西岁兴水库帷幕灌浆施工技术简述

岳林祥

（忻府区云中河水利管理处，山西 忻州 034000）

1 工程概况

西岁兴水库位于忻州市忻府区三交镇岁兴村南1.5 km处，是海河流域子牙河水系滹沱河支流牧马河干流上唯一的一座控制性工程。现状水库枢纽主要由大坝、泄洪闸、溢流堰及大坝与泄洪闸间连接段四部分组成。

水库坝体左岸由于修建水库施工时采用爆破方式进行泄洪建筑物地基施工，岸坡受到振波的破坏，使基岩失去了稳定性和完整性，形成了绕坝渗漏水流通道，致使水库渗漏，对坝肩稳定和闸基渗透稳定产生了较大影响。下文以西岁兴水库帷幕灌浆施工为例，简要说明水库帷幕灌浆施工工艺及施工过程。

2 灌浆施工

2.1 灌浆设施布置

帷幕灌浆采用集中制浆站供浆，灌浆设备用W250型灌浆机，由直径40 mm的输浆管运送至灌浆机组。

2.2 灌浆材料

灌浆水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级不得低于32.5，水泥产品质量须符合现行相关水利规范的要求。制配浆液用水从水库下游蓄水池中直接抽取，水质须符合混凝土拌制用水要求。为了改善水泥浆液性能，浆液中掺入黏土、粉煤灰等改性材料，质量必须符合相关水利规范要求。

2.3 灌浆工艺性试验

工艺性试验在正式灌浆前进行，是在现状施工环境下，现有作业人员使用现场设备器材按照批准的作业方式进行的施工试验，本项目灌浆施工工艺试验包括浆液试验和灌浆试验。

2.3.1 浆液试验

现场分别将拟采用的各种水灰比、各种材料比的浆液进行试验，以得到最佳效果的制浆参数，包括浆液拌制时间、浆液的初凝和终凝时间、浆液流动性、浆液的沉淀稳定性、浆液结石抗渗性等。

2.3.2 灌浆试验

在施工现场选择具有代表性的试验段作为灌浆试验区，根据试验成果选定灌浆孔位布置方式、灌浆孔深度、灌浆压力等工作参数。

2.4 帷幕灌浆方法

帷幕灌浆采用孔口封闭、孔底循环、由上而下的分段灌浆法。灌浆分段长度一般为5 m，最大不大于8 m，初始灌浆压力控制在0.3～0.6 MPa，每加深一段压力加大0.2～0.3 MPa，最大灌浆压力不得大于3 MPa。土层和砾石层同基岩层界面处，基岩段长度2 m，其他段5 m。

2.5 灌浆施工

2.5.1 钻孔定位

根据设计图纸，在灌浆段对孔位进行测量放样和统一编号。

2.5.2 钻孔施工

由于灌浆区处于陡坡段，为了安设钻机，搭建宽为4 m的钻机平台，长度及高度根据现场情况确定，选用150型回转式地质钻机进行钻孔。施工中按照分序逐渐加密的原则进行，多排钻孔，先钻下游排，后钻上游排；排中先钻Ⅰ序孔，再钻Ⅱ序孔。钻孔作业在灌浆施工中属于主导工序，每个孔都必须按要求严格控制，施工中应从放置钻机、钻孔分序、钻孔孔位、钻孔深度、钻孔斜度等方面进行控制，避免发生钻孔事故。

2.5.3 钻孔取芯

灌注先导孔、检查孔，应按要求进行岩芯留样，按钻取次序对岩芯统一编号，描述岩芯。

芯样的最大长度不应大于3 m，当有芯样发生卡钻或被磨损时，立即取出。对于不小于1 m的钻进循环，岩芯样不得少于80%，否则下次应减少循环深度50%，以后依次减少50%，直到50 cm时为止。

在钻进过程中，应对其冲洗水、压力、岩芯长度等因素进行监测，并做好记录。

2.5.4 成孔保护

验收前，须对所有成孔设专人进行保护。

2.5.5 钻孔冲洗

当一个单元段钻孔完成时，应对该段孔采用大流量水流进行冲洗，其方法为由孔底向孔外冲洗。冲洗时采用80%的灌浆压力，当大于1 MPa时，采用1 MPa。冲洗时，回水澄清后持续10 min方可结束，不得小于最小时间要求，单孔不得少于30 min，串通孔不得少于2 h，孔内沉积物厚度不得大于20 cm。邻段灌浆结束不足24 h不可进行裂隙冲洗。

灌浆孔冲洗后应立即进行后续作业，因特殊原因中断24 h以上，在灌浆前应进行重新洗孔。

2.5.6 压水试验

裂隙冲洗后进行灌浆压水试验。对先导孔采用五点法进行压水试验，其他各次序孔的各灌浆段进行简易压水试验。采用简易压水试验应在裂隙冲洗后进行。试验采用压力为灌浆时的80%，当大于1 MPa时，采用1 MPa；流量稳定后保持压水20 min，试验过程中，每间隔5 min对压水流量作一次测量，以最终流量作为计算流量，其成果以透水率表示。

2.5.7 浆液制作

浆液拌制：所制浆液必须搅拌均匀，需测试浆液容重和黏稠度。搅制时，使用普通搅拌机不少于3 min，用高速搅拌机不少于30 s，浆液储存时间应不能超过4 h。

集中制浆：采用200 L浆液搅拌机制作水泥浆，水灰比0.5∶1，采用灌浆浆泵运至各灌浆点，并在各灌浆点测定其浆液比重、稠度等指标。浆液温度控制在5～40℃，超出此范围时应作废弃处理。

2.5.8 灌浆施工

灌浆严格按照分序逐渐加密的原则进行，本区为双排孔，应按设计要求先灌注下游排，后灌注上游排。排中先灌Ⅰ序孔，再灌Ⅱ序孔。浆液比、灌浆压力等参数采用浆液工艺试验成果。灌浆孔采用由上而下分段灌浆法，每段5 m，特殊情况下可作调整，但不得大于10 m。采用孔口封闭、孔底循环灌浆法，灌浆管口距孔底不大于50 cm。

孔口无涌水的孔段灌浆结束可不待凝，但在断层、破碎带等地质条件复杂的地区则应在浆液凝结后结束灌浆。在规定压力下，注入率小于1 L/min时，稳压持续60 min结束。

2.5.9 封孔

灌浆全部结束后，及时进行验收，合格后方可进行封孔。封孔采用“分段压力灌浆封孔法”。

2.6 质量检查

灌浆质量检查采用水压试验成果分析法，结合岩芯、钻孔、灌浆记录等进行。灌浆检查孔数为总灌孔数的10%，每个灌浆单元不少于1孔。灌浆检查压水试验应在该灌浆单元结束14 d后进行。

3 结语

西岁兴水库帷幕灌浆施工完成后，经过对水库坝体长期观察，其渗流情况得到了改善，下游渗流积水明显减少，表明帷幕灌浆可有效堵塞坝基内的渗流通道，提高坝体抗渗能力，达到稳定坝体的目的。