预灌浓浆技术在汾河二库除险加固工程中的应用

2016-04-07赵志平

山西水利 2016年3期

关键词：造孔漏浆汾河

赵志平

（山西省汾河二库管理局，山西太原 030012）

预灌浓浆技术在汾河二库除险加固工程中的应用

赵志平

（山西省汾河二库管理局，山西太原 030012）

病险水库除险加固工程技术工艺的合理选择，是保障工程质量和工程进度的重要手段。针对汾河二库大坝下游F10断层地连墙工程施工造孔过程中经常出现漏浆、塌孔等事故的技术难点，在综合探析问题原因的基础上，提出采用预灌浓浆技术在地连墙工程开工前对地连墙上部覆盖层进行处理，确保施工顺利进行。

除险加固；预灌浓浆；施工工艺；汾河二库

1 工程现状

汾河二库应急专项除险加固工程大坝下游F10断层地连墙工程施工造孔时主要采用泥浆固壁来保持槽孔的稳定。根据工程实际情况，选取膨润土泥浆为主的膨润土、黏土混合泥浆作为本次施工的固壁泥浆。由于地连墙基岩上部为回填的覆盖层，覆盖层厚度27m左右，地层松散，加之地连墙间距小、密度大，造孔过程中经常出现漏浆、塌孔等事故，情况严重时，会造成大面积的塌孔，最终导致无法成孔甚至引发安全事故。为确保施工能够顺利进行，保证施工质量及安全进度，在地连墙工程开工前，对地连墙上部覆盖层进行加固处理。

2 工程技术难点

2.1 塌孔槽段情况

DLQ-02号槽段于2014年12月13日7∶00开始采用冲击钻钻进。钻进过程中出现不同程度的漏浆、塌孔现象。1号主孔钻进至16.5m，3号主孔钻进至21m，5号主孔钻进至21m，造孔过程中一直有漏浆现象，采用添加黏土、锯末、生石灰进行处理。当钻进2号副孔、4号副孔至6m时开始塌孔，随后发现导墙有断裂现象并向地连墙轴线方向位移。

DLQ-26槽段于2014年12月9日9∶00开始采用液压抓斗造孔。造孔过程中连续出现漏浆现象。抓斗Ⅰ抓自孔口至8m孔深位置均出现不同程度的漏浆，采用黏土、锯末进行处理，效果明显。但在后续施工过程中始终有渗浆现象。抓斗Ⅰ抓至13m、抓斗Ⅲ抓至16m深度遇孤石，无法造孔，采用冲击钻继续钻进，在钻进过程中频繁出现塌孔、漏浆现象。冲击钻1号主孔钻进至20m，5号主孔钻至33.2m（达到终孔深度），3号主孔钻进至13m孔深时开始塌孔，经测量槽段塌至平均深度仅5.5m，导墙随后发生断裂现象。针对以上情况，将槽孔回填并迅速移机至安全地带，未造成重大事故，但施工进度受到影响。

2.2 覆盖层加固方案

根据以往同类地层连续墙施工经验，修建混凝土地连墙，采用预灌注浓浆对大空隙地层及松散地层进行填充加固，可显著改善地层的漏浆、塌孔状况，从而保证地连墙安全成槽，使地连墙工程顺利完成。

3 预灌浓浆技术应用

3.1 孔位布置

综合考虑地层的特殊性，确定预灌浓浆孔布置原则为：孔位布设在导墙两侧距离轴线中心1.5m，左右岸方向延长至1.5m，上下游方向延长至3m，单排孔，孔距1.5m。根据工程实际情况，覆盖层钻孔采用先进的HD-215型多功能全液压钻机，直径不小于108mm的跟管钻孔，直到计划深度15m。

3.2 施工过程

工程采用自下而上钻孔分段灌浆法。灌浆浆液有水泥膨润土浆（水固比为3∶1，1∶1，0.5∶1三级）和水泥膨润土砂浆（水固比0.5∶1），必要时在水固比0.5∶1级浆液中掺加5%~10%水玻璃进行灌注。本工程灌浆段长1m，地质缺陷部位可适当缩短段长，在地质条件较好的地段可适当加长段长。灌浆时首先采用浆柱压力，即无压力灌浆，根据孔内的吃浆量情况，对无压力灌浆困难的地段，灌浆压力采用0.3～0.5MPa。当吃浆量大时，采用小压力，当吃浆量小时，采用较高的压力。预灌浓浆浆液以水泥膨润土浆液为主，特殊吃浆量较大部位采用水泥膨润土浆液加砂的方式进行灌注。浆液水固比为3∶1，1∶1，0.5∶1三个比级，开灌水固比采用3∶1。开灌比级3∶1，逐级变浓，当某级浆液灌注量达到300 L时，吸浆率不减少，或减少不大，可将浆液加浓一级灌注。当孔内浆液灌注量达到注入水泥200 kg/m、膨润土100 kg/m时，即可结束本段灌浆。

由于孤石、块石架空孔隙大，当浆液效果不显著时，可在孔内投掷砂砾石。在套管口安设漏斗，人工投入砂砾石，用0.5∶1级纯水泥浆引导砂砾石对大孔隙进行充填，直至封堵其渗漏通道为止。采用3SNS灌浆泵灌注膏状浆液，膏状浆液具有流动性差、流变性小的特点，对大的渗漏通道具有很好的封堵作用。

4 进度安排

为保证预灌浓浆处理效果能够满足地连墙施工要求，同时达到节约投资、避免重复处理的目的，计划分两期施工。选择0+134.5处连续墙作为试验槽段，先进行两侧预灌浓浆孔施工，灌浆完成14 d后进行本道连续墙的成墙施工。如果连续墙能够正常成槽，则采用本方案参数进行所有预灌浓浆孔的施工。如仍出现漏浆、塌孔等现象导致无法成槽，则应分析原因，优化方案后再次进行试验。