白山市曲家营水库大坝坝段分缝止水处理技术

王立民

（吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林长春 130012）

白山市曲家营水库位于浑江支流红土崖河中游，拦河坝由砼挡水坝和溢流坝两部分组成，一期坝高24.6m，坝长283.5m，大坝由混凝土防渗墙及浆砌石体筑成。蓄水运行后发现 4～5＃坝段及 6～7＃坝段分缝处漏水严重，经分析判定，施工过程中坝体混凝土防渗墙橡胶止水带变形、移位、损坏为漏水原因。故此我们在原止水带位置造一钻孔，将原来止水带清除后重新下入新的止水带。钻孔设计孔深26.0m,开孔孔径φ325mm，终孔孔径φ275m，钻孔中心偏斜率不大于3‰，保证孔壁平顺光滑。钻孔结束后下入新的橡胶止水带，然后两侧回填混凝土。

1 设备的选择

因该钻孔要求孔径大、垂直度较高，故选择的钻机应稳定性好、精度高。本次施工应用XY-5G型液压立轴式钻机。根据钻进工艺、钻孔直径和钻孔深度等因素，选择了操作灵活、泵量可调、便于搬迁的BW-250/50型泥浆泵。由于现场狭窄，没有合适的钻塔可供选择，我们根据实际情况自行设计了A型钻塔。

2 钻具的选材与加工

钻具的选材及加工精度是保证钻孔垂直的关键，不仅钻具的材质要满足技术要求，而且管材的加工应满足以下要求：弯曲度小于0.2%～0.3%，连接螺纹加工时不同轴度小于φ0.05mm，端面与轴线的不垂直度小于0.10mm。钻头选用275.00mm金刚石钻头。钻杆选用φ89mm钻杆，确保在钻进中钻杆有足够的强度和稳定性。

3 钻进工艺

3.1 钻机的安装

钻机安装前预先浇制一混凝土平台，并预埋好钻机固定螺栓，待混凝土强度达到要求后将钻机安放在混凝土平台上,通过增减垫片将钻机放平，然后用固定螺栓将钻机固定。钻机安装后用经纬仪将钻机立轴和主动钻杆进行垂直校正。

3.2 孔口管的安装与调整

孔口管的正确安装是保证钻孔垂直度的关键工序之一。安装孔口导向管前先造一钻孔，孔径大于导向管外径两个级配，孔深为1.5m，导向管长度1.7m，高出地面0.2m，导向管安装时对其垂直精度进行严格调整，然后灌入水泥砂浆将其固定。

3.3 钻进参数的选择

为了保证钻孔的垂直度，防止钻孔偏斜，钻进时必须严格控制钻进参数。本工程选用钻进参数如下：孔底压力1～1.5MPa,转速40～169r/min,冲洗液量为60～120L/min。钻进参数根据钻孔深度及钻进情况适时调节。

3.4 岩心的采取

由于岩心直径较大，混凝土强度较高，岩心重且不易折断，所以取心难度较大，岩心采取时采用卡材卡取法，每次岩心采取时卡材应满足要求，钻具提升时要平稳，切忌猛墩。若岩心没有取出，应分析原因，不要盲目下钻，待将情况分析完后采取相应方案进行处理。

3.5 孔斜的预防与测量

防斜是钻孔施工的重要环节，在施工过程中，必须严格控制钻进技术参数和钻进速度，严禁盲目追求进尺。坚持预防为主、及时测斜的原则，采取综合防斜措施，确保钻孔满足设计要求。施工过程中随着钻孔的延伸逐步加长粗径钻具。为保证钻具回转平稳，消除由于钻杆摆动而产生的孔斜，将粗径钻具以上的钻杆上加扶正接头，扶正接头上镶焊保径合金，以减少磨损。本次施工采用浮标式测斜仪，每钻进1m测量孔斜一次，及时掌握孔斜情况，发现超标立即采取纠斜措施。测斜时应精心操作，一丝不苟，严格把关。

3.6 纠斜

钻孔过程中一旦发生孔斜，必须立即采取纠斜措施，防微杜渐，绝对不能存在侥幸心理，否则前功尽弃。本次纠斜方法主要有以下几种。

（1）立轴纠斜。根据钻孔的偏斜方向和偏斜值，通过调节立轴改变钻具轴线方向使钻头工作时轴心压力产生偏压而改变原钻孔轴向达到纠斜目的。纠斜时将孔内岩心取净，用磨底钻头将孔底磨平。钻进时采用低压慢转钻进，回次进尺控制在1.0～1.5m以内，提钻测斜，达到理想效果方可恢复正常钻进。此种纠斜方法适用孔深10m以内。

（2）中心导向纠斜。用φ127mm套管作导管将一个1.0m比钻头内径小4～6mm的导正管垂直下入孔内，导管与导向管之间采用自制回转脱落装置连接，校核无误后用水泥砂浆灌入将其固定。灌入前计算好水泥砂浆用量，待水泥砂浆强度满足要求后将导管反转提出。下入钻具套住导向管按预定方向钻进，从而达到纠斜目的。

（3）回填封孔纠斜。当钻孔在某一段偏差较大，可将钻孔用混凝土回填至符合要求位置，待混凝土强度达到要求后将钻具加长重新钻进，钻进时采用低压慢转钻进，以达到纠斜目的。

4 橡胶止水带下入工艺

（1）止水带下入前的准备。止水带下入前在孔口管内部分别焊接两个导向导轨，长度0.6m。在止水带的前后两侧分别焊上一个牵引环。将两片止水带用 12号槽钢前后夹住，并用螺栓固定，使止水带成为具有刚性结构的整体，以方便下入。下入前先将起始段在地面上连好，随着止水带的不断下入将其加长。安装结构如图1所示。

图1

（2）止水带的下入。将预先连接好的开始段放入孔口，用导向导轨将止水带分开，使两片止水带借助弹性紧帖孔壁，下入前将止水带的两侧涂上黄油以减少下入时的摩擦阻力。开始用钻机对止水带两侧槽钢加压，压力不够用手动葫芦通过槽钢两侧的牵引环对其加压。

（3）混凝土的回填。橡胶止水带下完后，开始回填混凝土，回填时要注意止水带前后两侧同时填入，防止将止水带压偏。

5 质量评定

（1）施工结束后,由建设单位、监理单位和设计单位共同组织验收，施工质量达到设计要求。

（2）水库蓄水运行后，经观测原坝缝漏水处无漏水现象。

6 结 语

本次施工技术，通过在其他几个电站的运用实施，都达到预期目的，止水效果显著，充分证实该技术的可行性和实用性。但施工中从高精度垂直钻孔的钻进到止水带的下入，都是技术性较强的工作。施工难度较大，所以施工前应精心组织，细心策划。施工过程中要严格按照施工组织设计的施工步骤和方法执行，把握好每道施工工序，出现问题应及时处理，切忌存在侥幸心理。