帷幕灌浆在浙东中小型水库除险加固中的应用

俞培夫

【摘 要】本文以徐林水库除险加固工程为例，对帷幕灌浆技术在除险加固工程中的应用、常见问题及解决方案进行了简介，为帷幕灌浆技术在中小型水库除险加固工程中的应用提供了一些参考意见。

【关键词】中小型水库；除险加固；帷幕灌浆

【中图分类号】TV62

【文献标识码】B

【Abstract】This paper introduces Xulin reservoir reinforcement project， then introduces the application of curtain grouting in Xulin reservoir reinforcement project， which can provide a reference for similar projects.

【Key words】Middle and smallsize reservoir；Reinforcement；Curtain grouting

1. 工程概况

（1）徐林水库位于绍兴市上虞区某村境内，通村公路从库区左岸通过，交通便利。库区所在流域为曹娥江支流下管溪水系，属于亚热带季风气候区，气候湿润，雨量充沛。降雨主要集中在3～9月，以春雨、梅雨、台风雨为主。年平均降水量为1400mm左右，流域平均气温在16.2℃左右。

（2）徐林水库总库容58.3万m3，正常库容40.1万m3，集雨面积15.92Km2，水库配套电站装机容量2×200kw，灌溉农田面积约500亩，供水人口5000人，为小（二）型水库。工程建于1966年，水库的工程任务是以发电为主，结合灌溉和供水。

2. 帷幕灌浆技术应用

2.1 大坝坝基防渗加固处理。

根据地勘资料，徐林水库大坝坝基所处河床部位地层岩性单一，属弱透水层，不存在通过地层透水产生大量渗漏的可能性，渗漏主要是贯穿坝基的断层及节理裂隙。该坝最早建于1966年，后经三次加高达到目前规模，经过40多年的运行，部分节理裂隙变形，加之大坝蓄水后压力增大，局部灌浆质量欠佳，致使坝基有渗水现象。因此需要对坝基进行帷幕灌浆，解决坝基渗漏问题，并消除大坝结构抗滑不稳定隐患，使大坝处于安全运行状态。

坝基帷幕灌浆的技术要求如下：

2.1.1 造孔。

采用地质钻机造孔，孔径为75mm，分别从坝顶177.10m高程和溢流堰顶171.96m高程钻孔。造孔应根据设计要求的灌浆序别进行钻孔，帷幕孔孔距3m，单排布置，帷幕孔按二次序逐次加密。溢流坝段的帷幕孔孔深深入基岩15m，非溢流坝段的帷幕孔孔深深入基岩10m，两岸山坡延伸段的帷幕孔孔深要求深入基岩水库正常蓄水位以下10m。所有灌浆孔达到设计孔深后，经压水试验后，透水率仍大于5Lu的，则应继续增加1～2个灌段长，每个灌段长5m。

2.1.2 冲洗及压水试验。

（1）灌浆孔在灌浆前应进行孔壁冲洗与裂隙冲洗，孔内沉积厚度不得超过20cm。

（2）冲洗可采用压水或风水联合冲洗，直至清净回水10min为止。孔隙冲洗可根据不同地质条件选用压水、脉冲冲洗、风水联合冲洗直至回水净清，延续10min即可结束，但总的冲洗时间不应少于30min。

（3）冲洗压力采用灌浆压力的80%。

（4）压水试验应在岩石裂隙冲洗结束后进行，在稳定压力下，每5min测读一次压力流量，连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min时，本阶段试验即可结束，取最终值作为依据，根据该值了解岩层的透水情况及确定开灌水灰比。

2.1.3 灌浆。

（1）帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆，灌浆段长5～8m，接触段单独为一段，段长1.5～2m。

（2）灌浆按分序进行，待第一序孔灌浆结束后，再进行第二序孔的造孔和灌浆工作。

（3）灌浆压力：接触段的灌浆压力为0.2MPa。接触段以下每增加一个灌段，压力增加0.1 MPa。

（4）浆液浓度遵循由稀到浓的原则逐级改变。浆液的水灰比采用5：1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1（重量比）七个比级，开灌水灰比一般采用5∶1。

（5）灌浆时，当灌浆压力保持不变，注入率持续减少进或当注入率不变而压力持续升高时，灌浆工作应持续下去，不得改变水灰比。

（6）当某一级水灰比浆液的灌入量已达300升以上或灌注时间已达1小时，而灌浆压力及注入率均无改变或改变不显著时应改浓一级灌注。

（7）灌浆水泥标号不低于P.O 42.5，并要求新鲜不变质。

（8）在设计压力下，如灌浆段注入率不大于0.4升/分，继续灌注30min，灌浆工作即可结束。

（9）灌浆结束后要求对大坝廊道内排水孔进行清孔。

（10）全孔灌浆工作完成并经检查合格的灌浆孔，应将孔内污物冲洗并测量孔深，坝体段灌浆孔结合坝体注浆进行封孔。

2.1.4 工程质量检查。

灌浆的检查工作应在分析灌浆成果的基础上，由监理、设计、施工人员共同确定进行。

（1）检查孔数应为总孔数10%左右，一个坝段或一个单元工程内，至少应布置一个检查孔，孔位由监理设计施工人员商定。

（2）质量检查应在该部灌浆结束14天后进行。

（3）对检查孔进行压水试验和采取岩芯并加描述。压水试验采用与灌浆压力相同的压力。其稳定标准与帷幕浆孔相同，检查孔压水试验结束后，应按设计要求进行灌浆和封孔。

（4）帷幕孔质量检查以单位透水率为主，检查孔各段压水试验测得的透水率q值须≤5Lu，才认为该孔符合标准，否则应加处理，直到合格为止。

（5）钻灌过程中，还应遵守现行的“水工建筑物水泥施工技术规范”中有关规定。

2.2 坝体防渗加固处理。

（1）现场检查中发现，左右坝体与两岸链接处均有漏水，其中右岸与山体连接处漏水量较大；大坝廊道上游侧边墙及顶拱多处漏水，漏水量较大。由于大坝经过多次加高且防渗面板位于坝内，坝体渗漏具体位置难以确定，要解决渗漏问题，只能对大坝上游面增设防渗面板，防渗面板周边须嵌入基岩，形成完整封闭，故防渗面板施工时须将水库水位放空，下游用水不能保证，况且水库经过多年运行，库内淤积层较厚，施工难度大。水库大坝自1987年最后一次加高至今，已运行了近30年，期间经历了数十次洪水考验，大坝均运行安全，虽然漏水量偏大，但大坝现阶段运行是安全的，故而对坝体渗漏的加固方案采用坝体注浆方案，利用帷幕灌浆坝体段造孔，对坝体注浆，另外对廊道内排水沟进行清理，并对廊道内的漏水量进行监测。

（2）利用帷幕灌浆坝体段造孔，对坝体注浆，注浆压力为0.2MPa，在注浆过程中应严密监视防渗体变形，及时调整灌浆压力，已防其被破坏。

3. 帷幕灌浆施工中存在的问题及对策

3.1 灌浆量较大。

通常情沉下的灌浆作业周期为1-2天，灌浆总量维持在260Kg/m3，但在实际施工过程中会受到地质条件等诸多因素的影响，导致灌浆量偏大、灌浆周期延长的情况发生。根据产生这一现象的原因，可将解决对策分为两种：

（1）如果造成这一现象的原因是浆体从地而渗出，则可以运用限流灌浆及二次灌浆的方式进行处理。

（2）如果在使用了上述方法后并没有得到显著的改善，可在浆液中适量添加细骨料，并且在等待凝固的过程中对孔道进行清开，为二次灌浆提供方便。

3.2 灌浆孔倾斜。

灌浆孔斜现象是由于施工技术受到限制或者是某些地质因素的影响，导致灌浆孔斜度的具体值超过了规定的标准值。这种情况下极易造成卡钻现象，增大了钻孔工具出现施工故障的几率，严重的甚至会引发孔道内塌方，最终使孔道失效。想要有效的杜绝发生这种现象，首先需要在帷幕灌浆具体施工时稳定安装好钻机的同时对准既定空位，还要在施工前根据孔道地质具体的情况科学的选取孔钻工具，最后，开始深孔钻入以后对孔斜度采取实时测量，让施工人员及时掌握孔斜的具体情况并制定有效的应对措施。

4. 结语

在中小型水库除险加固工程中，帷幕灌浆技术起到了非常重要的作用，应用价值较高，并且己经得到了广泛的应用。在帷幕灌浆技术的具体应用过程中，需要施工单位严格谨慎的遵守帷幕灌浆技术的相关要求，避免因为施工不当造成损失，并在施工的过程中有效地采取相应的应对措施，保证防险加固工程能够完成较高质量的施工，这样才能发挥帷幕灌浆的最大作用，才能真正达到除险加固的目的。

参考文献

[1] 脱云飞，王克勤，张振伟，郭涛，杨路华. 斜孔帷幕灌浆在病险水库防渗处理中的应用[J]. 南水北调与水利科技，2011，01：145～147.

[2] 曾凡杜. 坝面帷幕灌浆技术在竹银水库主坝坝基处理中的应用[J]. 水利水电科技进展，2011，06：55～58.

[3] 黄伟，汪贵成，黄成. 浅析东涌水库副坝帷幕灌浆施工工艺及效果[J]. 长江工程职业技术学院学报，2013，03：13～15+18.

[文章编号]1619-2737（2015）12-08-600