水库坝基化学灌浆施工技术研究

荆华

【摘 要】本文主要对水库坝基工程中化学灌浆施工技术进行论述，并结合笔者多年来的工作经验和相关知识提出相关质量控制。

【关键词】水库坝基工程；化学灌浆；施工技术；质量控制

Construction Technology Research of Chemical Grouting Dam Foundation

Jing Hua

（Handan City Zhangfuhe irrigation water management office Handan Hebei 056001）

【Abstract】This paper focuses on the construction technology of chemical grouting Reservoir Dam Project are discussed， and combined with the author's many years of experience and knowledge make relevant quality control.

【Key words】Reservoir dam project；Chemical grouting；Construction technology；Quality control

1. 概述

某水库左右岸坝基廊道起始桩号为坝横0+217.5～0+457.3，总长度为239.8m。坝横0+400以左为第18单元～25单元，坝横0+400以右为第34单元～36单元。该部位设计为两排常规水泥帷幕灌浆孔，设计孔深为：下游排孔深130m～145m不等，上游排为下游排的2/3。在桩号坝横0+304.40～坝横0+400.00，高程EL550m～EL425m左右段常规水泥帷幕灌浆施工时出现“吸水不吸浆”现象。经参建各方现场踏勘和相关专家会议鉴定，该段主要岩性为白云岩，岩体相对较完整，无岩溶发育。但存在不连续微裂隙，故常规水泥帷幕灌浆在该部位岩层灌浆效果不明显。灌浆结束后该部位检查孔压水试验结果无法达到设计防渗要求。根据设计通知对桩号坝横0+305.50～坝横0+377.00段增设一排化学灌浆孔。

2. 灌浆部位

根据设计通知，确定在左岸底层廊道坝横0+307.0～0+377.0m处进行化学灌浆补强处理。化学灌浆孔单排布置在帷幕中轴线上，灌浆孔孔距2m。具体见下孔位布置图1。

图1 左岩坝基廊道化学灌浆孔位布置图

3. 化学灌浆施工

3.1 钻孔。

钻孔采用300 型回转式地质钻机造孔，开孔孔径91mm，（下设89mm 孔口管）终孔孔径76mm，（下设75mm灌浆塞），为保证钻孔孔壁光滑，便于灌浆塞下设，钻孔采用金刚石钻头钻进。灌浆孔保证钻孔孔斜要求，每5～10m进行一次孔斜测量，孔底平面位置的偏差不大于表5.1的规定，发现偏差值超过规定时，及时纠正或采取补救措施。表1化学浆液帷幕灌浆孔孔底平面位置允许偏差。

3.2 孔口管镶注。

因化学灌浆结束后，需进行全孔一次性灌浆封孔，封孔参数与常规帷幕灌浆一致，故需镶注帷幕灌浆孔口管，孔口管镶注需进入基岩2米，镶注方法及参数与该部位的常规帷幕灌浆孔口管一致。

3.3 化学灌浆。

3.3.1 制浆。

灌浆材料。

改性水玻璃浆液主材采用水玻璃、浓硫酸、调节剂等。水玻璃经酸化后，使其在中性或弱酸性范围内凝胶。改性水玻璃浆材的优点：可灌性好，造价低，凝胶体耐久性好，原材料和凝胶体无毒，不会造成环境污染。具体配合比根据现场情况酌情确定。

（1）化学浆液配制。

甲液配制考虑到化学灌浆原材料中酸有较强腐蚀性，故浆材配制在材料库房附近进行配制。在原左岸料场炸药库房周边搭设水玻璃酸化制浆平台，配制甲液，主要成分为酸与水。甲液配制时规定流程进行，即先根据实际配比在搅拌桶内加水，然后按配合比将酸加入水中并搅拌均匀。后进行均匀搅拌。搅拌均匀后放入指定的储浆桶内，后将储浆桶内配制好的甲液用专用车辆运输到左岸EL660平台，通过50的输浆管经左岸EL623斜坡廊道输送至坝基廊道灌浆作业面甲液储浆桶。乙液配制乙液主要由成品水玻璃按相关规定稀释制成乙液。配制地点设在右岸EL640坝肩配浆点，配制好后放入指定乙液储浆桶，后通过一路50的输浆管经右岸EL623斜坡廊道、右岸EL574平洞泵送至灌浆作业面的乙液储浆桶内。

（2）水泥浆液配制。

化学灌浆完成后用0.5：1浓水泥浆进行全孔灌浆封孔。水泥浆配制采用右岸集中制浆站通过原送浆管路输送至灌浆现场。

3.3.2 灌浆。

3.3.2.1 裂隙冲洗和压水试验。

在左岸坝基廊道基岩化学灌浆前应进行裂隙冲洗，压水试验及冲洗压力可为灌浆压力的80%，并不大于1MPa。压水试验可结合裂隙冲洗进行，压水时间为20min，每5min测读一次压入流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果应以透水率q（Lu）表示。

3.3.2.2 化学灌浆。

化学灌浆采用自上而下分段卡气压膨胀塞、纯压式灌浆法施工。

化学灌浆施工工序为：冲孔→管路安装与压水试验→配浆→灌浆直至结束拔起孔塞→待凝→冲洗管路→钻灌下一段→终孔（全孔一次性封孔）。

基岩段化学灌浆可按Ⅲ序进行施工。先施工Ⅰ序孔、再施工Ⅱ序孔、后施工Ⅲ序孔。前次序孔与其相邻后次序孔之间，钻孔灌浆的高差不宜小于15m。灌浆开始前，宜先排除孔内积水，然后进行灌浆。

3.3.2.3 灌浆参数。

（1）灌浆压力：不超过3MPa。

（2）灌浆段长：2 ～ 5m。

（3）浆液胶凝时间：根据压水试验资料和灌浆泵的压送能力，使在设计灌浆压力下，浆液有充分的时间充填要求扩散半径范围内的裂隙及孔隙，形成符合要求的防渗体，同时又不使浆液扩散太远，造成浪费。上述参数遇有特殊情况，段长和灌浆压力及浆液胶凝时间等参数可经监理工程师批复后做适当调整。

（4）注入率控制：为确保浆液均匀扩散，注入率不宜大于7L/min。

3.3.2.4 化学灌浆结束条件。

当灌浆满足下列条件之一时，即可结束灌浆：（1）在设计最大灌浆压力下，注入率小于或等于0.02L/min.m后持续灌浆30min；

（2）每米注入量1000L。

在施工过程中，根据施工中出现的具体情况，报经监理工程师批准后，可对该标准进行适当调整。

3.3.2.5 待凝。

待凝遵循的原则为：总的灌浆+ 待凝不小于7小时，且待凝时间不少于2小时。灌浆达到结束标准后停止灌注，取出灌浆塞，进行设备管路冲洗和冲孔，然后待凝，待凝时间达到要求后再进行下一段钻灌。

3.3.2.6 封孔。

灌浆孔最后一段钻灌完成后，用0.5：1浓水泥浆进行灌浆封孔，封孔方式及参数与该部位主帷幕灌浆封孔一致。

3.3.2.7 化学灌浆特殊情况处理。

（1）灌浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，应一泵一孔同时进行灌浆。否则，应塞住串浆孔，待灌浆孔灌浆结束后，再对串浆孔进行扫孔、冲洗，而后继续钻进或灌浆；

（2）灌浆过程中发现冒浆、漏浆时，应根据具体情况采用低压、限流、限量、间歇等方法进行处理。

（3）灌浆过程中，随时注意孔段的吸浆情况，当吸浆量很小时，每次甲、乙液的混合量不宜过多；若浆液出现胶凝迹象时，应立即更换新浆继续灌注；

（4）灌浆必须连续进行，若因故中断，应尽快恢复灌浆。恢复灌浆后，注入率明显减小，需扫孔复灌。

4. 工程质量检查

该部分工程质量检查应以检查孔压水试验为主，通过对竣工资料和测试成果的分析，综合评定。检查孔压水试验应在该部位灌浆结束14d 后进行。

5. 施工质量保证措施

5.1 质量管理机构。

（1）建立项目部全权负责的质量监督机构和健全的质量保证体系，成立以项目经理为组长的质量管理领导小组，项目经理部设工程技术质量部、试验室等分别负责相关质量管理。工程技术质量部设专职质检员现场三班连续跟班作业。由专职质检员负责现场施工质量管理、检验及控制。各机班组设质量员，负责本班组的质量工作。

（2）建立质量责任制，由项目部质量管理领导小组负责制订各部门和岗位的质量职责，明确规定各岗位、各部门在质量管理工作中的责任、任务和权力，并建立以质量责任制为主要内容的质量考核和评比办法。

建立严格的质量管理制度和质量奖罚制度，实行质量目标管理，项目经理控制质量总目标的实现，并将质量目标分解到各级质检机构，落实责任和权限。

5.2 施工质量过程控制。

本项目的孔位偏差、孔底偏差、开灌条件及终孔验收检查验收工序严格实行“三检制”。首先由机组班长进行初检，灌浆队技术员进行复检，合格后，上报联营体专职质检员进行终检，合格后由联营体专职质检员通知监理共同进行会检，合格后方可进入下道工序。通过实行“三检制”，对各个灌浆孔段的造孔质量、灌浆质量进行了层层把关，各层次都有专人负责，从而做到上面有人管，中间有人抓，下面有人干。层层落实到个人，每个人都把好质量关，做到一个工序不合格不得进入下道工序。