王立國，祝天新，王 濤

（德州市丁東水庫管理處，山東 德州 253016）

丁東水庫坐落于于德州市陵縣丁莊鄉(xiāng)東南，距德州市區(qū)25km。庫區(qū)占地面積8.51km2，水面面積7.0km2，大壩高程 26.5m，高 9.0m，壩頂寬 8m，邊坡1∶3，興利水位 24.5m，死水位 17.5m，蓄水深 7.0m，大壩軸線長11.64km，庫容5260萬m3，為碾壓式均質(zhì)土壩。水庫建成蓄水以來，為推動德州市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)揮了巨大的作用。

1 工程背景

1）樁號6+600～7+000壩段：1998年丁東水庫蓄水時，截滲溝內(nèi)有明顯的滲流出逸點，并伴有冒氣、浮砂現(xiàn)象，出現(xiàn)小的管涌、流土現(xiàn)象。當時采取覆蓋壓頂措施，在管涌處截滲溝溝底鋪一層土工布做反濾層，其上用裝滿黏土的編織袋覆蓋壓實，暫時消除了安全隱患。考慮到隨著水庫蓄水量的增加，水位抬高，冒砂現(xiàn)象有可能進一步發(fā)生。

2）8+900～11+500壩段：壩后侵潤線出逸點過高，庫水位23.00m時，測壓管平均水位1#21.26m，2#19.87m，3#17.34m，4#16.51m；水庫水位 24.00m時，測壓管平均水位1#22.10m，2#20.61m，3#17.73m，4#16.88m，該區(qū)段集水溝常年有較大滲漏積水。

3）經(jīng)對原大壩設(shè)計及施工情況、大壩地質(zhì)情況及運行情況的分析，認為壩體與壩基接觸帶或壩基淺層內(nèi)有軟弱夾層，存在明顯的滲漏通道，影響壩體的滲透穩(wěn)定，隨著水庫蓄水量的增加，水位抬高后，管涌范圍和規(guī)模將會進一步擴大，如不能及時發(fā)現(xiàn)并搶險，可能導(dǎo)致垮壩事故，嚴重危及大壩及周邊人民群眾的生命和財產(chǎn)安全。必須對水庫部分壩段進行壩體及壩基加固處理，消除大壩的安全隱患。

2 水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件

2.1 庫區(qū)水文地質(zhì)情況

根據(jù)地質(zhì)勘察報告可知，丁東水庫地質(zhì)屬于黃河下游沖積平原河間洼地，庫區(qū)地層均為第四系全新統(tǒng)沖積堆積層。庫區(qū)水文地質(zhì)條件較單一?？碧狡陂g，地下水埋深較淺，樁號0+300～2+900段潛水埋深為0.5～0.8m，樁號 2+900～8+450段潛水埋深一般為 1.1～1.5m，該兩段潛水面高程16.2～16.5m；樁號8+450～11+636（0+000）～0+300 段，潛水埋深為 1.8～2.7m，潛水面高程15.20～15.60m。地表水與地下水聯(lián)系密切，呈互補關(guān)系。

2.2 圍壩工程地質(zhì)情況

巖性中上部為砂壤土夾裂隙黏土，下部為極細砂、細砂層。壩基地層巖性為第四系全新統(tǒng)沖擊堆積層，夾湖積堆薄層，自上而下分為5大層、10個亞層。第一層分為3個亞層，①-1層砂壤土，層厚3.3～5.8m，層底標高 11.50～13.50m；①-2 層壤土，層厚0.5～1.1m，層底標高 16.30～17.40m；①-3 層裂隙黏土，層厚 0.4～2.9m，層底標高 14.00～16.90m，該層分布較廣泛。第二層分為4個亞層，②-1層裂隙黏土，層厚 3.6～9.0m，層底標高 2.90～8.80m；②-2層淤泥質(zhì)黏土，厚度變化大，斷續(xù)分布；②-3層砂壤土，層厚0.5～3.5m，層底標高 7.50～10.10m；②-4 層砂壤土?；煊叙ね?、壤土薄層，層厚1.0～3.5m，層底標高4.80～6.60m，斷續(xù)分布。第三層砂壤土，層厚1.2～5.5m，層底標高0.00～3.50m。第四層極細砂，控制層厚8.6m，頂板埋深14.50～16.60m，區(qū)內(nèi)部被揭穿。第五層細砂，控制層厚2.8m，埋深多超過20m，區(qū)內(nèi)未被揭穿。

3 方案選定

結(jié)合丁東水庫實際情況，最終確定選用高壓噴射灌漿防滲墻進行除險加固。加固范圍確定為6+600～7+000和8+900～11+500，防滲墻軸線總長度3000m，設(shè)計防滲體頂高程19.5m（嵌入壩體2.0m），防滲體底高程4.50m（嵌入黏土層1.5m，終止于底部深厚粉砂層頂部）。防滲墻總面積為4.5萬m2。

防滲墻設(shè)計為單排板墻，布置于壩軸線上游，距防浪墻2m。高噴防滲墻平均成墻厚度不小于20cm，墻體抗壓強度大于2MPa。

高壓噴射灌漿布置為單排孔，采用擺噴折線連接形式，孔距1.5m，夾角15°，擺噴角度25°。 采用三管法工藝施工，水泥采用P.O32.5普通硅酸鹽水泥。

4 施工方案

4.1 施工參數(shù)及工藝

孔距1.5m，鉆孔直徑127mm；水壓36MPa以上，水量 75L/min；氣壓 0.7MPa，流量 65m3/h；水泥漿流量 80L/min，水灰比≤1︰1，比重≥1.5g/cm3；擺角25°與軸線夾角15°，擺動頻率6次/min；提升速度10cm/min；回漿比重〉1.3g/cm3。

4.2 施工方法及控制要點

1）高噴孔定位：在施工軸線上按設(shè)計要求進行放線定位，各孔采用統(tǒng)一編號，分兩序施工。

2）造孔：鉆孔孔徑不小于127mm，鉆進采用泥漿循環(huán)護壁。鉆孔偏斜不大于孔深的1.5%。

3）下噴射管：先將噴頭各部位做檢查后妥善保護，再將噴射管下至設(shè)計深度，將井口擺動裝置調(diào)整好方向，做好噴漿前的準備工作。

4）制漿：本工程采用32.5#普通硅酸鹽水泥，水泥細度通過4900孔/cm2標準篩的篩余量不大于5%；灌漿用水泥須符合質(zhì)量標準，并按規(guī)范批量收集出廠合格證和抽樣檢驗；灌漿用水應(yīng)符合拌制水工混凝土用水的要求；制漿材料須稱量，誤差小于5%，水泥等固相材料采用重量稱量法，漿液必須攪拌均勻并測定漿液密度，施工中隨時對現(xiàn)場水泥進行計量，嚴格按配合比制漿；水泥漿液攪拌時間不少于3min，漿液在使用前過篩，自制備至用完的時間少于2h。

5）灌漿：同時啟動高壓水泵、空壓機、攪拌機、泥漿泵等配套設(shè)備，將各項工藝參數(shù)調(diào)整到設(shè)計要求開始噴射，待孔口返漿后按設(shè)計要求速度開始提升，自下而上形成了高壓噴射灌漿截滲帷幕墻。在灌漿過程中，隨時檢查漿液比重，如孔口出現(xiàn)不返漿，應(yīng)立即停止提升，采取充砂或摻加速凝劑等措施使其返漿，以確保截滲墻的連續(xù)性。

6）回灌：待噴射管提到設(shè)計高程后，噴射灌漿結(jié)束，向孔內(nèi)不斷灌入水泥漿，直到漿液不再下沉，以免因漿液排水固結(jié)引起截滲帷幕墻頂部出現(xiàn)塌陷和壩體內(nèi)留下隱患。上部不滿部位采用黏土回填夯實封孔。

4.3 施工過程中出現(xiàn)的問題

1）6+600～7+000壩段在施工過程中27序孔和61序孔出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，漏漿持續(xù)5～10min后重新返漿。說明此壩段壩基存在滲漏通道，印證了1998年水庫蓄水時出現(xiàn)險情的情況。2）8+900～11+500壩段部分序孔出現(xiàn)串漿現(xiàn)象，串漿部位在壩頂公路基礎(chǔ)和大壩碾壓層的接觸面上，對工程質(zhì)量不產(chǎn)生影響。

5 工程效果

工程完工后，采用高密度電阻率法對丁東水庫大壩高壓擺噴灌漿壩段進行了工程質(zhì)量檢測，檢測報告顯示防滲墻體低界深度距壩頂22m左右，達到設(shè)計深度，8+900～11+500壩段防滲墻體中局部位置形成結(jié)石體強度稍低，但墻體連續(xù)，6+600～7+000壩段防滲墻體連續(xù)，在防滲墻體背水一側(cè)的剖面顯示沒有滲漏通道存在，防滲墻的擋水效果明顯。

在工程管理中觀察灌漿效果，效果良好。1）在8+900～11+500壩段原來集水溝常年有積水，現(xiàn)在除個別地段外大部分已干涸，說明壩后出逸坡降減小，出逸點降低。2）在丁東水庫外圍王蠻附近有一眼機井，在水庫運行期間一直往外冒水，現(xiàn)在通過觀察在丁東水庫低水位運行時井中水位距井口30cm，只有在高水位運行時才往外冒水。3）在6+600～7+000壩段通過對截滲溝的清淤后的觀察發(fā)現(xiàn)截滲溝溝底沒有發(fā)生浮砂、管涌、流土現(xiàn)象，而在6+600～7+000壩段外北側(cè)出現(xiàn)了極小的浮砂、管涌現(xiàn)象。4）在灌漿部位，灌漿后通過對觀測井的觀測和原來的觀測資料比較，在水庫水位相同的情況下，1#觀測井由于布置在灌漿防滲墻體的上游，觀測井中水位比原來上漲了60cm左右，其他觀測井中的水位和原來比較都有了不同程度的下降。

綜上，丁東水庫通過大壩高壓擺噴灌漿，集中滲漏通道被封堵，滲徑延長，出逸坡降減小，出逸點降低，不僅確保了大壩的安全，而且可以有效地減少水庫滲漏量，達到了預(yù)期的目的。