黃 偉，汪貴成，黃 成

（1.湖北長江清淤疏浚工程有限公司，武漢 430012；2.湖北赤壁市教育局，赤壁 437302）

1 工程及地質(zhì)簡介

東涌水庫位于深圳市龍崗區(qū)大鵬半島南部，東涌河下游，距出?？诩s1.5km，南澳街道境內(nèi)，是多年調(diào)節(jié)供水水庫，正常蓄水位51.6m，水庫設(shè)計總庫容1 190.99萬m3，正常庫容1 023.4萬 m3，按《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定屬中型水庫。東涌水庫主要任務(wù)是攔蓄天然徑流，充分利用本地水資源，增加本地水源的調(diào)蓄能力，按規(guī)劃將水庫蓄水送至香車水庫，滿足南澳、大鵬兩街道用水需要；同時，通過新建東涌水庫，利用水庫蓄洪、滯洪和泄洪，對水庫下游的防洪安全具有重大意義。

壩全長為336.8m，壩頂高程為56.1m，最大壩高為56.00m，防浪墻頂高程為57.3m，壩底最大寬度292.3m，壩頂寬度6.0，壩型為堆石粘土心墻壩。副壩為均質(zhì)土石壩，壩頂總長度為135.87m，壩頂寬6m，壩頂高程57.3m，最大壩高6.5m。上游壩坡1：3，下游壩坡1：2.5，下游坡設(shè)置貼坡排水。

大壩示意圖如圖1所示。

壩址區(qū)處在構(gòu)造地址相對穩(wěn)定的地段上，未發(fā)現(xiàn)深大斷裂構(gòu)造，主要為殘坡積粉質(zhì)黏土全～微風(fēng)化基巖構(gòu)成。軟弱夾層和中小斷層及其破碎帶，對壩基和壩肩穩(wěn)定和滲透均會產(chǎn)生不利影響，甚至惡化地質(zhì)條件。為了大壩的安全，壩基防滲處理采用帷幕灌漿技術(shù)。

2 帷幕灌漿施工

2.1 帷幕灌漿孔位布置

本次施工的主要任務(wù)是對副壩壩頂樁號為K0＋084～K0＋356范圍內(nèi)的基巖進行帷幕灌槳，同時也為東涌水庫主壩基礎(chǔ)帷幕灌漿提供可靠的借鑒。副壩帷幕灌漿孔布置為單排，孔距2.0m，采取三序孔施工。共布帷幕灌漿孔136個。帷幕灌漿底線為相對不透水頂線（q＜5Lu）下3m。帷幕灌漿布置示意圖見圖2。

2.2 帷幕灌漿施工工藝流程

帷幕灌漿施工按分序加密的原則進行，相鄰兩次序孔同時施工保證鉆灌高程差不小于15m。在各單元主帷幕孔中選1～2個I序孔做先導(dǎo)孔，先行施工。先導(dǎo)孔要比帷幕灌漿孔深約10m，并需達到設(shè)計要求，若達不到則需加深至設(shè)計的透水率深度。要求根據(jù)孔深的實際情況，帷幕灌漿采用自上而下分段孔內(nèi)循環(huán)灌漿法。

圖1 大壩典型剖面圖

圖2 灌漿序孔布置圖

施工工藝流程為：測量→布孔→設(shè)備安裝→鉆孔→沖洗→壓水試驗→灌漿→封孔。

2.3 帷幕灌漿工序控制

2.3.1 鉆孔

（1）鉆孔孔徑。采用φ91mm的鉆頭進行鉆進，孔口段埋設(shè)Φ73mm孔口管（無縫鋼管，埋入基巖深度為2.0m，露出孔口0.1m）。灌漿先導(dǎo)孔、觀測孔、檢查孔按鉆取芯要求采集巖芯進行地質(zhì)編錄。

（2）鉆孔方法。鉆孔采用SCZ-ⅢA型地質(zhì)鉆機，鉆機安裝平整穩(wěn)固，按孔徑要求采用硬質(zhì)合金鉆頭鉆進。

（3）鉆孔偏差。灌漿的質(zhì)量與鉆孔的質(zhì)量密切相關(guān)，對于鉆孔要求是確?？咨?、孔向、孔位符合設(shè)計要求，孔壁平順，這樣才能使灌漿栓塞能夠卡緊卡牢，灌漿時不致產(chǎn)生返漿。帷幕灌漿孔位偏差不大于10cm。鉆孔過程中要進行孔斜測量，其孔底偏差不得大于下表的規(guī)定，垂直的或頂角小于5°帷幕灌漿孔，孔深大于60m時，孔底偏差應(yīng)嚴(yán)格控制在1.3m范圍之內(nèi)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)鉆孔偏差值超過設(shè)計規(guī)定時，應(yīng)及時糾正并采取補救措施。允許偏差見表1。

表1 帷幕灌漿孔孔底允許偏差

鉆孔過程中，遇巖層、巖性變化，發(fā)生掉鉆、坍孔、涌水等異常情況，應(yīng)詳細進行記錄，作為分析鉆孔灌漿質(zhì)量的基本依據(jù)。鉆孔遇有洞穴、塌孔或掉塊難于鉆進時，可先進行灌漿處理，再行鉆進。如發(fā)現(xiàn)集中漏水或涌水，應(yīng)查明情況、分析原因，經(jīng)處理后再鉆進。

灌漿孔（段）在鉆進結(jié)束后，應(yīng)進行鉆孔沖洗，孔底沉積厚度不得超過20cm。各類鉆孔當(dāng)施工作業(yè)暫時終止時，孔口應(yīng)妥加保護，防止流進污水和落入異物。

2.3.2 裂隙沖洗與壓水試驗

（1）裂隙沖洗。各灌漿孔段灌漿前進行裂隙沖洗，采用導(dǎo)管通入大流量水流，從孔底向孔外沖洗的方法進行沖洗，沖洗壓力采用80%的灌漿壓力，且不大于1MPa。裂隙沖洗應(yīng)沖洗至回水澄清后10min結(jié)束，且總沖洗時間不少于20min。當(dāng)臨近有正在灌漿的孔或臨近孔灌漿結(jié)束不足24h時，不得進行裂隙沖洗。

在斷層、裂隙發(fā)育部位或沖洗時相鄰孔有串通情況下，應(yīng)及時降低沖洗壓力，沖洗時間如有2h后回水仍不澄清，可停止沖洗。

（2）壓水試驗。先導(dǎo)孔五點法壓水試驗。帷幕灌漿孔先導(dǎo)孔采用自上而下分段進行“五點法”進行壓水試驗。5個壓力階段必須保持連續(xù)進行。壓力分別為該段灌漿壓力80%的0.3、0.6、1.0、0.6、0.3倍。以壓水試驗3級壓力中的最大壓力值及相應(yīng)的壓入流量計算巖體透水率q值。

簡易壓水試驗。壓力為灌漿壓力的80%，且不大于1MPa，在穩(wěn)定壓力下，壓水20min，每5min測一次壓水流量，取最后的流量值作為計算流量。

2.3.3 灌漿與封孔

（1）灌漿方法。帷幕灌漿采用“孔口封閉、自上而下、不待凝孔內(nèi)循環(huán)灌漿法”施工，孔口段必須采用雙循環(huán)球形阻塞灌漿法施工。灌漿結(jié)束后，埋設(shè)孔口管，深入基巖不得小于2m，孔口管埋設(shè)后待凝72h，并經(jīng)檢查合格后，方可進行下一工序的施工。

（2）灌漿分段。第一段長為2m，其它段長為5～6m。遇特殊情況可適當(dāng)縮短或延長，但加長段段長不得超過10m。

（3）灌漿壓力。灌漿壓力按設(shè)計要求，并根據(jù)生產(chǎn)性灌漿試驗由設(shè)計進行調(diào)整。灌漿開始后，在盡可能短的時間內(nèi)達到設(shè)計壓力，使整個灌漿過程盡可能地在規(guī)定壓力下進行。在Ⅰ序孔2～12m灌漿段和其他注入率大于30L／min的孔段應(yīng)采用分級升壓至設(shè)計壓力。分級壓力可根據(jù)具體情況確定，升壓速度控制0.5MPa／10min以內(nèi)，分級壓力時每級壓力的純灌時間不少于15min。

（4）漿液配比及變漿原則。細水泥漿液水灰比為1：1、0.8：1、0.5：1等3個比級，開灌水灰比1：1。灌漿中漿液變漿應(yīng)遵循以下原則：

灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時，或當(dāng)注入率保持不變而壓力持續(xù)升高時不得改變水灰比。

當(dāng)某一比級漿液注入量已達到300L以上或灌注時間已達30min，而灌漿壓力和注入率均無顯著改變時，應(yīng)改濃一級水灰比漿液灌注。

當(dāng)注入率大于30L／min時，根據(jù)具體情況，可越級變濃。

（5）灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)和封孔。帷幕灌漿孔在規(guī)定的設(shè)計壓力下，當(dāng)注入率不大于1L／min時，繼續(xù)灌注60min，可以結(jié)束灌漿。

灌漿孔全孔灌漿結(jié)束后采用全孔灌漿封孔法進行封孔，先用導(dǎo)管注漿法將孔內(nèi)余漿置換成0.5：1的濃漿，之后將灌漿塞塞在孔口，繼續(xù)使用濃漿進行純壓式灌漿封孔。封孔壓力采用全孔最大灌漿壓力并不小于1.5MPa，封孔時間為60min。孔口剩余部分使用砂漿封填密實，割除高于混凝土面的孔口管，用水泥砂漿抹光。

（6）特殊情況處理。

①有涌水的孔段處理：在有涌水的孔段，灌漿前測記涌水壓力和流量，通過采取縮短段長、加大灌漿壓力、純壓式灌注、摻加速凝劑、延長持續(xù)灌漿時間和待凝時間等控制措施來確保此類灌漿孔的施工質(zhì)量效果。

②在灌漿過程中發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿時，應(yīng)根據(jù)具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇、待凝等方法進行處理。

③串漿孔段的處理：灌漿過程中發(fā)生串漿時，被串孔正在鉆進，串漿量不大，可繼續(xù)鉆進，否則停止鉆進。封閉串漿孔，待灌漿結(jié)束后，串漿孔再行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進施工。如與待灌孔串漿，串漿量不大時，可于灌漿的同時在被串孔內(nèi)通入水流，使水泥漿不致在孔內(nèi)沉淀而堵塞鉆孔內(nèi)的巖石裂隙；串漿量較大時，如條件具備可同時灌漿，如不具備同時灌漿的條件，則封閉被串孔，待灌漿孔灌結(jié)束之后，立即打開被串孔掃孔沖洗后盡快灌漿。若兩個孔同時灌漿，且兩孔段使用的灌漿壓力又不相同，出現(xiàn)串漿時，若無法灌結(jié)束，封閉使用較低灌漿壓力的淺孔，待深孔灌漿結(jié)束后再灌淺孔。

④帷幕灌漿孔的終孔段，其透水率大于設(shè)計規(guī)定值時，鉆孔應(yīng)繼續(xù)加深，每次加深段長為5m。

⑤灌漿必須連續(xù)進行，若因故中斷，應(yīng)盡快恢復(fù)灌漿，否則應(yīng)立即沖洗鉆孔，再恢復(fù)灌漿。若無法沖洗或沖洗無效，則應(yīng)進行掃孔，再恢復(fù)灌漿。

⑥經(jīng)特殊情況處理后的孔段，待凝后仍應(yīng)掃孔，重新按照技術(shù)要求進行升壓灌漿，直至達到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。

（7）帷幕灌漿質(zhì)量檢查。帷幕灌漿灌后常規(guī)壓水檢查采用五點法壓水，自上而下分段鉆孔、分段孔內(nèi)阻塞進行壓水試驗。壓水段長同灌漿段長，壓力為該段灌漿壓力80%的0.3、0.6、1.0、0.6、0.3倍，檢查孔壓水檢查結(jié)束后，按帷幕灌漿的要求進行全孔一次灌漿，并按灌漿孔的封孔要求進行封孔。

帷幕灌漿檢查壓水試驗在該部位灌漿結(jié)束14d后進行。帷幕灌漿檢查合格標(biāo)準(zhǔn)為透水率q≤1.0Lu。混凝土與基巖接觸段及其下一段的透水合格率為100%，其余各段合格率不應(yīng)小于90%，不合格試段的透水率值不超過設(shè)計規(guī)定值的100%，且不合格試段的分布不集中。

3 帷幕灌漿成果分析及質(zhì)量評價

帷幕灌漿先導(dǎo)孔采用自上而下分段卡塞進行“五點法”壓水試驗；其他孔段結(jié)合裂隙沖洗進行簡易壓水試驗。副壩帷幕灌漿灌前壓水Ⅰ序孔最大值為∞，最小值為0，平均值為5.64Lu；Ⅱ序孔最大值為212.5 Lu，最小值為0，平均值為3.15Lu；Ⅲ序孔最大值為16.3 Lu，最小值為0，平均值為1.32Lu。綜合分析Ⅰ序、Ⅱ序、Ⅲ序帷幕灌前平均透水率可以看出：Ⅲ序孔較Ⅱ序孔、Ⅱ序孔較Ⅰ序孔都有明顯的降低，累計平均透水率分別降低了1.83Lu和2.49Lu，降幅頻率分別為58.1%和44.1%。

綜上數(shù)據(jù)，對比灌漿前后壓水呂榮值，透水率降幅頻率顯著，且帷幕灌漿檢查孔透水率均不大于1.0Lu，由此可以看出灌漿效果明顯。

通過副壩帷幕灌漿成果統(tǒng)計分析，帷幕灌漿各次序孔耗灰量及單耗灰變化比較明顯，Ⅰ序孔灌漿單耗 灰 為257.13kg／m；Ⅱ序孔灌漿單耗灰為158.46kg／m；Ⅲ序孔灌漿單耗灰為74.17kg／m。由以上數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析得出，單位耗灰量Ⅱ序孔較Ⅰ序孔減少了98.84kg／m，降幅頻率為38.4%；Ⅲ序孔較Ⅱ序孔減少了84.29kg／m，降幅頻率為53.2%，可以看出帷幕灌漿分序施工效果好。

4 結(jié) 語

東涌水庫副壩帷幕灌漿目前已經(jīng)完成，通過對帷幕灌漿生產(chǎn)性試驗灌漿過程詳細記錄以及對試驗成果的分析評價，改進灌漿設(shè)計和施工工藝，從孔序的單位注入量來看呈現(xiàn)遞減趨勢，且成果與壓水實驗成果相對應(yīng)，說明灌漿布置參數(shù)、施工工藝和方法符合一般灌漿規(guī)律，為深圳東涌水庫主壩壩基帷幕灌漿提供了可靠的現(xiàn)場借鑒資料。