張 平

(云南省曲靖市富源縣水務(wù)局 655500)

1 基本情況

1.1 工程概況

響水河水庫始建于1958年，1965年基本竣工，攔河壩高35.8m，壩頂高程1941.00m，總庫容1616.5萬m3。由于存在主壩壩體單薄，壩基和壩肩嚴(yán)重滲漏，庫區(qū)巖溶漏水等病害問題，水庫的病害嚴(yán)重威脅著下游富源縣城及周邊10萬余人的生命財(cái)產(chǎn)安全，一旦失事，后果不堪設(shè)想。因此，響水河水庫于2001年被列為我省重點(diǎn)病險(xiǎn)水庫之一進(jìn)行除險(xiǎn)加固。由于本工程位于巖溶發(fā)育地區(qū)，主要病險(xiǎn)為壩基、壩肩嚴(yán)重滲漏及庫區(qū)巖溶漏水。針對其復(fù)雜的地質(zhì)情況，采用水泥高壓帷幕灌漿處理。

1.2 工程地質(zhì)及灌漿工程設(shè)計(jì)情況

1.2.1 工程地質(zhì)概況

庫區(qū)處于香花嶺背斜的北東翼，巖層均為單斜層產(chǎn)出，總體傾向北東，傾角一般為10°～20°。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，有多條斷裂從庫內(nèi)穿過，加劇了巖溶化程度的發(fā)展。由于庫盆完全置于茅口灰?guī)r上，在庫內(nèi)逐年出現(xiàn)落水洞，比較密集的為鐵路二號橋沖溝一帶，落水洞的規(guī)模大小不等，表現(xiàn)為溶隙型和落洞型兩種狀態(tài)。溶隙型分布范圍廣泛，而落洞型主要分布于二號橋沖溝一帶。主壩坐落于二迭系棲霞、茅口組灰?guī)r上，巖石層間溶蝕比較強(qiáng)烈，水庫蓄水后在壩腳及坡腳一帶產(chǎn)生多個(gè)滲漏點(diǎn)。經(jīng)鉆孔揭示，近副壩的400m為巖溶較發(fā)育段。

1.2.2 灌漿工程設(shè)計(jì)情況

本次防滲設(shè)計(jì)方案經(jīng)灌漿試驗(yàn)后進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，帷幕的防滲標(biāo)準(zhǔn)為q＜5Lu，帷幕灌漿壓力為4～5MPa。自右向左可分為五段，帷幕總長度979.32m，第一段:里程0+000～0+327.66，單排孔布置，孔距1.6m，帷幕頂界高程1897～1938m，底界為1850～1880m，帷幕線通過主壩右肩及主壩壩基。第二段:里程0+327.66～0+412.66，單排排孔布置，孔距1.4m。此段帷幕線處于主壩左肩，為巖溶發(fā)育強(qiáng)烈?guī)В瑸楸ＷC帷幕體質(zhì)量，保證帷幕堵漏效果，故孔距選用較小值。帷幕頂界1138m，帷幕底界高程1880m。第三段:里程0+412.66～0+512.66，單排孔布置，孔距2.0m。頂界為1938m，底界為1861～1880m。第四段:里程0+512.66～0+758.32，雙排孔布置，孔距2.4m，排距1.5m，頂界為1930～1938m，底界為1820～1861m。第五段:帷幕線長100.3m，里程0+578.32～0+979.32，單排孔布置，孔距1.6m。頂界為1938m，底界為1861～1900m。

2 施工中常見的問題及處理辦法

由于本工程地質(zhì)較為復(fù)雜，巖溶漏斗較多，節(jié)理裂隙較為發(fā)育，加之灌漿壓力較大等原因，在施工中經(jīng)常出現(xiàn)問題。本次高壓帷幕灌漿施工主要出現(xiàn)的問題為地面冒漿、吃漿量較大、地面抬動、卡鉆、抱管。通過對施工經(jīng)驗(yàn)的不斷總結(jié)，我們發(fā)現(xiàn)在施工中要及時(shí)、經(jīng)常巡視灌漿上、下游地面及出水點(diǎn);對鉆孔和灌漿過程中出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象進(jìn)行記錄、總結(jié)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。

2.1 地面冒漿

冒漿和漏漿主要發(fā)生在淺部10m以上地段，按灌漿段來分主要分布于一、二、三段。在施工過程中，特別是0+566.0～0+590.0的F12斷層破碎帶的灌漿孔施工中，冒漿、漏漿情況相當(dāng)嚴(yán)重。冒漿和漏漿既浪費(fèi)材料、人力和物力;還會對水質(zhì)造成污染。為徹底解決此問題，經(jīng)過不斷的實(shí)踐，我們最終采取了濃漿中加速凝劑水玻璃(水玻璃摻入量一般為水泥的2%～5%)，并減壓限量、間歇停灌、多次復(fù)灌的方法處理;其次采用加長孔口管處理或直接封堵漏漿點(diǎn)然后減壓間歇、多次復(fù)灌的方法。地面冒漿在鉆孔時(shí)一般不會有異常情況發(fā)生，少量孔段出現(xiàn)鉆孔時(shí)返水較小(或不返水)現(xiàn)象。故在灌漿過程中遇到灌漿壓力突然減小或不起壓時(shí)應(yīng)巡視灌漿孔上、下游地面是否有冒漿、漏漿現(xiàn)象發(fā)生。

2.2 吃漿量較大

2.2.1 鉆孔時(shí)的一些表現(xiàn)

經(jīng)過鉆孔和灌漿記錄與吃漿量較大灌漿段(孔)的比較，我們發(fā)現(xiàn)吃漿量較大灌漿段(孔)在鉆孔時(shí)會出現(xiàn)一定現(xiàn)象，其對應(yīng)關(guān)系如下。

a.若出現(xiàn)鉆孔過程中鉆機(jī)突然無負(fù)荷的掉鉆現(xiàn)象，說明本段次可能有溶洞或小溶穴，此時(shí)我們會進(jìn)一步探明掉鉆高度和洞底填充物的厚度及物理性狀，為選擇灌漿處理方式提供依據(jù)。

b.若鉆孔時(shí)返水較小(或不返水)且鉆孔時(shí)較難鉆進(jìn)，說明該段可能有溶蝕裂隙，節(jié)理較為發(fā)育;此時(shí)我們會在鉆孔周圍或相鄰的低洼地檢查有無漏水點(diǎn)。

c.鉆孔時(shí)返水呈紅黃色(根據(jù)本區(qū)域地質(zhì)確定，一般為比較渾濁狀)且鉆進(jìn)進(jìn)尺出現(xiàn)一段時(shí)間較快而后又恢復(fù)正常時(shí)，說明此段鉆孔遇到溶蝕裂隙且夾有泥土或極強(qiáng)風(fēng)化物填充;若鉆進(jìn)進(jìn)尺較快且大于0.5m時(shí)，說明該段為充填型溶洞、穴。此時(shí)我們會對充填型溶洞、穴繼續(xù)鉆進(jìn)至溶洞、穴的底板，探明溶洞高度。

d.鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)提鉆后鉆具不能到底，提鉆過程中卡鉆，說明該段出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。若出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，根據(jù)返水顏色和所取巖心判斷塌孔原因。出現(xiàn)塌孔，說明本段地質(zhì)較為破碎，節(jié)理裂隙比較發(fā)育。

2.2.2 處理方式

a.出現(xiàn)掉鉆現(xiàn)象的灌漿孔(段)，我們主要采取先在孔口用稠水泥漿沖灌砂子直至回漿后采用水泥粉煤灰混合漿灌注(粉煤灰摻量在水泥重量的30%左右)，能夠起壓后按正常灌漿結(jié)束;若灌注一定時(shí)間后并且充填水泥量達(dá)10t后仍不回漿，這時(shí)在進(jìn)一步探明溶洞深度、大小的基礎(chǔ)上，采取直接注入混凝土，待返漿后注入加了速凝劑的稠水泥漿并采取多次間歇、掃孔復(fù)灌等方法處理。

b.鉆孔時(shí)返水較小(或不返水)且鉆孔時(shí)較難鉆進(jìn)的灌漿孔(段)，我們采用了濃漿中加速凝劑水玻璃(水玻璃摻入量一般為水泥的2% ～5%)并減壓限量、間歇停灌、多次復(fù)灌的方法處理;其次采用加長孔口管處理或直接封堵漏漿點(diǎn)然后減壓間歇、多次復(fù)灌的方法。

c.鉆孔時(shí)返水呈紅黃色時(shí)的灌漿孔(段)，選用設(shè)計(jì)壓力和開灌比級的水泥漿灌注，若出現(xiàn)無壓或提不起壓力或注入量較大的情況，根據(jù)實(shí)際情況采取越級變濃、摻入水玻璃、間歇、掃孔復(fù)灌等方法進(jìn)行處理。

d.若鉆孔時(shí)出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，先根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整管段長度，然后選用設(shè)計(jì)壓力和開灌比級的水泥漿灌注，若出現(xiàn)無壓或提不起壓力或注入量較大的情況，根據(jù)實(shí)際情況采取越級變濃、摻入水玻璃、間歇、掃孔復(fù)灌等方法進(jìn)行處理。

2.3 地面抬動

該水庫灌漿軸線穿過主副壩、溢洪道和鐵路，施工過程中發(fā)現(xiàn)上部灌段(1～4段)在灌漿壓力達(dá)0.1～0.8MPa時(shí)就會造成地面抬動導(dǎo)致構(gòu)筑物變形，我們做了從0.1～0.8MPa逐級升壓試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)選用灌漿壓力。如:為鐵路安全考慮，靠近鐵路兩邊的灌漿孔采用3號孔作試驗(yàn)，上部壓力僅能達(dá)到0.1～0.3MPa(加大壓力就從鐵軌下的路基地面冒漿)，在灌22.0～23.5m段時(shí)，壓力為0.8MPa就破壞鐵路排水溝擋墻，因此，將鐵路兩邊各鉆3個(gè)孔(2號、3號、4號、11號、12號、13號)灌漿調(diào)整為上部20m按5m分段灌漿，壓力控制在0.1～0.3MPa內(nèi)，灌后鑲鑄孔口管20m，待凝后以壓力0.6MPa，段長5m正常施灌閉漿。通過這種方法，有效解救了地面抬動問題。

2.4 由于地質(zhì)復(fù)雜，在鉆孔時(shí)常因鉆具通過不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)層或較為破碎的巖石、圓角石而發(fā)生卡鉆事故。卡鉆事故的發(fā)生，不僅造成了鉆具的損傷，還會給工程進(jìn)度造成很大影響。當(dāng)遭遇卡鉆事故時(shí)，對于簡單的卡鉆，我們采取擴(kuò)大鉆具孔徑鉆進(jìn)的辦法解決;對于較為復(fù)雜的卡鉆現(xiàn)象，我們采取適當(dāng)偏移孔位或孔口封閉灌漿待凝24h后鉆進(jìn)等辦法解決。

2.5 抱管

我們首先設(shè)鉆孔孔徑為58～75mm，射漿管外徑為42～50mm，當(dāng)孔深大于70m時(shí)，抱管(射漿管被水泥漿凝住)事故比較頻繁。經(jīng)過試驗(yàn)后我們改設(shè)鉆孔孔徑為55～58mm，射漿管直徑為50mm，并增加活動射漿管的次數(shù)，順利解決了“抱管”問題。由此我們得出孔口封閉灌漿法高壓水泥灌漿，射漿管外徑與鉆孔孔徑之差宜為5～10mm。

3 結(jié)語

通過對施工過程中所遇問題的總結(jié)，可以及時(shí)解決工程建設(shè)中出現(xiàn)的技術(shù)難題，也為同類工程提供了較好的技術(shù)參考。并且，這種及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的工作方法，對提高工程建設(shè)管理水平和技術(shù)水平有很大幫助?！?/p>