黃春華

(江西省贛州市石城縣水利局 342700)

王剛?cè)A

(贛州市水利水電建筑裝飾總公司 341006)

1 工程概況

巖嶺水庫(kù)位于江西省贛州市石城縣東北30km。水庫(kù)正常蓄水位500.00m，死水位482.50m，總庫(kù)容1570萬(wàn)m3，是一座具有發(fā)電、灌溉、養(yǎng)殖等綜合功能的中型水庫(kù)。

工程主要建筑物有:大壩(包括溢流壩和非溢流壩)、引水系統(tǒng)、電站廠房等。工程等別為Ⅲ等，大壩、灌溉及發(fā)電引水系統(tǒng)等為三級(jí)建筑物。

大壩為漿砌石重力壩，河床段為溢流壩，兩岸為非溢流壩。壩頂總長(zhǎng)172.88m。非溢流壩壩頂高程505.10m，壩頂寬6m，最大壩高42.10m;上游邊坡:高程482.0m以下為1∶0.158;高程482.0～500.0m為1∶0.1，高程500.0m以上為垂直段;下游邊坡:高程497.308m以上為垂直段，高程497.308m以下分壩段為:1∶0.72 ～1∶0.78。

大壩體經(jīng)28年運(yùn)行，在壩肩、壩基出現(xiàn)多處滲漏，局部滲漏嚴(yán)重，影響大壩安全穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)設(shè)計(jì)單位研究確定，對(duì)整個(gè)大壩基礎(chǔ)、壩身及兩壩肩進(jìn)行防滲灌漿處理。設(shè)計(jì)單位經(jīng)過(guò)多方案比選，選用灌漿方案進(jìn)行加固防滲，施工內(nèi)容主要包括漿砌石壩體充填灌漿、壩肩及基巖帷幕灌漿。

2 灌漿施工

2.1 灌漿孔的設(shè)計(jì)布置及施工次序

設(shè)計(jì)布置:壩頂布置灌漿孔兩排，第一排灌漿孔位于壩軸線下游1m，第二排灌漿孔位于壩軸線下游3m;排距2m，孔距2m，共計(jì)2×87個(gè)孔，梅花形布置。

灌漿施工次序:在安排灌漿的平面次序時(shí)，按從外圍進(jìn)行圍、堵、截，內(nèi)部進(jìn)行填、壓的原則進(jìn)行，以獲得良好的灌漿效果，這也是保證施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。巖嶺水庫(kù)灌漿以壩體防滲為目的，故先灌注下游排孔，再灌注上游排孔;在同一排上分三序進(jìn)行施工，首先鉆灌一序孔，然后鉆灌二序孔，最后鉆灌三序孔。

2.2 施工方法

2.2.1 主要施工設(shè)備

為保證灌漿質(zhì)量和施工工期，共投入兩個(gè)鉆灌機(jī)組。成孔設(shè)備為無(wú)錫鉆探總廠生產(chǎn)的GXY—IA型地質(zhì)鉆機(jī)及輔助設(shè)備和LQY—90型潛孔鉆機(jī)及輔助設(shè)備;制漿設(shè)備為RM280/520雙層制漿攪拌桶及輔助設(shè)備;灌漿設(shè)備為CT—160型灌漿泵輔助設(shè)備。

2.2.2 施工工藝流程

測(cè)量→布孔→設(shè)備安裝→先導(dǎo)孔→Ⅰ序孔鉆孔→沖洗→壓水→灌漿→Ⅱ序孔鉆孔→沖洗→壓水→灌漿→Ⅲ序孔鉆孔→沖洗→壓水→灌漿→檢查鉆孔取巖芯→壓水檢測(cè)→封孔。其中，先導(dǎo)孔是灌漿前根據(jù)對(duì)巖層預(yù)估的情況，在布孔線上每隔一定距離選擇一個(gè)第Ⅰ次序孔兼做先導(dǎo)孔，達(dá)到了解地質(zhì)條件的目的。

2.2.3 鉆孔沖洗和壓水試驗(yàn)

采用金剛石鉆頭或硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)，鉆頭直徑75mm，終孔后，各次序灌漿孔在灌漿前應(yīng)進(jìn)行鉆孔沖洗和裂隙沖洗，保證孔底沉淀不大于20cm。各次序灌漿孔在灌漿前全孔應(yīng)進(jìn)行一次鉆孔沖洗和裂隙沖洗。壓水試驗(yàn)應(yīng)在裂隙沖洗后進(jìn)行，采用“簡(jiǎn)易壓水法”和“單點(diǎn)法”進(jìn)行。簡(jiǎn)易壓水的壓力為灌漿壓力的80%，但不大于1MPa。通過(guò)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，了解已灌漿孔的灌漿效果及待灌漿段的吸漿情況，為后續(xù)灌漿提供參考依據(jù)。

2.2.4 灌漿方式

采用循環(huán)式灌漿。該方法是用內(nèi)外兩管同時(shí)插入鉆孔，把漿液壓入鉆孔后，一部分進(jìn)入到巖石裂隙，一部分多余漿液可以從內(nèi)外管之間的空隙返回到孔外，經(jīng)過(guò)回漿管路返回漿液的拌和筒，或者進(jìn)入到其他的鉆孔中去。優(yōu)點(diǎn)是:由于漿液始終處于流動(dòng)狀態(tài)，故不會(huì)產(chǎn)生沉淀，因此灌漿效果好。

2.2.5 分段灌漿法優(yōu)缺點(diǎn)

采用自上而下分段灌漿法，段長(zhǎng)5m左右。優(yōu)點(diǎn)是:隨著鉆孔段深度的加大，灌漿壓力可以加大，從而可以提高灌漿質(zhì)量;上部灌完后便形成較為完整的結(jié)石，再往下部鉆灌時(shí)，地面不會(huì)冒漿，壩體也不會(huì)被抬動(dòng);分段鉆孔、分段沖洗、分段壓水試驗(yàn)，成果比較準(zhǔn)確，有利于判斷各段的灌漿質(zhì)量。缺點(diǎn)是:鉆機(jī)移動(dòng)次數(shù)較多，鉆孔工作量大，等待凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，灌漿效率低。

2.2.6 灌漿材料

采用水泥漿液。灌漿水泥為普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)不低于32.5。水泥細(xì)度要求通過(guò)80μm方孔篩的篩余量不大于5%。灌漿用水泥應(yīng)保持新鮮，不得使用受潮結(jié)塊、超過(guò)保質(zhì)期的水泥，并要對(duì)水泥品質(zhì)進(jìn)行分期分批鑒定。水泥漿膠結(jié)性能好，結(jié)石強(qiáng)度高。主要優(yōu)點(diǎn)是:①水泥顆粒較細(xì)，能灌入較細(xì)的裂隙中，在壓力作用下，能擴(kuò)散至一定范圍。②結(jié)石強(qiáng)度高，能同時(shí)滿足帷幕灌漿和充填灌漿的要求。③漿液易配制，施工較方便。④材料來(lái)源方便，質(zhì)量容易控制。

2.2.7 灌漿壓力

灌漿壓力由灌漿試驗(yàn)確定。由于漿砌石壩體滲透性大、吃漿量大，且其滲徑與外界連通，故先用低壓、稀漿，后用稠漿，灌漿壓力可以逐漸上升，當(dāng)升到設(shè)計(jì)值時(shí)，調(diào)整漿液流量、稠度，維持漿液壓力直至結(jié)束。巖嶺水庫(kù)大壩漿砌石體灌漿壓力為0.2～0.4MPa。

2.2.8 漿液的水灰比及變漿標(biāo)準(zhǔn)

漿液水灰比采用1∶1和3∶1兩個(gè)比級(jí)。當(dāng)壓水試驗(yàn)不起壓時(shí)，直接采用3∶1水灰比開(kāi)灌;當(dāng)吸水量大且壓水試驗(yàn)起壓時(shí)，按1∶1水灰比開(kāi)灌。

變漿標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)灌漿壓力保持不變，吸漿量均勻減小時(shí)，或當(dāng)吸漿量保持不變，壓力持續(xù)上升時(shí)，灌漿應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，不得改變水灰比;當(dāng)注入量超過(guò)300L時(shí)改灌1∶1水泥漿直至灌漿結(jié)束。按吃漿率及壓力情況來(lái)變換漿液濃度，即細(xì)裂隙比值大，則稀漿持續(xù)的時(shí)間要長(zhǎng)些;反之，若寬裂隙比值大，則稀漿持續(xù)的時(shí)間要短一些。

2.2.9 灌漿的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

按設(shè)計(jì)要求，在規(guī)定的壓力下，灌漿孔停止吸漿并繼續(xù)灌注10min，灌漿即可結(jié)束。

2.2.10 灌漿孔封孔

灌漿結(jié)束后，采用壓力灌漿封孔法進(jìn)行封孔。封孔漿液為1∶1水泥漿。封孔壓力0.2MPa。封孔要求飽滿、密實(shí)。

2.2.11 灌漿質(zhì)量檢查

采用單點(diǎn)壓水試驗(yàn)的方法。檢查孔的數(shù)量為灌漿孔總數(shù)的10%。檢查結(jié)束后，按技術(shù)要求進(jìn)行灌漿和封孔;灌漿質(zhì)量壓水試驗(yàn)檢查在該部位灌漿結(jié)束14天后進(jìn)行;灌漿質(zhì)量壓水試驗(yàn)檢查，孔段合格率應(yīng)在80%以上，不合格孔段的透水率不超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定值的50%，且不集中，灌漿質(zhì)量可認(rèn)為合格。否則應(yīng)由建設(shè)單位會(huì)同設(shè)計(jì)、施工單位商定處理方案。

3 灌漿效果分析

3.1 灌前透水率分析

從表1所列出的各次序孔的灌前壓水透水率統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，由于壩體空隙較多，Ⅰ序孔中有45%的段數(shù)在灌前壓水試驗(yàn)時(shí)無(wú)法起壓。經(jīng)過(guò)灌漿，Ⅱ序孔中在灌前壓水試驗(yàn)時(shí)無(wú)法起壓的段數(shù)降至總段數(shù)的16.7%。Ⅲ序孔，透水率的平均值達(dá)9.23Lu。由此說(shuō)明壩體的防滲性能隨灌漿次數(shù)的增加而逐漸提高。

表1 各序孔灌前透水率統(tǒng)計(jì)

3.2 單位注入量分析

從統(tǒng)計(jì)的各序孔的水泥單位注入量情況看(見(jiàn)表2)，Ⅰ序孔為1394.5kg/m，Ⅱ序孔為466.7kg/m，Ⅲ序孔為236.5kg/m，遞減率為66.5%和49.3%，而且大漏量孔段也隨孔序的增加明顯減少，符合正常灌漿遞減規(guī)律，表明充填灌漿效果是顯著的。

表2 各次序孔水泥單位注入量統(tǒng)計(jì)

3.3 檢查孔壓水成果分析

灌后共布置檢查孔16個(gè)，做壓水試驗(yàn)123段，透水率q≤5Lu者123段，占總試驗(yàn)段的100%，滿足設(shè)計(jì)要求，說(shuō)明灌漿質(zhì)量和防滲效果良好。

3.4 單元工程質(zhì)量評(píng)定

根據(jù)SL176—2007《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程》的規(guī)定，對(duì)充填灌漿施工質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定，共劃分18個(gè)單元工程，全部合格。

4 施工質(zhì)量控制措施

4.1 監(jiān)理質(zhì)量控制

監(jiān)理質(zhì)量控制即對(duì)工程施工全過(guò)程的質(zhì)量進(jìn)行控制，從施工的準(zhǔn)備工作、原材料、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和進(jìn)場(chǎng)設(shè)備的檢查驗(yàn)收，各工序的驗(yàn)收簽證、關(guān)鍵工序的旁站監(jiān)理，到檢查孔的檢查結(jié)果及質(zhì)量缺陷的返工處理等進(jìn)行全方位控制。主要依靠事先、事中控制。

4.2 督促施工單位健全三檢制

質(zhì)量控制檢查嚴(yán)格執(zhí)行“三檢一驗(yàn)”制，即機(jī)組內(nèi)部班組自檢、施工機(jī)組質(zhì)檢員二檢、項(xiàng)目部質(zhì)檢員三檢和監(jiān)理工程師檢查驗(yàn)收制度。

4.2.1 機(jī)組內(nèi)部班組自檢

機(jī)組班長(zhǎng)、記錄員控制施工孔孔深段長(zhǎng)及灌漿時(shí)裝置的正確與否、灌漿壓力、結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)等情況。對(duì)各環(huán)節(jié)，施工人員必須服從班長(zhǎng)、記錄員的安排，施工時(shí)記錄員必須如實(shí)記錄施工情況，確保施工質(zhì)量。

4.2.2 機(jī)組質(zhì)檢員

檢查控制鉆孔的孔位、孔斜、方位，保證準(zhǔn)確及時(shí)地測(cè)斜，并將資料整理分析，如發(fā)現(xiàn)有違反技術(shù)要求的施工方法，應(yīng)及時(shí)通知施工人員糾正處理;如無(wú)效，則上報(bào)項(xiàng)目部質(zhì)檢人員。

4.2.3 終檢人員

對(duì)施工的全過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量控制，對(duì)關(guān)鍵工序?qū)嵤┖炞C制度，以確保施工滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)施工環(huán)節(jié)現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。對(duì)施工中出現(xiàn)的異常情況采取有效措施，及時(shí)處理并上報(bào)項(xiàng)目經(jīng)理部。主要工序通知監(jiān)理工程師驗(yàn)收。

4.3 加強(qiáng)灌漿設(shè)備配置的控制

灌漿質(zhì)量在一定程度上取決于灌漿設(shè)備的工作情況。在選擇灌漿施工機(jī)械設(shè)備的配置時(shí)，應(yīng)充分考慮機(jī)械的技術(shù)性能、工作效率、工作質(zhì)量、可靠性及維修難易程度、能源消耗、安全、靈活、數(shù)量等方面對(duì)灌漿質(zhì)量的影響。如:灌漿用的風(fēng)、水、電系統(tǒng)應(yīng)有專(zhuān)用管路，以確保灌漿工作順利進(jìn)行，灌漿管路應(yīng)能承受1.5倍的最大灌漿壓力。制、輸、灌各系統(tǒng)間應(yīng)有可靠的通訊聯(lián)絡(luò)措施，以確保供漿和灌漿質(zhì)量。灌漿泵性能應(yīng)與漿液類(lèi)型和濃度相適應(yīng)，容許工作壓力應(yīng)大于最大灌漿壓力的1.5倍，并有足夠的排漿量和穩(wěn)定性能，其壓力變動(dòng)范圍不大于灌漿壓力的20%。壓力表的最大量程宜為最大灌漿壓力的2.0～2.5倍。

1 梁炯鋆.錨固與注漿技術(shù)手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，1999.

2 中華人民共和國(guó)水利部、電力工業(yè)部.水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范(SL 62－94)［S］.北京:水利電力出版社，1994.