登盆水库大坝帷幕灌浆施工与特殊情况处理

2018-02-06党海霞

建材与装饰 2018年5期

党海霞

（贵州新中水工程有限公司贵州贵阳 550001）

1 工程概况

登盆水库位于庆云乡转珠村的卡其河上，主要工程任务为灌溉、集镇及农村人畜供水，水库总库容94万m3。水库工程等级为Ⅴ等，属小（2）型水库，主要水工建筑物拦河坝、泄水建筑物、引水建筑物等为5级，次要建筑物为5级，临时建筑物为5级。

地质勘察资料显示，强风化带岩体内存在裂隙性绕坝渗漏问题，需进行坝基和两岸坡防渗处理。防渗处理方案为在上游坝坡脚设2m宽的C20混凝土防渗墙，在防渗墙上布置单排帷幕浆孔，孔距3m，防渗底界以岩体透水率≤5Lu以下10m为控制标准，两岸以正常蓄水位与地下水位线的交点为防渗端点。防渗线全长为339m，防渗面积为8878m2。

2 帷幕灌浆工艺原理分析

帷幕灌浆就是将浆液贯入到岩土或者土层的孔隙或者裂隙中，从而形成连续的阻水帷幕，以此对渗流量进行减少并对渗透压力进行降低的一种灌浆工程。

帷幕顶部和坝体连接，底部深入相对不透水岩层一定的深度，从而对地基中地下水的渗透进行减少或者阻止；帷幕能够与位于下游的排水系统进行共同的作用，降低渗透水流对大坝的扬压力。

3 帷幕灌浆施工要点

3.1 钻孔

帷幕灌浆孔宜采用回旋式钻机和金刚石或硬质合金钻头钻进，也可采用冲击式或冲击回旋式钻机钻进，当采用后者时，应加强钻孔和裂隙的冲洗。帷幕灌浆孔位与设计孔位偏差值不得大于10cm，帷幕灌浆孔孔径不得小于46mm，固结灌浆孔孔径不宜小于38mm。帷幕灌浆孔应进行孔斜测量。垂直的或顶角小于5°的帷幕灌浆孔，孔底的偏差不得大于表1的规定。

表1 帷幕灌浆孔孔底允许偏差（单位：m）

3.2 裂隙冲洗和压水试验

本工程要求各灌浆孔在灌浆前应采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净时止。裂隙冲洗在灌浆前进行，压水采用脉动压水方式进行，冲洗要求至回水澄清后10min为止，且总冲洗时间单孔不大于20min。冲洗压力可为灌浆压力的80%，并不大于1MPa。对岩溶、断层、大型破碎带、软弱夹层等地质条件复杂地段，裂隙冲洗应通过现场试验确定。

各帷幕灌浆孔灌浆前和灌浆后宜进行一次简易压水。简易压水可结合裂隙冲洗进行，压力为灌浆压力的80%，并不大于1MPa，压水时间20min，每5min测读一次压入流量。取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率q表示，单位为吕荣（Lu）。固结灌浆孔各孔段灌浆前应采用压力水进行裂隙冲洗，冲洗时间可至回水清净时止或不大于20min，压力为灌浆压力的80%并不大于1MPa。

帷幕灌浆先导孔和检查孔使用一级压力的单点法，帷幕灌浆试验可采用三级压力五个阶段的五点法。根据具体情况和地质条件按照表2选用压力值。

压水试验的成果以透水率q表示，单位为吕荣（Lu）。在1MPa压力下，每米试段长度每分钟注入水量为1L时，q=1Lu。

表2 压水试验压力值选用表

3.3 灌浆方法和灌浆方式

结合实际，登盆水库帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法。灌浆孔为坝基双排孔，坝肩单排孔。帷幕应分为三序灌浆。进行帷幕灌浆时，防渗墙一期混凝土和基岩接触部位的灌浆段应先行单独灌注并待凝。接触段在岩石中的长度不得大于2m，以下灌浆段长度采用3～5m，特殊情况下可以适当缩短或加长，但不宜大于10m。自上而下分段灌浆法，灌浆塞应阻塞在该灌浆段段顶以上0.5m处，防止漏灌。各灌浆段灌浆结束后一般可不待凝，但在灌前涌水，灌后返浆或遇其他地质条件复杂情况，则宜待凝，待凝时间应根据灌浆试验确定。帷幕灌浆孔各灌浆段不论透水率大小均应按技术要求进行灌浆。

3.4 灌浆压力和浆液变换

灌浆压力应根据工程特性和地质情况进行分析计算并结合工程类比拟定，本工程防渗帷幕灌浆设计压力按以下公式进行计算，通过生产性灌浆试验最终确定。

公式：P=P0+MD

式中：P-允许灌浆压力（MPa）；P0-地面地段允许的压力（MPa），可采用0.15～0.25MPa进行试验，最终由生产性试验确定；M-灌浆顶板在岩石中每加深1m所允许增加的压力（MPa/m），Ⅰ序孔可采用0.05～0.1MPa进行试验；Ⅱ序孔可采用0.06～0.13MPa进行试验；Ⅲ序孔可采用0.08～0.15MPa进行试验，最终由生产性试验确定；D-灌浆段顶以上至起始施灌高程的岩石厚度（m）。

灌浆时尽快达到设计的压力值，接触段和注入量大的孔段分段升压。灌浆按分序加密的原则进行。孔口无涌水的孔段，灌浆结束后不待凝。在断层、破碎带等地质条件复杂的地区要待凝，待凝时间根据实际地质条件确定。

施灌时水灰比按 2：1、1：1、0.5：1，由稀到浓逐级变换。当灌浆压保持不变，注入率持续减少，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高，则水灰比不能改变。当某一比级浆液注入量达到300L以上，或灌注时间已达30min而灌浆压力和注入率均无显著改变时，要换浓一级水灰比的浆液灌注；当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，浆液越级变浓。

3.5 灌浆结束和封孔

在最大设计压力下，注入率不大于1L/min时，延续灌注时间30min，可结束灌浆。封孔采用“置换和压力灌浆封孔法”，封孔灌浆压力采用该灌浆孔的最大灌浆压力，封孔采用0.5：1的浓浆。已进行封孔的灌浆孔，待孔内水泥浆液凝固后，清除孔内污水、浮浆，若灌浆孔上部空余大于3m时，采用“机械压浆封孔法”进行封孔；小于3m时用水泥砂浆封填密实。基岩段封孔用水泥浆封孔，坝体段用粘土封孔。

4 特殊情况处理

4.1 灌浆中断

当因机械故障、设备损坏、停水停电、地质方面等原因引起灌浆中断，尽快恢复灌浆。恢复灌浆时，使用开灌水灰比的浆液灌注。如注入率与中断前相近可改用中断前水灰比的浆液灌注；如恢复灌浆后，注入率较中断前减少很多，且在短时间内停止吸浆，作为事故孔补孔灌浆处理，并报告监理。在30min内无法恢复灌浆时，则冲洗钻孔等待复灌，若冲洗无效则重新扫孔补灌。

4.2 冒浆、漏浆和串浆

如发现冒浆、漏浆时，根据情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌注等处理。如发现与混凝土构造分缝、仪埋设施、混凝土冷却水管等串通时，立即停灌，报设计、监理研究处理措施；如与其它灌浆孔串通，在串通部位上方0.5～1m处将串浆孔阻塞住，灌浆孔结束并待凝24h后，再进行串通孔的扫孔、冲洗、钻进行及灌浆。