常晶明

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概況

鎮(zhèn)子梁水庫(kù)始建于1958年，位于桑干河一級(jí)支流渾河之上應(yīng)縣鎮(zhèn)子梁村，流域面積1 840 km2，總庫(kù)容4 940 m3，主壩高 15 m，長(zhǎng) 270 m，壩頂寬 6.0 m，壩頂高程1 022.0 m，設(shè)計(jì)正常蓄水位1 019.25 m。副壩高3～6 m，長(zhǎng) 2 300 m，壩頂寬 4.0 m，壩頂高程 1 022.8 m。副壩壩基置于級(jí)配不良砂層上，存在滲漏問題，嚴(yán)重制約下游灌區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展。2008年開始對(duì)水庫(kù)副壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

2 技術(shù)選擇

水庫(kù)垂直防滲工程有4種形式：多頭等厚掘攪水泥土防滲墻、沖擊鉆孔筑地下連續(xù)混凝土防滲墻、水沖板樁混凝土防滲墻、高壓噴射水泥漿防滲墻。經(jīng)專家論證，綜合考慮費(fèi)用、工期等各方面因素，鎮(zhèn)子梁水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程副壩防滲采用高壓噴射水泥漿防滲墻的方法。

高壓噴射注漿是利用鉆機(jī)成孔后，把帶有噴嘴的噴射注漿管插入土層預(yù)定深度后，以高壓設(shè)備使水成為30～40 MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來(lái)，沖擊破壞土體，同時(shí)噴管以一定速度逐漸向上提升，將水泥漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個(gè)固結(jié)體。高噴形式有旋噴、直噴、擺噴三種。擺噴法是在噴管提升過程中，噴嘴以一定的角度轉(zhuǎn)動(dòng)，從而形成截面似啞鈴狀的連續(xù)墻體，達(dá)到防滲目的。

三管高壓擺噴法是將高壓水管、高壓氣管、高壓水泥漿管三管組合成一體，以15°～18°的角度轉(zhuǎn)動(dòng)，混合噴入地下，凝固后形成地下連續(xù)防滲墻體。

副壩除險(xiǎn)加固采用壩基垂直防滲墻和壩坡鋪設(shè)土工膜結(jié)合的方法。副壩垂直防滲墻采用較先進(jìn)的三管高壓擺噴水泥防滲墻技術(shù)，該技術(shù)具有機(jī)械化程度高，節(jié)省勞動(dòng)力，施工簡(jiǎn)單、易操作，工程量小，進(jìn)度快，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。53 d完成高噴水泥防滲墻12 792 m2，封堵了副壩壩基滲漏水，使水庫(kù)能夠正常蓄水。

3 副壩壩基三管高壓擺噴防滲墻施工

3.1 高噴試驗(yàn)

由于每項(xiàng)工程的地質(zhì)條件不同，要求的施工參數(shù)也不同，因此高壓擺噴防滲墻施工前必須按照設(shè)計(jì)圖紙和有關(guān)要求，結(jié)合本工程地質(zhì)情況進(jìn)行試驗(yàn)。

3.1.1 試驗(yàn)方案

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，為使防滲板墻的施工技術(shù)符合本工程的實(shí)際情況，初步擬定兩組主要施工參數(shù)（見表1）。在試驗(yàn)過程中，如不能滿足需要，可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

結(jié)合防滲墻施工，進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，布置6個(gè)試驗(yàn)孔，采用分序施工，即先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔，布孔如圖1所示。

表1 擬定的兩組試驗(yàn)參數(shù)

圖1 試驗(yàn)孔布置

3.1.2 試驗(yàn)結(jié)果

本次試驗(yàn)于2009年9月30日進(jìn)行上下游土體開挖檢查，開挖深度1.5 m。從開挖揭露的墻體來(lái)看，成墻效果良好，墻體紋絡(luò)明顯，墻體最小厚度0.2 m，最大厚度0.45 m。根據(jù)開挖檢查及試驗(yàn)時(shí)擬定的參數(shù)分析得出適合本工程的施工參數(shù)，見表2。

表2 高噴施工參數(shù)

3.2 三管高壓擺噴防滲墻施工

首先進(jìn)行測(cè)量放線定位。用50 m鋼尺在施工中線拉直，按標(biāo)定的孔距每隔1.2 m釘一根長(zhǎng)20 cm、直徑1～2 cm的竹桿作為標(biāo)記，以便鉆機(jī)鉆孔、定位。鉆機(jī)就位找到鉆孔中心點(diǎn)后，調(diào)平鉆機(jī)開始鉆孔。鉆孔經(jīng)驗(yàn)收合格后移到下一孔位。高噴臺(tái)車就位后對(duì)準(zhǔn)鉆孔、調(diào)平，調(diào)直后開始按由試驗(yàn)確定的施工參數(shù)噴漿，噴漿結(jié)束經(jīng)驗(yàn)收合格后，沖洗管路，靜壓回灌，臺(tái)車移到下一孔位。

3.3 圍井注水試驗(yàn)

3.3.1 圍井布置

防滲墻形成后，根據(jù)監(jiān)理和業(yè)主抽查指定的位置布設(shè)圍井，進(jìn)行防滲墻透水率檢查。在高噴軸線上的相鄰兩個(gè)高噴孔上游0.6 m處布置兩個(gè)高噴漿孔，構(gòu)成一個(gè)1.2 m×0.6 m四周封閉的圍井，在圍井中設(shè)一個(gè)直徑128 mm的注水檢查孔，并放入有孔塑料花管。圍井深度和防滲板墻相同。

3.3.2 圍井注水試驗(yàn)

圍井注水試驗(yàn)在圍井高噴結(jié)束3 d后進(jìn)行，試驗(yàn)前連續(xù)向井內(nèi)注水4～8 h，使井內(nèi)天然地層呈飽和狀態(tài)。注水過程中使水位保持在孔口以上，用量筒向孔口管內(nèi)注水，每隔5～10 min測(cè)讀一次流量值，以計(jì)算滲透系數(shù)。

通過對(duì)23個(gè)圍井注水試驗(yàn)的檢查結(jié)果表明：透水率最大值 9.44×10-7cm/s，最小值 3.27×10-7cm/s，平均值 5.77×10-7cm/s，小于設(shè)計(jì)值 1×10-6cm/s，全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

三管高壓擺噴防滲墻施工法在鎮(zhèn)子梁水庫(kù)實(shí)施后，很好地解決了水庫(kù)副壩壩基滲漏問題，消除了水庫(kù)安全隱患，保證了庫(kù)區(qū)的蓄水量。除險(xiǎn)加固后，鎮(zhèn)子梁水庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)正常蓄水灌溉得以保證，相當(dāng)于新增保澆地面積0.8萬(wàn)hm2，按每公頃耕地增產(chǎn)2 250 kg糧食，每公斤糧食1.6元計(jì)算，每年直接新增經(jīng)濟(jì)效益2 880萬(wàn)元，為水庫(kù)管理單位增加水資源費(fèi)80萬(wàn)元。水庫(kù)正常蓄水后，隨著上游水面的擴(kuò)大，濕地面積的增加，庫(kù)區(qū)氣候環(huán)境將大大改善。除險(xiǎn)加固完成后，鎮(zhèn)子梁水庫(kù)將成為朔州市應(yīng)縣、懷仁兩縣5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)、牧、漁和旅游業(yè)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。