基础灌浆技术在坝基处理中的应用

2010-08-15丽新疆水利厅头屯河流域管理处新疆昌吉831100

科技传播 2010年3期

王丽新疆水利厅头屯河流域管理处，新疆昌吉 831100

1 工程概况

某水库工程由拦河坝、溢洪道、放空洞、发电引水建筑物、发电厂及升压站等土建工程、金属结构设备制作和安装工程以及相应临时工程组成。拦河坝为混凝土面板堆石坝，坝顶高程187.9m，防浪墙顶高程189.1m，趾板底高程132m，相应最大坝高55.9m。坝顶按一般交通要求布置，宽5.5m，长444m。大坝防渗系统由混凝土面板、趾板、“U”形挡墙、岸墙、灌浆帷幕及接缝间的止水组成。

2 基础灌浆施工技术

本工程基础处理工程分为固结灌浆、帷幕灌浆。砼面板堆石坝钻灌遵循先固结后帷幕的原则进行。

固结灌浆孔基岩段长≤6m的孔，采用全孔一次孔内循环灌注，基岩灌浆段长8m的孔采用分段孔内循环灌浆法。砼面板堆石坝趾板两排固结灌浆孔，先下游排固结钻灌施工，后上游排固结钻灌施工，排内分两序进行。砼面板堆石坝多排固结孔，先边排固结钻灌施工，后中间排固结钻灌施工，各排内固结钻灌分两序进行。

帷幕孔均采用孔内循环纯水泥浆灌注，帷幕灌浆基本孔采用自上而下分段钻灌法。帷幕灌浆接触段均单独钻灌并待凝，段长2m，其它孔段5m，终孔段适当加长，但不超过8m。帷幕孔最后一段的透水率≤5Lu，否则加深5m，直至符合要求，帷幕灌浆分三序进行，先进行Ⅰ序孔钻灌，再进行Ⅱ序孔钻灌，最后进行Ⅲ序孔钻灌。相邻的前序孔的孔深大于后序孔孔深15m，后序孔方进行施工。

3 固结灌浆施工过程控控制

3.1 固结灌浆施工工艺及方法

趾板固结灌浆施工，在砼强度达到50%设计强度后开始。固结灌浆浅孔固结采用全孔一次性灌注，孔内循环灌浆法。深孔固结(孔深≥8m)孔采用分段灌注孔内循环灌浆法。砼面板堆石坝趾板两排固结灌浆孔，先下游排固结钻灌施工，后上游排固结钻灌施工，排内分两序进行。多排固结孔时，先边排固结钻灌施工，后中间排固结钻灌施工，各排内固结钻灌分两序进行。

3.2 施工工序

1）钻孔。固结灌浆及其检查孔均采用YT-24型手风钻造孔，孔深≥8m的孔采用地质钻机造孔，造孔均按序次进行。固结钻孔时，先钻Ⅰ序孔，待Ⅰ序孔灌后再进行Ⅱ序孔的钻进。砼面板堆石坝趾板固结钻孔孔深为6m，左岸趾板▽170以上的固结孔深为5m。钻孔结束后均经监理验收在钻孔验收单签字认可。各部位固结孔的孔位、孔向和孔深均满足设计要求。固结孔在钻孔结束后及时进行钻孔冲洗，冲净孔内岩粉、泥渣；

2）冲洗。钻孔结束后及时用钻进的清水进行孔壁冲洗，直至孔口返清水为止。各固结灌浆孔在灌前均作裂隙冲洗，当邻近有正在灌浆的孔时不进行裂隙冲洗。裂隙冲洗方法采用压力水冲洗法。裂隙冲洗的压力为相应灌浆压力的80%。冲洗完成后24h内没有进行灌浆的，在灌浆前重新进行裂隙冲洗；

3）压水。固结灌浆检查孔作单点法压水试验，基本孔压水按固结灌浆单元总孔数的5%选取，在灌前进行压水试验，试验压力为灌浆压力的80%；

4）制浆。灌浆所用水泥的强度等级为42.5，使用的水泥不受潮结块、出厂日期不超过3个月。灌浆用水为砼拌制用水，拌浆的温度不高于40℃。在固定机房中，用高速搅拌桶拌制所灌水灰比水泥浆，并用比重秤对水泥浆进行测定；

5）灌浆。分两序施工、记录，采用孔内阻塞、孔内循环，单孔灌注法。浅孔固结孔选用全孔为一段灌浆法，其阻塞器阻塞在砼与基岩接面0.3m以上，砼面板堆石坝固结灌浆压力为0.4Mpa。深孔固结，分段方法为上3下5；灌浆压力上段为0.4Mpa，下段为0.45Mpa。各孔的灌浆连续进行。开灌前根据压水试验成果备足灌浆材料。若因故中断按规定要求进行处理，并如实记录中断灌浆的时间、原因、处理措施、处理效果以及对灌浆质量的影响程度等情况。在设计灌浆压力下，单孔注入率不大于1L/min，继续灌注30min后，灌浆结束。

6）封孔。灌浆结束后，排出孔内稀浆，用M10水泥干性砂浆人工捣实，并浆孔口抹平，深孔采用全孔灌浆封孔法。

4 帷幕灌浆施工过程控制

4.1 帷幕灌浆施工工艺及方法

砼面板堆石坝帷幕灌浆在该部位固结灌浆结束后进行。帷幕灌浆分三序进行，先进行Ⅰ序孔钻灌，再进行Ⅱ序孔钻灌，最后进行Ⅲ序孔钻灌。帷幕孔采用孔内循环纯水泥浆灌注，帷幕灌浆基本孔采用自上而下分段钻灌法。帷幕孔孔径Φ59mm。帷幕灌浆接触段均单独钻灌并待凝12h，接触段段长2m，其它基本孔段5m，终孔段适当加长，但不超过8m。帷幕孔最后一段的透水率≤5Lu，否则应加深5m，直至符合要求。

4.2 过程控制

1）放样。由测量人员用测量仪器测放各工作面的钻灌控制点；

2）定位。施工技术人员以测量仪器测放的控制点或实际混凝土浇筑分缝线桩号为基准，根据孔位布置确定帷幕灌浆孔位，孔位偏差不大于10cm；

3）预埋。所有帷幕孔均按放样尺寸预埋用以固定地质钻机或固定移动钻机平台的拉筋钩。

4）钻孔。帷幕灌浆在相应的部位固结灌浆结束后进行。帷幕灌浆均在盖重混凝土强度达到50﹪后才开始进行钻孔灌浆。钻孔按先后次序及要求进行，其孔深、孔径、孔向、孔位等均符合设计或规范要求，并在钻孔结束后及时验收，填报钻孔验收单。砼面板堆石坝部份按河床、左岸、右岸分别独立编号。河床自左到右，左岸自下往上，右岸自下往上的顺序进行编号。增设的只帷幕孔按增W1′、增W2′编号。

5）测斜。设计孔深＞20m的帷幕孔钻孔，原则上在钻孔完成后进行测斜，所有测斜孔要做好测斜原始记录，计算测斜成果并进行成果汇总。垂直孔或顶角小于5°的帷幕灌浆孔；

6）冲洗。帷幕孔各孔段均在灌浆前先进行钻孔冲洗，后进行裂隙冲洗。钻孔冲洗采用压力水由导管导入孔底由底往外冲洗，回水清净结束，钻孔冲洗结束孔内沉积厚度均不超过20cm；

7）压水。各帷幕灌浆段在灌浆前均进行了简易压水试验。先导孔均自上而下进行正规单点法压水试验；

8）制浆。灌浆水泥采用42.5#不受潮结块的新鲜普通硅酸盐水泥，用水同拌制混凝土的水。纯水泥浆的搅拌使用普通搅拌机，搅拌时间大于30s，浆液自制备至用完时间，普通水泥浆液≤4h，浆液温度保持在5o～40o之间，超过规定时间和温度予以舍弃。配制的浆液比重与标准比重偏差均控制在±0.01以内；

9）灌浆。在确保基础岩体及趾板不被抬动的前提下，尽量提高帷幕灌浆的压力。灌浆时一般尽快达到设计压力，当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不改变水灰比。帷幕灌浆在规定的压力下，灌浆孔段注入率不大于1L/min时延续灌注60min（自上而下）或30min（自下而上）结束。帷幕接触段及遭遇灌前涌水、灌后返浆和地质条件复杂等情况时均采取闭浆、待凝措施，待凝时间根据具体情况确定，接触段为12h；

10）封孔。各孔灌浆结束均及时进行封孔，封孔采用分段灌浆浆封孔法和全孔灌浆封孔法。