泌阳县上曹水库除险加固工程大坝帷幕灌浆施工工艺

2011-08-15韩富存河南省山河建设工程管理有限责任公司

河南水利与南水北调 2011年20期

□韩富存（河南省山河建设工程管理有限责任公司）

□韩富存（河南省山河建设工程管理有限责任公司）

帷幕灌浆在上曹水库除险加固工程坝基防渗施工中，不但工程防渗效果完全满足设计要求，而且工程造价低，说明了帷幕灌浆是处理小型水库大坝渗漏的优选方案。针对上曹水库除险加固大坝渗漏问题，本文提出优先考虑采用帷幕灌浆施工工艺，收到了较好的效果，为今后更好地开展小型病险水库除险加固工作积累经验。

病险水库；帷幕灌浆；施工工艺

一、工程概况

上曹水库位于泌阳县城北60km象河乡上曹村，属淮河流域沙河水系的樊河上游，控制流域面积8.6km2，总库容126万m3，是一座以防洪、灌溉为主，结合养殖等综合利用的小（1）型水库。水库始建于1957年，经50多年运行，加之标准较低，存在多种隐患，特别是大坝坝基及下游坡脚处长期出现渗水现象，主河槽段下游坡脚呈明流渗漏，已形成小片沼泽地，严重威胁到大坝的安全。此次大坝除险加固主要采用帷幕灌浆的方法进行处理，现浅谈一下水库帷幕灌浆的主要施工工艺。

二、帷幕灌浆的施工工艺

坝体帷幕灌浆孔分3序施工，单位灌浆孔施工工艺流程为：钻孔-冲洗-压水试验-灌浆-封孔。

（一）土料配制：土料塑性指数为10%～25%；土料粘粒含量20%～45%，粉粒含量40%～70%，砂粒含量20%以下为宜，有机物含量应＜2%，可溶性盐含量＜8%。

（二）制浆贮存：为加快浆液的固结速度，灌浆材料采用水泥粘土浆，水泥含量应根据试验确定。初步设计粘土含量75%左右，水泥含量为25%左右，水泥为425号普通硅酸盐水泥，要求粘土颗粒比水泥颗粒细。浆液容重控制在13～16kN/m3之间，同时还要考虑到浆液的失水量、静切力、胶结率、稳定性等基本性质指标的影响。浆液的比粘度控制在30.0～100.0S；比重用比重计测定，粘度可用漏斗法测定。泥浆制好送贮浆池待用。

（三）泵送泥浆：用离心式灌浆机输送泥浆，以灌浆孔口压力＜0.05MPa为准来控制输出压力。

（四）布孔：充填灌浆孔按序布孔，逐渐加密。第一序充填灌浆孔孔距为6.0m，第二序充填灌浆孔孔距为3.0m，第三序充填灌浆孔孔距为1.5m。根据现场实际情况，可对孔进行适当调整，原则为每条都应布孔，较长裂缝应在两端和转变处及缝宽突变处布孔；灌浆孔与导渗及观测设施的距离不应＜3m。

（五）制孔：钻机采用150型钻机，钻孔一次完成。钻孔深度至基岩和砂卵石层以下1.0m。

（六）灌浆：

1.灌浆次序：在帷幕灌浆中，按3个次序施工，逐渐加密的原则。应先对一序孔轮灌，采用少灌多复的方法。一序孔结束后再进行二序孔的灌注，二序孔结束后进行三序孔的灌注。

2.灌浆方法：由下至上，下套管分段灌注。

3.灌浆段长：每段充填灌浆段长可为5～8m，遇到特殊情况可适当调整。

4.灌浆压力：以灌浆孔口压力＜0.05MPa为准来控制输出压力，此数值在正式灌浆前应进行试验，以坝身不冒浆、不产生大变形、洞身不变形、不产生新的裂缝为准，试验所得的灌浆压力为孔口灌浆压力。

5.浆液浓度的选用与变换：灌浆按3序施工，灌浆按由稀到浓的原则进行灌浆。灌浆时浆液由稀到浓，水灰比先从6：1开始，依次为：5：1、3：1、2：1。逐渐加浓。灌浆开始后，尽快地浆压力升高到规定值，灌注500～600L，单位吸浆量减少不显著时，可浆浓度加大一级。在单位吸浆量很大，压力升不上去的情况下，应采用限制进浆量的办法。如果在裂缝或孔眼处出现冒浆现象，不要急于封堵，待冒出稠浆后，再降低灌浆压力，用碎布、麻丝等物封堵，然后缓慢升高压力至规定值，待到冒浆为止。

每次灌浆量要求每米0.3～0.5m3，每孔灌浆次数应通过试验确定，一般5次左右。

6.帷幕灌浆结束标准：在规定的灌浆压力下，孔段的吸浆量＜（0.4～0.6）L/min，延续 30min，即可结束。

在灌浆过程中应不断检查各管进浆情况。先看胶管是否蠕动，有蠕动表示进浆迅速。如看不出有蠕动，再用手拿起摸，如胶管有振动感，表明进浆仍很顺利。如果胶管没有振动感，且较轻软，可把胶管放到耳朵附近听，是否有嗤嗤声，如听不清还应将胶管折死，放在耳旁细听，重复折放两次，如有嗤嗤声表示仍在进浆，如果没有这种声音，即表示在常压下不进浆，这时需将其他一根或两根灌浆管折死，以便增压，使其继续进浆。当增压10min后仍不进浆时，应停止增压拔管换孔，同时记下时间。

帷幕灌浆中应尽量避免坝面出现裂缝。灌浆中应及时处理串浆、喷浆、冒浆、塌陷、裂缝等异常现象。串浆时可堵塞串浆孔口或降低灌浆压力；灞浆时可拔管排气，冒浆时可减少输浆量、降低浆液深度或灌浆压力；发生塌陷时可加大泥浆深度灌浆，并将陷坑用粘土回填夯实；发生裂缝时可夯实裂缝、减少灌浆压力、少灌多复，若裂缝较大并有滑坡时，应按翻筑的方法处理。

（七）封孔收尾：灌浆后应用浓浆对孔口灌满封实，再用土回填。对输浆管应及时用清水冲洗，对所用设备及工器具归类收集整理入仓。

（八）做好灌浆记录，并绘制图表。