水上帷幕灌浆施工技术与质量控制方法

龙震宇 尹 红 赵铁军

(湖南宏禹水利水电岩土工程有限公司 长沙市 410007)

1 概 述

源口水库位于湖南省江永县，1988年 12月建成，1989年3月通过竣工验收。是一座以灌溉为主，兼顾发电、木材过坝和养鱼等综合利用的水利水电枢纽工程。

枢纽工程由浆砌石单支墩大头坝，左、右岸浆砌石重力坝，左岸粘土心墙堆石坝三种坝型组成。坝顶长393.4m，高程分别为363m、362m，最大坝高74.4m，正常蓄水位360m，相应库容4060万m3，灌溉死水位321.2m，相应库容为190万m3，发电死水位339m，相应库容为1120万m3，有效库容2940万m3。水库为不完全年调节水库。

本区域位于亚热带季风湿润气候区，雨量充沛，温热潮湿，水库位于桃水河上游横开河峡谷内，属中低山剥蚀构造地貌，岩库盆周边山体高程一般高程（400～500）m，相对高差（60～l60）mm。外围地表分水岭山体高峻雄厚，山顶山体高程一般（600～1300）m，无单薄分水岭存在。正常蓄水位以下，岩性单一，多为细粒砂岩夹板状页岩，透水性较弱，库盆蓄水良好，区内河曲发育，河流大致由南向北流。库坝区出露的地层主要为寒武系塔山群，其次为泥盆系中统跳马涧组。

源口水库通过多年的运行后，存在坝基渗漏和绕坝渗漏的问题，在对该水库进行除险加固过程中，由于大坝底孔无法开启，因此只有在高水位下进行帷幕灌浆施工。下面就水上帷幕灌浆施工技术及质量控制作简要介绍。

2 水上帷幕灌浆施工技术

2.1 水上钻探的一般规定

（1）加强从业人员的安全培训掌握安全基础知识和操作技能。

（2）加强安全防护措施，作业人员佩戴安全帽，穿工作服，工作鞋及使用规定的防护用具，现场设置安全标志，配置灭火器、水上救生器材与应急安全设施。

（3）建立了作业现场安全管理制度及防洪、防暑、防寒、防风、防火等安全措施和事故应急预案。

（4）建立文明施工措施，加强作业现场场貌管理。

（5）现场用电线路架设应符合“三级配电、二级保护”的规定。

2.2 钻船平台的选择

结合源口水库当地木材充足有利优势，采购80 m3Ф18～Ф25的优质木材，聘请有多年搭设水上作业平台经验的技术人员现场指导，搭设了两个3m×14m×1.5m的木排，搭设时每层用铅丝和钢绳严实铰结，起到加固作用。最后一层全部用Ф18的木材沿横向整齐铺满并且纵向用铅丝和钢丝绳铰结起来，使平台形成一个厚重的稳固的整体。木排四周用空油桶围成一圈并固定在木排上，以增强木排的浮力和安全性。

经计算，木排上所承荷载为6t，每个木排浮力为18t，平台承载安全系数3.0，满足施工要求。

2.3 水上钻探的定位与套管的安装

由于是水上施工帷幕灌浆孔，施工难度大，工艺复杂，且受气候条件影响，作业环境差，平台上下漂浮，水面上没有参照物，孔位的确定比较困难。为保证帷幕轴线的准确，根据现场施工情况，首先根据设计图纸采用全站仪进行孔位轴线整体放样，确定施工轴线后，在两岸做好标记。并对轴线桩号做好保护。每孔开孔前，再根据孔位坐标精确放样然后开孔钻进。在施工过程中，随时进行复核，以保证开孔位置与设计位置偏差不得大于10cm。

孔口管的下设及固定也比较困难。一开孔即为淤泥覆盖层不易进尺，加压则船体上抬，极易造成孔斜。因此，通过提高转速、调整钻压、采用平衡钻进的方法，随时测量钻机水平与立轴铅直，每10m测斜仪再进行测斜一次。保证了钻孔垂直度。终孔后，用测斜仪再测斜一次。

3 帷幕灌浆质量控制

（1）灌浆段长度。灌浆段的长度是根据岩石的裂隙发育程度、破碎情况、渗透性以及设备能力条件而定，并参考了其它类似工程的经验，灌浆段长定为5m。

（2）灌浆压力。设计要求以回浆压力为准，压力大小随孔深逐渐增大，其灌浆最大压力如附表（孔深从基岩面算起）。

附表 设计灌浆压力表

最小灌浆压力为水头的2倍。在堆石坝段坝身灌浆，压力控制在（0.1～0.2）MPa。

（3）浆液稠度。根据基岩单位吸水量不同而改变，w＞0.1时，起始水灰比采用5∶1，w=0.05～0.1时，起始水灰比采用8∶1，以后采用3∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1，个别灌段根据具体情况采用0.5∶1。

（4）浆液稠度的变换原则。当注入量（400～600）L，吸浆量仍很大，即改浓一级灌注或注入量大于30L/min时，也应根据具体情况越级变浓。

（5）结束灌浆标准。符合下列条件之一者，即可结束灌浆，在设计规定压力下，灌浆段已停止吸浆或吸浆量小于0.4L/min，并持续30min；在规定的压力下，当吸浆量徘徊于1.0L/min内，时间达1h以上。

（6）帷幕灌浆孔深必须达到设计孔深。灌浆采用自下而上分段循环式灌浆方法。灌浆压力为接触段压力（0.2～0.3）MPa，第一段0.4MPa，以下各段岩石每增加1.0 m，压力增加0.05MPa，最大压力为2.0MPa。

4 结 语

本次水上帷幕灌浆施工经过周密计划精心组织和施工过程中的严格控制，解决了坝基渗漏的问题，并通过了第三方岳阳精益检测公司的现场检测，压水试验均小于3Lu达到了设计的要求。经过两年水库蓄水到坝后观测，坝基渗漏已得到解决。实践证明水上帷幕灌浆施工和质量控制关键要架设好水上钻探平台，平台架设的好坏直接影响施工进度和质量，经检验因地制宜采用木排搭设水上钻探平台是成功的。