王 倩

（湖南省寧鄉(xiāng)縣水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，410600，寧鄉(xiāng)）

一、水庫(kù)工程概況

永忠水庫(kù)位于湖南省益陽(yáng)市桃江縣城東南方向約6 km，是一座具有防洪、供水、灌溉、養(yǎng)殖等綜合功能的?。?）型水庫(kù)。水庫(kù)集雨面積0.4 km2，總庫(kù)容20.46萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容2.19萬(wàn)m3。主要建筑物有大壩1座 （均質(zhì)土壩，壩長(zhǎng) 75 m，最大壩高 19.8 m）、溢洪道1座（正槽開敞式，堰寬2.0 m）、輸水隧洞1座（直墻圓拱式，尺寸1.2 m×1.6 m）。水庫(kù)于1973年動(dòng)工，1975年1月竣工。水庫(kù)按20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)洪水位58.69 m，洪峰流量 4.36 m3/s，200年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)校核，校核洪水位58.99 m，洪峰流量6.27 m3/s,水庫(kù)正常高水位57.73 m，相應(yīng)庫(kù)容18.27萬(wàn)m3，死水位40.52 m，相應(yīng)庫(kù)容0.4萬(wàn)m3，流域多年平均年降雨量1 548.1 mm。

二、大壩存在的主要問題

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查及地質(zhì)勘探試驗(yàn)，永忠水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩，主要由含礫粉質(zhì)黏土組成，土料質(zhì)量一般，結(jié)構(gòu)疏松～稍密，屬中等偏高壓縮性土,填土質(zhì)量較差，土體密實(shí)度不均一，通過現(xiàn)場(chǎng)壩體注水試驗(yàn)表明，滲透系數(shù)平均為 2.4×10-4cm/s，透水性較強(qiáng)，屬中等透水土體。

三、防滲加固設(shè)計(jì)方案

針對(duì)永忠大壩存在散浸的問題，本次設(shè)計(jì)決定采用黏土固化劑灌漿技術(shù)進(jìn)行防滲加固。黏土固化劑屬于新一代灌漿材料，2004年通過了水利部的科技成果鑒定，由該材料與黏土、水泥配制的特種黏土固化劑漿液具有優(yōu)于現(xiàn)代普通水泥漿液、水泥黏土漿液的多項(xiàng)良好技術(shù)性能，滲透系數(shù)達(dá)到 10-6～10-9cm/s量級(jí)。

四、防滲加固工程措施

壩體黏土固化劑防滲墻中心線布置于大壩中心線位置，采用雙排布孔，排距0.6 m，孔距1.0 m，單孔有效擴(kuò)散直徑1.2 m，防滲墻從壩頂至壩基，最大墻高19.8 m。

1.黏土固化劑設(shè)計(jì)參數(shù)

①特種黏土固化漿液配比的確定。黏土80%～85%，水泥 15%～20%，黏土固化劑為水泥用量的15%～20%，上述均為重量比。黏土可選用粉質(zhì)黏土或紅黏土，要求干凈、含砂量小、黏粒含量應(yīng)超過50%或塑性指數(shù)不小于1.5；水泥為P.O42.5普通硅酸鹽水泥，其細(xì)度要求符合《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（SL 62—1994）的要求；水要求使用無明顯化學(xué)污染的灌溉水或飲用水；固化劑為雄禹牌黏土固化劑。

②漿液水料比確定。一般采用2∶1、1.5∶1、1.2∶1、1∶1 四檔，2∶1 用于基巖開灌，1.5∶1用于基巖復(fù)灌和壩身灌注，1.2∶1 用于間隔灌注，1∶1 用于封孔，特殊情況依據(jù)技術(shù)人員要求可以對(duì)水料比進(jìn)行微調(diào)。

③布孔方式。大壩壩體黏土固化劑上游排防滲墻中心線布置于大壩中心線位置，采用雙排布孔，排距0.6 m，孔距1.0 m，施工時(shí)分兩序施工。

④灌漿量設(shè)計(jì)。根據(jù)上述配比參數(shù)可參照黏土漿液或水泥黏土漿液進(jìn)行。

⑤注漿方式。按設(shè)計(jì)要求自上而下分段灌注。

⑥壓力控制。采用循環(huán)式和純壓式相結(jié)合的綜合灌漿法，灌漿壓力為0.1 M～0.2 MPa。

2.灌注工藝規(guī)程

為了確保灌注質(zhì)量，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在灌漿中必須嚴(yán)格執(zhí)行以下技術(shù)措施和操作規(guī)程：

①壩體防滲實(shí)行自上而下分段灌漿,第一段還兼有壓漿的作用，套管0.5～1.0 m深，將栓塞拴在套管內(nèi)進(jìn)行灌漿；

②土體下段的鉆孔必須在前段灌注后2小時(shí)以后進(jìn)行；

③灌漿時(shí)加灌漿尾管，以將漿液送至灌漿段尾50 cm處；

④采用循環(huán)式和純壓式相結(jié)合的綜合灌漿方式，確保漿液能達(dá)到細(xì)小縫隙和有效擴(kuò)散距離；

⑤孔口由專人查看壓力表和回漿閥，確?；貪{壓力達(dá)設(shè)計(jì)值；

⑥孔口開挖至土層以下30 cm處，用封口袋扎緊筑實(shí)，然后用黏土夯緊，制成孔口壓漿板；

⑦對(duì)于孔壁不規(guī)則的孔先初灌一次，達(dá)到泥漿護(hù)壁，待24小時(shí)后掃孔復(fù)灌；

⑧同一灌注中如出現(xiàn)無壓力、無回漿、吃漿量大的孔，采取分時(shí)的間隙灌注，并改用1.2∶1的濃漿，間隔時(shí)間首先是2小時(shí)，如果仍無壓力、無回漿、吃漿量大，延長(zhǎng)間隔時(shí)間至24小時(shí)；

⑨各灌漿段灌注結(jié)束，在壓力正常且壩面未裂縫的情況下，一般不等漿液襯凝就實(shí)施下一段灌注,對(duì)壩面裂縫的孔嚴(yán)格在24小時(shí)后再實(shí)施下一段灌注；

⑩灌漿壓力土體控制在0.1 M～0.2 MPa，基巖灌漿壓力控制在0.2 M～0.5 MPa。

3.封口方法

①孔口開挖至土層以下30 cm處，封口袋扎緊筑實(shí)，然后用黏土夯緊，防止因孔壁不規(guī)則造成漿液沿套管外壁冒出；

②通過第一序孔灌注土層至壩面裂縫，制作壓漿板，阻止?jié){液從碎石層冒出。

4.漿液濃度變換原則

施工中根據(jù)灌注的實(shí)際情況需要改變漿液濃度，漿液濃度的變換原則是：①在灌注基巖時(shí)首次采用2∶1的漿液，然后改為1.5∶1續(xù)灌，根據(jù)吸漿情況改為1.2∶1灌完；②土體中統(tǒng)一采用 2∶1 或 1.5∶1 的漿液。

5.灌漿結(jié)束條件

當(dāng)灌注達(dá)到設(shè)計(jì)壓力后，吸漿量小于4 L/min或1 L/min，續(xù)灌約20 min或10 min。對(duì)壩體而言，如果壩面出現(xiàn)細(xì)長(zhǎng)裂縫，可以結(jié)束灌漿。

封孔采用“全孔灌漿封孔法”。

五、結(jié) 語(yǔ)

黏土固化劑灌漿防滲技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于各種地質(zhì)條件下土質(zhì)水庫(kù)堤壩壩基及壩體的防滲加固處理。永忠水庫(kù)大壩經(jīng)采用黏土固化劑灌漿防滲后，較好地解決了原壩體散浸的問題，提高了水庫(kù)的綜合效益。

[1]凌賢長(zhǎng)，杜紹安，蔡德新.特種黏土固化漿液研制及其工程應(yīng)用成套技術(shù) [M].2004年水利科技成果公報(bào).北京：中國(guó)水利水電出版社，2004.

[2]劉文水，王新剛，馮春喜，劉洪波.灌漿材料與施工工藝[M].北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2008.

[3]江西省水利科學(xué)研究院.特種黏土固化漿液推廣應(yīng)用報(bào)告[R].2008.