双塔水库第四次除险加固工程帷幕灌浆效果分析

温占福

(甘肃省疏勒河流域水资源管理局，甘肃 玉门 735211)

双塔水库第四次除险加固工程帷幕灌浆效果分析

温占福

(甘肃省疏勒河流域水资源管理局，甘肃 玉门 735211)

为确保疏勒河双塔水库大坝安全和稳定性，双塔水库大坝进行了第4次除险加固。检查结果表明：质量达到设计标准，渗水流量符合规范要求，止水效果明显，有效提高了大坝运行安全可靠性，为疏勒河流域其它病险水库的防渗处理总结了经验。

双塔水库；除险加固；帷幕灌浆；效果

双塔水库始建于1958年，于1960年3月建成并蓄水。主坝为黏土心墙砂砾石坝，坝顶长1040m，坝顶宽8m，最大坝高26.80m，坝顶高程1332.80m，设计总库容2.40亿m3，调洪库容1.33亿m3，正常蓄水位1330.30m，多年平均径流量2.97亿m3。是一座以灌溉为主兼有防洪、水产养殖、旅游等综合效益的大(2)型多年调节水库。双塔水库是甘肃西部疏勒河流域的命脉工程之一，承担着双塔灌区46万亩土地的灌溉和肃北马鬃山地区、瓜州双柳、长乐电厂等地生活和企业供水任务，同时肩负向下游敦煌生态输水的历史重任。

因年代久远，曾先后进行了3次除险加固。2014年7月，甘肃省水利水电勘测设计研究院专家组对双塔水库进行了安全鉴定，确定为三类坝。此次除险加固的主要内容有：主坝和1号副坝坝体培厚加固，上游新建“L”形混凝土防浪墙，后坝坡重新衬砌混凝土预制块，坝脚处设浆砌石排水沟，坝体增设混凝土防渗墙，并对坝基透水率较大的基岩进行帷幕灌浆；1号副坝和2号副坝上游重新现浇C25混凝土板；新建2号溢洪道采用闸门控制；改造主坝观测设施，增设副坝观测设施；完善库区抢险道路，改扩建道路2.80km，修补道路0.20km；对存在安全隐患的3座危桥进行拆除重建。

1 灌浆工艺

1.1 施工工序

帷幕灌浆按照钻孔、洗孔、压水、灌浆循环方式进行，最后封孔。此次工程采用单排帷幕灌浆孔，帷幕孔间距1.50m，总计50个单元，先Ⅰ序后Ⅱ序再Ⅲ序，采用自上而下分段灌浆。

1.2 先导孔施工要求

每单元选取1个Ⅰ序孔做先导孔，先导孔采用地质钻机施工，孔径范围为76～110mm。为确定帷幕灌浆底线，较全面地了解岩层透水率情况，帷幕灌浆先导孔深度应超过设计深度5m，当超深5m仍未达到设计结束标准时，须继续钻进5m，此时仍达不到要求时，根据现场监理的指示，确定先导孔最终设计孔深，并结合现有设计帷幕底线，最终确定帷幕底线。

1.3 钻洗孔

钻孔孔径：56～76mm。孔深：帷幕灌浆孔深为伸入基岩透水率小于5Lu线以下3m。每5m测斜一次，孔位偏差小于10cm，为减少偏差，用KXP-1测斜仪测斜。洗孔：冲洗水压1MPa。回水澄清10min后结束，单孔冲洗时间不少于30min。

1.4 压水试验

先导孔及检查孔采用“单点法压水试验”。采用简易压水，每5min测读一次压入流量，取最终值。

1.5 灌浆

坝段采用普通硅酸盐42.5号水泥进行帷幕灌浆。浆液配比：集中拌和站配置0.5∶1级浆液，由高速搅拌机拌制。浆液水灰比采用5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.7∶1、0.5∶1等6个比级，开灌水灰比为5∶1，具体根据生产性试验确定。灌浆浆液浓度按照由稀到浓的原则逐级改变。灌浆压力为1.50倍的坝前水头，灌浆分段段长和灌浆压力应通过试验确定(见表1)。灌浆应满足设计压力要求，在注入率大时采取分级升压法，升压速度与注浆率相协调，该工程最大注入率控制在30L/min。

表1 灌浆段长及灌浆压力

1.6 灌浆结束

在设计压力下，当注入率不大于1L/min时继续灌注30min，灌浆可以结束。灌浆孔终孔后经监理工程师验收合格，全孔灌浆结束后方能进行封孔作业，采用压力灌浆一次封孔法，置换浆液采用水灰比0.5∶1的新鲜浆液。封孔灌浆压力采用该灌浆孔的最大灌浆压力，封孔灌浆时间不少于1h。

1.7 质量检查

帷幕灌浆检查孔施工需待帷幕灌浆14天后进行钻孔取芯及压水试验，试验过程中建设单位及监理单位进行旁站。每个施工单元布置一个检查孔，检查孔钻孔孔径为91～110mm，孔深为相邻两个灌浆孔深度的平均值。压水试验：帷幕灌浆检查孔采用“单点法”进行压水试验，压力为灌浆压力的80%，该值大于1MPa时，采用1MPa。帷幕灌浆压水试验合格标准为透水率不大于5lu。

2 结果与分析

2.1 帷幕灌浆注浆量数据分析

此次双塔水库主坝帷幕灌浆孔共计509个，检查孔数不少于帷幕灌浆总孔数的10%，共计50个。

表2 灌浆水泥注入量成果统计

由2可知，单位水泥注入量Ⅰ序>Ⅱ序>Ⅲ序，递减规律明显，随帷幕灌浆而加密的施工方法，使坝体基岩防渗能力和整体性提高，符合灌浆规律。

2.2 灌浆前后透水率对比

检查孔布置在地质条件差、灌前透水率大及吸浆量大的地段，共布置50个孔，分布在50个单元，压水试验合格标准为透水率q≤5Lu。选择代表性的5个单元对灌浆前压水试验和检查孔压水试验进行对比分析。由表3可知，透水率均小于设计值。

表3 灌浆前后基岩透水率对比

2.3 各次序孔透水率统计

根据规范，透水率为<1Lu、1～5Lu、5～10Lu、10～100Lu和>100Lu五个区间，此方法把<1Lu划分成0～1，>100Lu划分成100～1000。对透水率大的典型第9单元进行透水率频率分析。

表4 各次序孔透水率统计

图1 各次序孔透水率频率

由表4和上图可知，频率较高透水率集中在10～100Lu之间。随着孔序递增灌前平均透水率降低明显。

3 帷幕灌浆防渗效果分析

双塔水库除险加固工程帷幕灌浆工程结束后，对其效果进行了质量检查，结果证明：岩石取样观察，裂隙充满水泥结石，达到要求；孔压水试验透水率小于5Lu，符合设计规范要求；坝脚处两处三角量水堰大坝渗流量与往年观测资料相比，止水效果明显。

4 结 语

双塔水库除险加固工程帷幕灌浆防渗处理经各项质量检测分析达到设计要求，过程中无冒浆、串浆等现象，有效提高了大坝运行安全可靠性，为疏勒河流域其它病险水库的防渗处理总结了经验。

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Analysis on Curtain Grouting Effect of the Fourth Reinforcement Project in Shuangta Reservoir

WEN Zhanfu

(GansuShuleRiverBasinWaterResourcesAuthority,Yumen735211,China)

Shuangta Reservoir dam undergoes the fourth reinforcement in order to ensure dam safety and stability. The inspection results show that the quality reaches the design standards, and the water seepage flow capacity conforms to the requirements of the specification. The water stop effect is prominent, the operation safety and the reliability of the dam are improved effectively, and the experience is summarized for anti-seepage treatment of other risky reservoirs in Shule River Basin.

Shuangta Reservoir; reinforcement; curtain grouting; effect

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.06.004

TV543

A

1673-8241(2017)06- 0018- 03