水闸基础处理及防渗施工浅析

陈炳辉

摘要：文章阐述了水闸段的岩基固结灌浆和帷幕灌浆以及建基面的地质缺陷处理，较好地解决了水闸基础渗漏现象，确保了水库大坝的安全。

关键词：水闸固结灌浆帷幕灌浆

中图分类号：TV2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0066-01

1工程概况

某枢纽工程10孔水闸、一孔100t级船闸和十四联连接刺墙等，总长度226m。水闸现主要功能是汛期排泄富水流域洪水，阻止江水倒灌以及内河航运、交通等，加固后增加了反向挡水功能，内河枯水期水位长期恒定在17.12m，最大水头差达11m，相应带来灌溉和水淹灭螺功能。水闸下游设消力池，池长38.1m，深2m，厚1m。消力池末端接45m长的海漫和13.2m长的防冲槽。水闸上游设混凝土防冲铺盖，长15m。消力池及水闸上游防冲铺盖部位两侧增设翼墙，翼墙呈扩散布置，墙顶高程10.13m，为钢筋砼扶壁式结构和重力式砼结构。本工程的基础处理防渗工程主要为水闸段的岩基固结灌浆和帷幕灌浆以及建基面的地质缺陷处理。固结灌浆的工程量为2500m，帷幕灌浆为1000m。

2固结灌浆

固结灌浆的目的是增强基岩的整体性，提高弹性模量及抗压强度，安排在盖层砼浇筑完且达到50%设计强度以后进行。施工时应遵循逐渐加密的原则，一般分两个次序进行，当基岩破碎、串浆严重时分三个次序施工，第一序用较低的灌浆压力进行封闭灌浆，第二序用较高的压力进行灌浆，其施工程序为：固结灌浆施工内容包括钻孔、灌浆浆液的配制及灌浆压力的确定、钻孔冲洗与压水试验、灌浆、封孔及质量检查等。

2.1 钻孔

盖层砼内埋设φ80mm的钢管，以减少钻孔工程量，加快施工进度，基岩内灌浆孔采用28型手风钻钻孔。其余钻孔采用地质钻机钻孔。按规范要求，钻孔从较低一端开始向较高一端推进。所有钻孔按设计图纸及要求统一编号。钻孔施工顺序为：物探测试孔抬动观测孔先导孔灌浆Ⅰ序孔灌浆Ⅱ孔灌浆Ⅲ序孔检查孔。各种钻孔孔径分别为：抬动观测孔、物探测试孔、检查孔为φ76mm，固结灌浆孔为φ42mm，钻孔深度与灌浆深度相对应，并且满足设计要求。

2.2 灌浆浆液的配制及灌浆压力的确定

固结灌浆浆液以纯水泥浆为主，当基岩节理裂隙发育、吃浆量很大时，采用水泥砂浆。水泥采用32.5R普通硅酸盐水泥，砂子采用粒径不大于2.5mm，细度模数不大于2.0的天然砂。在施工现场建立拌浆站，采用低速浆液搅拌机拌和浆液。灌浆压力根据岩层情况和盖重情况确定。该工程盖重一般小于4m，故灌浆压力采用0.3～0.5Mpa。对有水平节理和夹层或有张开裂隙及软弱夹层的部位，应适当降低灌浆压力，以防岩面发生松动和错动。

2.3 钻孔冲洗与压水试验

灌浆孔及孔内各灌浆段的裂隙均应进行冲洗，采用灌浆机压力水脉动方式进行，冲洗串孔裂隙采用风、水轮换方式进行。冲洗压力以不宜大于灌浆压力的80%，且不大于0.5Mpa。在钻孔及裂隙冲洗结束后进行简易压水试验，压水试验的孔数不少于灌浆总孔数的10%，试验水压力采用80%的灌浆压力。

2.4 灌浆作业

固结灌浆采用TBW200/40型灌浆机，采取孔内循环灌浆，其射泵管距孔底小于0.5m。对孔深小于8m者，除基岩特别破碎或吸浆量特别大的情况外，采取全孔一段灌注，孔深大于8m者，分段灌浆。

灌浆的浆液变换原则是：由稀变浓，水灰比采用3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1（重量比）等6个级别，初始水灰比采用3∶1。浆液的变换标准为：（1）当灌浆压力保护不变，注入率持续减少时，或者注入率保持不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。（2）当某一比级浆液注入量已达到300L以上或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，应改浓一级水灰比浆液灌注。（3）当注入率大于30L/min时，根据具体情况，可越级变浓。固结灌浆的结束标准为：在设计灌浆压力下，吸浆量大于0.4L/min持续30min即可结束灌浆。

2.5 封孔及质量检查

灌浆全孔结束灌浆后，及时验收，合格后进行封孔。采用“置换和压力灌浆封孔法”进行封孔。固结灌浆全部完成后，进行灌浆质量检查。检查方法为用手风钻打检查孔（检查孔数为灌浆总数的5%），对检查孔内进行压水试验，其结果符合规范及设计要求时即为合格。

3帷幕灌浆

帷幕灌浆是常用且有效的基础防渗处理方法，但在灌浆施工过程中，由于各种原因，往往导致部分区域的灌浆效果无法达到设计要求，严重影响灌浆基础的整体强度。帷幕灌浆质量的好坏直接关系到水工建筑物的安全和工程效益。为减少水闸地基的渗流量，降低渗透压力，保证地基的渗透稳定，根据设计要求，需对水闸下游基岩进行帷幕灌浆。帷幕灌浆的施工程序为：帷幕灌浆的施工，按先下游排、后上游排的顺序进行，同一排中的灌浆孔，应按逐渐加密的原则进行。孔序多少，视地层情况和设计要求而定，以尽量避免串浆为原则。

3.1 钻孔

对帷幕灌浆孔进行统一编号，经测量定位后采用回转式地质钻机及金刚石钻头机钻孔。孔口段孔径为φ76mm，以下为φ56mm。钻孔顺序为：物探测试孔抬动观测孔先导孔灌浆Ⅰ序孔灌浆Ⅱ序孔检查孔。

3.2 灌浆浆液配制灌浆压力的确定及灌浆段长的划分

帷幕灌浆的灌液配制与固结灌浆的方法相同，可参照进行。帷幕灌浆的最大灌浆压力为1Mpa。帷幕灌浆的孔深应达到设计要求的深度；先导孔应伸入帷幕设计底线以下5.0m；帷幕灌浆孔段透水率应小于3Lu，如大于此值，应自动加涂钻孔，当加深两段后仍达不到设计要求时，及时上报，并按指示进行处理。

3.3 灌浆过程中注意事项

（1）孔口封闭器安装前检查密封圈、胶球等是否完好。（2）利用钻杆作射浆管时，射浆管距孔底不得大于50cm。（3）灌浆过程中，各级水灰比浆液必须准确，浆液变换必须按照规范或设计执行。（4）灌浆过程中随时保证射浆管转动及上下移动，并且孔口封闭器部位不漏浆。（5）冒浆、漏浆、回浆返浓、串浆等特殊情况时必须按照规范或技术要求处理。（6）每孔段进行灌浆时，结束压力必须达到设计压力。（7）结束标准和封孔方法必须符合规范要求。

4灌浆中事故处理

灌浆发生冒浆时，视具体情况采用封堵或降低压力的方法处理；机械故障致使灌浆中断时间超过30min，应重新扫孔、冲孔后灌浆；对于灌浆由于事故原因孔深不够者，可视具体情况在原孔位附近补打或用检查孔方式加以解决。

5帷幕灌浆质量与效果评价

检查帷幕灌浆质量与效果的标准，根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-94）规定，经帷幕灌浆后，坝基帷幕检查孔岩石在压力为0.4Mpa作用下，当压力试验透水率≤10Lu，即视为合格；另外可以从序次单位耗灰量随序次增加而递减的规律来衡量。

6结语

大坝基础灌浆在冬季施工，因受水温、气温、施工条件各方面的影响，施工质量虽然得到了保证，但是经济上费用较大，为此应尽量避免在冬季进行施工。