唐明洪

摘 要：唐家山堰塞湖泄洪洞工程布置在堰塞壩上游左岸，由進口閘室、洞身段、消力池及出口明渠組成。在進口閘室施工中預留一定厚度的巖體形成巖埂經帷幕灌漿處理后作為臨時圍堰擋水。整個工程區(qū)處于龍門山褶皺帶，進口閘室段巖層節(jié)理裂縫發(fā)育，褶皺斷裂較多，巖體破碎，透水性強。巖埂帷幕灌漿帷幕采用雙排、直線懸掛式布置，間排距1.5m。施工順序采用分序鉆灌逐漸加密的原則，灌漿采用孔口封閉，自上而下分段循環(huán)灌漿的方法施工。巖埂與閘室邊墻接觸部位，進行加強帷幕灌漿和固結灌漿處理并沿順河方向各向上下游側延伸15m。

關鍵詞：唐家山堰塞湖泄洪洞工程；進口閘室；巖?。会∧还酀{

1 進口閘室段工程地質特性

唐家山堰塞湖泄洪洞工程位于四川北川縣，布置在堰塞體上游左岸，由進口閘室、洞身段、消力池及出口明渠組成。整個工程處于龍門山褶皺帶，巖層節(jié)理裂縫發(fā)育、巖體破碎、透水性強。進口閘室邊坡基巖多裸露，多弱風化，地形坡度40°～55°，巖層傾向坡外，為順向坡，對洞臉邊坡穩(wěn)定不利；巖層褶皺斷裂較多，節(jié)理裂隙發(fā)育，易相互切割產生不穩(wěn)定塊體；圍巖類別以V類為主，巖體破碎，巖體迎水面裂隙非常發(fā)育，透水性強，施工中應采取防透水處理措施。

2 帷幕灌漿設計

2.1 帷幕灌漿布置、孔距和孔深

巖埂帷幕采用雙排、直線懸掛式布置，間排距1.5m，呈梅花型布置。在進口712～717.00m高程起開挖形成4個臺階式鉆灌平臺，平臺寬度4～5m，灌漿孔盡量布置于靠山側，確?？孜簧嫌蝹扔幸欢◣r石厚度；巖埂與閘室邊墻接觸部位，進行扇形分布加強帷幕灌漿和固結灌漿處理并沿順河方向各向上下游側延伸15m。

灌漿孔孔深應深入相對隔水層（q≤5Lu）下3m，由于無詳細地質勘測資料，暫按孔深15m設計預鉆，后根據(jù)先導孔的鉆孔取芯及壓水試驗成果分析地質條件，調整孔深為20m。

2.2 鉆灌順序及灌漿方法

帷幕灌漿施工順序采用分序鉆灌逐漸加密的原則，先施工下游排，后施工上游排，每排孔分二序鉆灌。至于巖埂與閘室邊墻接觸部位加強帷幕灌漿和固結灌漿孔施工則分二序鉆灌。

由于本工程巖層破碎，帷幕灌漿采用孔口封閉，自上而下分段循環(huán)灌漿的方法施工。其施工程序如下：鉆孔→沖洗→簡易壓水試驗→灌漿→下一段施工，灌畢后采用全段壓力灌漿封孔。

2.3 帷幕灌漿段長度與灌漿壓力

灌漿的段長與灌漿壓力，不同的序別和段次，灌漿段長和灌漿壓力有所區(qū)別，各段次段長的壓力見表1。

3 帷幕灌漿施工

3.1 鉆孔

采用巖芯回轉鉆機配合金剛石鉆頭鉆進。開始鉆前用水平尺、羅盤儀校正鉆機，確?？紫虻木龋ㄡ∧还酀{鉆孔位置與設計位置的偏差不得大于10cm），并將鉆機牢固定位于槽口板上?？锥毋@終后采用KXP-1型測斜儀檢測孔斜，根據(jù)測試結果隨時采取糾偏措施，嚴格控制鉆孔偏斜率在允許范圍內。

因故變更孔位時，征得設計同意。實際孔位有記錄；孔深符合設計規(guī)定，孔徑Φ76mm，鉆孔孔壁平直完整。鉆灌漿孔時對巖層、巖性以及孔內各種情況進行詳細記錄。

鉆孔遇有洞穴、塌孔或掉塊難以鉆進時，先進行灌漿處理，而后繼續(xù)鉆進。如發(fā)現(xiàn)集中漏水，首先查明漏水部位、漏水量和漏水原因，經處理后再行鉆進。鉆進結束等待灌漿或灌漿結束等待鉆進時，孔口均堵蓋、妥加保護。

3.2 鉆孔沖洗與灌前壓水試驗

對灌漿孔在灌漿前進行鉆孔沖洗和裂隙沖洗，以提高灌漿效果。成孔后采用導管通入壓力水流從孔底向孔外沖洗的方法沖洗孔壁，沖洗至回水清凈，并延續(xù)10min為止。孔內殘存的沉積物厚度均未超過20cm。沖洗壓力為0.2MPa，沖孔后采用單點法進行壓水試驗（單點法壓水試驗按DL/T5148-2001附錄A執(zhí)行）測得透水率，壓水壓力為0.24MPa。

3.3 灌漿

3.3.1 灌漿材料

灌漿所采用的水泥為P.O42.5的普通硅酸鹽水泥，水泥細度要求通過80μm方孔篩的篩余量不大于5%（重量計）。水泥必須符合質量標準保持新鮮，受潮結塊者不得使用，水泥在使用前要經檢驗合格后才能使用。必須注意不得在同一灌漿段中使用不同廠家或不同標號的水泥。灌漿過程中根據(jù)吃漿量的大小適當加入速凝劑、粘土或細砂。

3.3.2 制漿方法

雖帷幕灌漿采用分段分序的施工特點，但施工工作面小且較集中，故采用集中制漿法，給各灌漿機組配備一套灌漿設備。水泥漿制備后盡快使用，四小時后的剩余漿廢棄。

3.3.3 灌漿方法及灌漿段長

采用孔口封閉灌漿法分段施灌，帷幕灌漿應優(yōu)先采用循環(huán)式，射漿管距孔底30cm。

灌漿段長：接觸段在巖石中的長度1.8m，以下灌漿段長度宜采用5m，特殊情況下可適當縮減或加長，但不得大于8m。

孔口管必須鑲鑄牢實，埋入巖石深度1.5m。

灌漿過程中應經常轉動和上下活動灌漿管，回漿管宜有15L/min以上的回漿量，以防灌漿管在孔內被水泥漿凝住。

3.3.4 灌漿壓力

灌漿壓力為孔底段采用0.3Mpa，孔頂段采用0.1Mpa，均不得抬動巖體。灌漿開始后，在保證有回漿的前提下，盡快升至設計灌漿壓力。其整個過程均在設計壓力下完成，灌漿過程均有專人看守壓力表，并有專人掌握制漿情況。

3.3.5 漿液濃度的選用與變換

按《水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范》（SL62-94）執(zhí)行，本工程灌漿濃度為5個比級，即水灰比為3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.5：1。變換灌漿濃度的原則是，各段的初始灌漿濃度均為3：1。灌漿時，當壓力保持不變，吸漿量均勻減少；或吸漿量不變，壓力均勻升高時，可繼續(xù)灌注，不得改變水灰比。當某一比級漿液灌入量已達300L以上，或灌注時間已達1h，而灌漿壓力及吸漿量改變不明顯時，根據(jù)施工具體情況可改濃一級灌注。當灌入量大于30L/min，可視具體情況越級變濃。endprint

灌漿過程中，發(fā)現(xiàn)被灌漿液變濃，測定漿液比重與原配漿液比重并詳細記錄，同時查明原因，隨時調整。

已使用最大濃渡的漿液灌注時，吸漿量還很大，采用低壓慢灌，間歇灌漿或加砂等方法。灌漿中發(fā)生串漿，被串孔與施灌孔同時灌注。

3.3.6 灌漿結束標準及封孔

灌漿的結束條件：在該灌漿段最大設計壓力下，注入率為0.8L/min時，延續(xù)灌注時間40min。

灌漿結束后，封孔采用全孔灌漿封孔法，其孔口壓力為0.1Mpa。封孔要作記錄備查。

3.3.7 特殊技術處理措施

（1）冒漿及大漏量孔段的灌注

灌漿過程中大漏量孔段（注入率大于50L/min者）較多，約占總孔段的1/3，并以第一段居多。這類孔段灌漿時，可見到進口閘室邊墻體側壁有冒漿現(xiàn)象，或盡管地表未見冒漿，但推斷分析有外漏，對此主要先采取間歇灌漿2～3次形成蓋重（每次停歇10h），增加巖體穩(wěn)定性；然后采用水泥漿加22%的粘土施灌，減少漿液擴散。

（2）吸漿量特別大的孔段采用控制灌漿技術

灌漿時由于架空段和不返泥漿段的耗漿量大，灌漿一般難以結束，采取如下措施：a.灌漿過程中出現(xiàn)吸漿量特別大時，優(yōu)先采用無壓、低壓（灌漿壓力為0.1Mpa）、濃漿（0.5：1的濃漿）、限流（限制吸漿率為5L/min）、間歇灌漿（每次灌入380Kg/m，以停歇4h）方法；b.按上述第⑴條原則操作，若漿液注入量累計達2000L后，仍不能回漿或升壓力時，采用機械灌注水泥砂漿（30%的細砂），直至結束；c.水泥砂漿灌注難以結束時，采用摻1%水玻璃的辦法灌注直至不進漿結束。

（3）不良地質條件

適當增加帷幕的排數(shù)，局部結合加強帷幕灌漿和固結灌漿處理。在巖層節(jié)理裂縫發(fā)育，褶皺斷裂較多，巖體破碎，透水性強等地質條件不良、鉆孔偏斜的情況下，在主帷幕處適當增加帷幕的排數(shù)，局部地方結合加強帷幕灌漿和固結灌漿處理，以防止地質條件原因和孔斜對灌漿質量產生不良影響。

（4）鉆孔偏斜影響

適當提高灌漿壓力。在孔底段鉆孔發(fā)生了稍大一些的偏斜（但未超過規(guī)定標準），采用高一些的壓力灌漿，可在一定程度上使?jié){液的擴散范圍增大并彌補因鉆孔偏斜造成灌漿范圍的不足。

4 帷幕灌漿質量與效果評價

4.1 灌漿前后巖埂巖石透水率比較

根據(jù)巖埂帷幕灌漿前Ⅰ序孔的100多段壓水試驗成果表明所有上部孔段強風化巖石的透水率普遍偏大，>10Lu以上者達80多段，其透水率多為75Lu～350Lu，最大達1107.7Lu。其下部孔段巖石透水率為45.0Lu～65Lu，最大達295.79Lu。

經帷幕灌漿后，據(jù)6個檢查孔30余段壓水試驗結果，≤5Lu者，占90%以上，壓水試驗檢查全部合格。

4.2 預計巖埂滲漏水量與實際滲漏水量比較

預計圍堰巖埂體透水量特別大可能達到200～300m3/h。巖埂圍堰通過帷幕灌漿處理后，在湖面水位12m以下滲水量相當小。在防滲面積為200m2基坑中僅用一臺30m3/h的水泵即可滿足基坑抽水，達到了超乎預期的防滲效果，確保了閘室水下開挖的順利進行。

4.3 各序次孔單位耗灰量及耗灰比

對各段單位耗灰量按序次統(tǒng)計結果表明，同排帷幕中Ⅱ序孔平均注入量明顯比Ⅰ序孔平均注入量顯著下降，上游排帷幕灌漿孔平均注入量明顯比下游排帷幕灌漿孔平均注入量大；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，表明帷幕灌漿效果是顯著的。另特殊孔段采取相應的技術措施后，一方面達到了預期的防滲效果，另一方面控制了耗灰量，平均耗灰量為295.35Kg/m。

5 結束語

5.1 施工過程中，科學性地運用各種灌漿技術方法，通過對鉆孔、灌漿技術參數(shù)，灌漿材料、漿液配比、灌漿過程中特殊情況的處理等多項技術與工藝進行了較多的應用和實踐，較好地處置和解決了在巖層節(jié)理裂隙發(fā)育、褶皺斷裂較多、巖體破碎，透水性強的地質情況下的防滲問題和穩(wěn)定問題。

5.2 唐家山堰塞湖泄洪洞工程進口圍堰巖埂帷幕灌漿工程，設計合理，施工質量控制科學，防滲效果明顯超出預期，確保了閘室在湖水位12m深以下的水下開挖和澆筑工作。并取得一定成功經驗，為今后解決類似工程問題積累了寶貴的施工經驗。

5.3 經業(yè)主、監(jiān)理單位評定為優(yōu)質分部工程。進水口圍堰巖埂帷幕灌漿的施工質量得到了四川省水利廳、綿陽市水務局有關專家的充分肯定。endprint

灌漿過程中，發(fā)現(xiàn)被灌漿液變濃，測定漿液比重與原配漿液比重并詳細記錄，同時查明原因，隨時調整。

已使用最大濃渡的漿液灌注時，吸漿量還很大，采用低壓慢灌，間歇灌漿或加砂等方法。灌漿中發(fā)生串漿，被串孔與施灌孔同時灌注。

3.3.6 灌漿結束標準及封孔

灌漿的結束條件：在該灌漿段最大設計壓力下，注入率為0.8L/min時，延續(xù)灌注時間40min。

灌漿結束后，封孔采用全孔灌漿封孔法，其孔口壓力為0.1Mpa。封孔要作記錄備查。

3.3.7 特殊技術處理措施

（1）冒漿及大漏量孔段的灌注

灌漿過程中大漏量孔段（注入率大于50L/min者）較多，約占總孔段的1/3，并以第一段居多。這類孔段灌漿時，可見到進口閘室邊墻體側壁有冒漿現(xiàn)象，或盡管地表未見冒漿，但推斷分析有外漏，對此主要先采取間歇灌漿2～3次形成蓋重（每次停歇10h），增加巖體穩(wěn)定性；然后采用水泥漿加22%的粘土施灌，減少漿液擴散。

（2）吸漿量特別大的孔段采用控制灌漿技術

灌漿時由于架空段和不返泥漿段的耗漿量大，灌漿一般難以結束，采取如下措施：a.灌漿過程中出現(xiàn)吸漿量特別大時，優(yōu)先采用無壓、低壓（灌漿壓力為0.1Mpa）、濃漿（0.5：1的濃漿）、限流（限制吸漿率為5L/min）、間歇灌漿（每次灌入380Kg/m，以停歇4h）方法；b.按上述第⑴條原則操作，若漿液注入量累計達2000L后，仍不能回漿或升壓力時，采用機械灌注水泥砂漿（30%的細砂），直至結束；c.水泥砂漿灌注難以結束時，采用摻1%水玻璃的辦法灌注直至不進漿結束。

（3）不良地質條件

適當增加帷幕的排數(shù)，局部結合加強帷幕灌漿和固結灌漿處理。在巖層節(jié)理裂縫發(fā)育，褶皺斷裂較多，巖體破碎，透水性強等地質條件不良、鉆孔偏斜的情況下，在主帷幕處適當增加帷幕的排數(shù)，局部地方結合加強帷幕灌漿和固結灌漿處理，以防止地質條件原因和孔斜對灌漿質量產生不良影響。

（4）鉆孔偏斜影響

適當提高灌漿壓力。在孔底段鉆孔發(fā)生了稍大一些的偏斜（但未超過規(guī)定標準），采用高一些的壓力灌漿，可在一定程度上使?jié){液的擴散范圍增大并彌補因鉆孔偏斜造成灌漿范圍的不足。

4 帷幕灌漿質量與效果評價

4.1 灌漿前后巖埂巖石透水率比較

根據(jù)巖埂帷幕灌漿前Ⅰ序孔的100多段壓水試驗成果表明所有上部孔段強風化巖石的透水率普遍偏大，>10Lu以上者達80多段，其透水率多為75Lu～350Lu，最大達1107.7Lu。其下部孔段巖石透水率為45.0Lu～65Lu，最大達295.79Lu。

經帷幕灌漿后，據(jù)6個檢查孔30余段壓水試驗結果，≤5Lu者，占90%以上，壓水試驗檢查全部合格。

4.2 預計巖埂滲漏水量與實際滲漏水量比較

預計圍堰巖埂體透水量特別大可能達到200～300m3/h。巖埂圍堰通過帷幕灌漿處理后，在湖面水位12m以下滲水量相當小。在防滲面積為200m2基坑中僅用一臺30m3/h的水泵即可滿足基坑抽水，達到了超乎預期的防滲效果，確保了閘室水下開挖的順利進行。

4.3 各序次孔單位耗灰量及耗灰比

對各段單位耗灰量按序次統(tǒng)計結果表明，同排帷幕中Ⅱ序孔平均注入量明顯比Ⅰ序孔平均注入量顯著下降，上游排帷幕灌漿孔平均注入量明顯比下游排帷幕灌漿孔平均注入量大；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，表明帷幕灌漿效果是顯著的。另特殊孔段采取相應的技術措施后，一方面達到了預期的防滲效果，另一方面控制了耗灰量，平均耗灰量為295.35Kg/m。

5 結束語

5.1 施工過程中，科學性地運用各種灌漿技術方法，通過對鉆孔、灌漿技術參數(shù)，灌漿材料、漿液配比、灌漿過程中特殊情況的處理等多項技術與工藝進行了較多的應用和實踐，較好地處置和解決了在巖層節(jié)理裂隙發(fā)育、褶皺斷裂較多、巖體破碎，透水性強的地質情況下的防滲問題和穩(wěn)定問題。

5.2 唐家山堰塞湖泄洪洞工程進口圍堰巖埂帷幕灌漿工程，設計合理，施工質量控制科學，防滲效果明顯超出預期，確保了閘室在湖水位12m深以下的水下開挖和澆筑工作。并取得一定成功經驗，為今后解決類似工程問題積累了寶貴的施工經驗。

5.3 經業(yè)主、監(jiān)理單位評定為優(yōu)質分部工程。進水口圍堰巖埂帷幕灌漿的施工質量得到了四川省水利廳、綿陽市水務局有關專家的充分肯定。endprint

灌漿過程中，發(fā)現(xiàn)被灌漿液變濃，測定漿液比重與原配漿液比重并詳細記錄，同時查明原因，隨時調整。

已使用最大濃渡的漿液灌注時，吸漿量還很大，采用低壓慢灌，間歇灌漿或加砂等方法。灌漿中發(fā)生串漿，被串孔與施灌孔同時灌注。

3.3.6 灌漿結束標準及封孔

灌漿的結束條件：在該灌漿段最大設計壓力下，注入率為0.8L/min時，延續(xù)灌注時間40min。

灌漿結束后，封孔采用全孔灌漿封孔法，其孔口壓力為0.1Mpa。封孔要作記錄備查。

3.3.7 特殊技術處理措施

（1）冒漿及大漏量孔段的灌注

灌漿過程中大漏量孔段（注入率大于50L/min者）較多，約占總孔段的1/3，并以第一段居多。這類孔段灌漿時，可見到進口閘室邊墻體側壁有冒漿現(xiàn)象，或盡管地表未見冒漿，但推斷分析有外漏，對此主要先采取間歇灌漿2～3次形成蓋重（每次停歇10h），增加巖體穩(wěn)定性；然后采用水泥漿加22%的粘土施灌，減少漿液擴散。

（2）吸漿量特別大的孔段采用控制灌漿技術

灌漿時由于架空段和不返泥漿段的耗漿量大，灌漿一般難以結束，采取如下措施：a.灌漿過程中出現(xiàn)吸漿量特別大時，優(yōu)先采用無壓、低壓（灌漿壓力為0.1Mpa）、濃漿（0.5：1的濃漿）、限流（限制吸漿率為5L/min）、間歇灌漿（每次灌入380Kg/m，以停歇4h）方法；b.按上述第⑴條原則操作，若漿液注入量累計達2000L后，仍不能回漿或升壓力時，采用機械灌注水泥砂漿（30%的細砂），直至結束；c.水泥砂漿灌注難以結束時，采用摻1%水玻璃的辦法灌注直至不進漿結束。

（3）不良地質條件

適當增加帷幕的排數(shù)，局部結合加強帷幕灌漿和固結灌漿處理。在巖層節(jié)理裂縫發(fā)育，褶皺斷裂較多，巖體破碎，透水性強等地質條件不良、鉆孔偏斜的情況下，在主帷幕處適當增加帷幕的排數(shù)，局部地方結合加強帷幕灌漿和固結灌漿處理，以防止地質條件原因和孔斜對灌漿質量產生不良影響。

（4）鉆孔偏斜影響

適當提高灌漿壓力。在孔底段鉆孔發(fā)生了稍大一些的偏斜（但未超過規(guī)定標準），采用高一些的壓力灌漿，可在一定程度上使?jié){液的擴散范圍增大并彌補因鉆孔偏斜造成灌漿范圍的不足。

4 帷幕灌漿質量與效果評價

4.1 灌漿前后巖埂巖石透水率比較

根據(jù)巖埂帷幕灌漿前Ⅰ序孔的100多段壓水試驗成果表明所有上部孔段強風化巖石的透水率普遍偏大，>10Lu以上者達80多段，其透水率多為75Lu～350Lu，最大達1107.7Lu。其下部孔段巖石透水率為45.0Lu～65Lu，最大達295.79Lu。

經帷幕灌漿后，據(jù)6個檢查孔30余段壓水試驗結果，≤5Lu者，占90%以上，壓水試驗檢查全部合格。

4.2 預計巖埂滲漏水量與實際滲漏水量比較

預計圍堰巖埂體透水量特別大可能達到200～300m3/h。巖埂圍堰通過帷幕灌漿處理后，在湖面水位12m以下滲水量相當小。在防滲面積為200m2基坑中僅用一臺30m3/h的水泵即可滿足基坑抽水，達到了超乎預期的防滲效果，確保了閘室水下開挖的順利進行。

4.3 各序次孔單位耗灰量及耗灰比

對各段單位耗灰量按序次統(tǒng)計結果表明，同排帷幕中Ⅱ序孔平均注入量明顯比Ⅰ序孔平均注入量顯著下降，上游排帷幕灌漿孔平均注入量明顯比下游排帷幕灌漿孔平均注入量大；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，表明帷幕灌漿效果是顯著的。另特殊孔段采取相應的技術措施后，一方面達到了預期的防滲效果，另一方面控制了耗灰量，平均耗灰量為295.35Kg/m。

5 結束語

5.1 施工過程中，科學性地運用各種灌漿技術方法，通過對鉆孔、灌漿技術參數(shù)，灌漿材料、漿液配比、灌漿過程中特殊情況的處理等多項技術與工藝進行了較多的應用和實踐，較好地處置和解決了在巖層節(jié)理裂隙發(fā)育、褶皺斷裂較多、巖體破碎，透水性強的地質情況下的防滲問題和穩(wěn)定問題。

5.2 唐家山堰塞湖泄洪洞工程進口圍堰巖埂帷幕灌漿工程，設計合理，施工質量控制科學，防滲效果明顯超出預期，確保了閘室在湖水位12m深以下的水下開挖和澆筑工作。并取得一定成功經驗，為今后解決類似工程問題積累了寶貴的施工經驗。

5.3 經業(yè)主、監(jiān)理單位評定為優(yōu)質分部工程。進水口圍堰巖埂帷幕灌漿的施工質量得到了四川省水利廳、綿陽市水務局有關專家的充分肯定。endprint