉆機安裝→校核立軸垂直度→造孔→基巖沖洗孔→壓水試驗→灌漿→封孔→終孔。

3.2.1鉆孔

放線布孔：根據設計提供的實地相關樁號和施工圖紙，采用經緯儀和鋼尺放線布孔，保證孔位偏差小于±10cm。孔位從下游開始分別為第1排、第2排、第3排、第4排，孔號從左至右開始。鉆機安裝：采用經緯儀校核軌道中心線，確認其與鉆孔連線一致后，并上面安裝鉆機等機件。以上鉆機的安裝做到有牢靠的底座，平穩的機架和可靠的緊固件，每一道安裝工序完畢，用水平尺校核，以保證機架平面水平。校核鉆機立軸垂直度：鉆機安裝就緒后，開孔前由工程技術人員用羅盤校核立軸垂直度，達到要求后方準開鉆。造孔：采用硬質合金和金剛石清水正循環鉆進。開孔口徑一般為Ф91mm，終孔口徑Ф91-Ф75mm，在鉆進過程中遇掉塊、坍孔、漏水等異常情況，并詳細進行記錄。孔斜方向：本次固結灌漿鉆孔全部為鉛垂孔。

3.2.2鉆孔沖洗與壓水試驗

①鉆孔沖洗：灌漿孔段造孔完畢先進行裂隙沖洗，沖洗時間可至回水清凈時停止，沖洗壓力為本段灌漿壓力的80%，壓力不大于1MPa。②壓水試驗：鉆孔沖洗后接著進行壓水試驗，試驗孔數不少于總孔數的5%即可，故本次固結灌漿壓水試驗為每20孔進行一次壓水試驗，可有效地提高施工效率。壓水試驗最大壓力為灌漿壓力的80%。壓水試驗成果用透水率（Lu）表示，按下面公式計算：q=Q/PL式中：q-巖體透水率（Lu）；Q-壓入流量（L/min）；P-試段內全壓力（MPa）；L-試段長度（m）。本次固結灌漿按設計選用壓力為0.2-0.5MPa，實際使用壓力以不對灌漿蓋板產生抬動為準，在灌漿及壓水過程中均使用抬動觀測，以保證壓力不對蓋板產生抬動。設計標準為抬動不大于200μm。

3.3漿液的使用及變換

3.3.1漿液配比

本次固結灌漿采用純水泥漿，水灰比3:1、2:1、1:1、0.6:1（或0.5:1）四個比級。按由稀至濃的原則逐級變換使用，當鉆進時不返水或灌漿時不起壓時，提高起灌濃度為2:1。其中變漿的原則為：①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，不得改變漿液配比。②當某級漿液注入量已達300L以上，或灌漿時間已達30min而灌漿壓力或注入率無變化或無顯著變化時，應該濃一級水灰比。

3.3.2特殊情況處理

在灌漿過程中，灌漿段可能出現冒漿、串漿、大裂隙等現象，可按下述的方法處理。①冒漿處理。1）冒漿量小，一般采用減壓灌注處理，同時對冒漿點進行封堵，經過20-30min后，逐漸提高灌漿壓力，恢復灌漿。2）冒漿量大，采用降壓處理后還繼續冒漿，則可越級使用濃漿灌注，灌漿壓力逐漸提高時，恢復至原來的漿液濃度繼續灌注至達結束條件。3）如果用降壓和改變漿液濃度的方法處理后，還繼續冒漿，則作間歇灌漿，即停灌一段時間，待漿液失水初凝再灌。②串漿處理。如果被串孔處在停歇時間，直接對其封堵，如果被串孔處在鉆進中，則立即停鉆起鉆，對其進行封堵，灌漿孔正常灌注結束。③大裂隙的處理。一般采用間歇灌注（停15-20min），讓裂縫回彈閉合再灌注，如果不再冒漿，可按正常灌漿繼續下去，如果還在繼續冒漿，則經過停歇灌注三次后便結束灌漿。④出現冒漿、串漿或大裂隙的孔段，為確保灌漿質量灌后均要求做壓水檢查，若檢查不合格，便進行復灌，直至合格為止。⑤對大的吸漿段灌漿的處理：當單位注入量已達800kg/m時，可采用降低灌漿壓力、加大漿液濃度和限流等措施處理。

3.4結束標準

固結灌漿結束標準為：在規定的壓力下，當注入率不大于0.4L/min時，繼續灌注30min，灌漿可結束。①封孔：固結灌漿孔封孔采用全孔壓力灌漿封孔法，因本次固結灌漿灌段長均為5m，可一次性灌注，故灌漿結束后即可封孔。②質量檢查：固結灌漿質量檢查采用鉆孔壓水試驗的方法，檢查孔數量為灌漿孔數量的5%，檢查孔的施工待單元內全部灌漿孔結束3天后即可進行。本次固結灌漿按設計劃30m為一單元，檢查孔檢查合格標準為壓水試驗q≤5Lu，質量評定的標準為：試段的合格率為80%以上，不合格試段的透水率不超過設計規定的50%，且不集中，灌漿質量可評為合格。4結論本文通過對該水庫工程地質勘查及對實際工程條件的調查，并結合相關建設規范對該水庫大壩基礎灌漿做出了一套合適的施工方案，且在施工過程中對其進行檢驗和分析，通過取芯和壓水實驗檢查，灌漿效果良好，說明設計方案和施工工藝是合理的。

作者:王曉東 李小萌 黃海云 單位:1.昆明理工大學國土資源工程學院 2.云南民族大學 3.云南大學建筑與規劃學院

參考文獻：

[1]楊洪衛.真金萬水庫導流泄洪方案[J].城市建筑，2016（6）.

[2]中國建筑科學研究院起草.混凝土拌合用水標準[M].中國標準出版社，1989.

[3]水利部水電工程技術咨詢中心.中華人民共和國行業標準：水工建筑物水泥灌漿施工技術規范SL62-94[M].中國水利水電出版社，1994.

[4]楊學祥，李焰.大崗山水電站高拱壩壩基固結灌漿試驗[J].人民黃河，2010，8（12）：183-185.