新建左所水库工程坝基及坝肩帷幕灌浆施工技术

□蒋利坤 □李其芳（云南省澂江县水利局）

左所新建水库位于南盘江支流抚仙湖径流区沙哈河上，总库容48.3万m3，设计坝高40.2m，为粘土心墙坝，水库控制径流面积2.55km2，是一座具有灌溉、防洪，兼顾农村人畜饮水和渔业养殖等综合效益的小（2）型水库。

1.坝址区水文地质条件

1.1 地层岩性：坝址出露地层为二叠系上统玄武岩组（P2β）、侏罗系下统冯家河组（J1f）泥岩、细砂岩及第四系冲洪积层。

1.2 水文地质条件：右岸为泥质粉砂岩夹细砂岩及玄武岩，河床及左岸为玄武岩，其水文地质条件存在差异，两肩及坝基河床透水性及相对隔水层埋深情况如下：

1.2.1 左肩：勘探孔ZK1孔深45.3m，压水试验9段，单位透水率q为22.68～7.21lu，属中等～弱透水层，相对隔水层顶板埋深为基岩面下15～20m。

1.2.2 河床坝基：勘探孔ZK2孔深30.45m，压水试验6段，单位透水率q为19.22～7.59lu，属中等～弱透水层，相对隔水层顶板埋深为基岩面下10～15m。

1.2.3 右肩：勘探孔ZK3孔深50.2m，压水试验10段，单位透水率q为21.76～8.20lu，属中等～弱透水层，相对隔水层顶板埋深为基岩面下30～40m。

2.帷幕灌浆工程施工

根据灌浆设计要求，帷幕灌浆前由施工单位在左、右坝肩分别进行了灌浆试验，进一步确定了选定工艺对应下的灌浆孔距、灌浆方法、灌浆单注量和灌浆压力等主要技术参数及控制指标。

2.1 钻孔

灌浆孔测量定位后,钻孔采用100型或150型回转式地质钻机，直径91mm金刚石或硬质合金钻头。设计孔深17.5～48.9m，按单排2m孔距沿坝轴线布孔,分3个序次逐渐加密灌浆。钻孔具体要求如下:

2.1.1 所有灌浆孔按照技施图认真统一编号，精确测量放线并报监理复核，复核认可后方可开钻。开孔位置与技施图偏差≥2cm，最后终孔深度应符合设计规定。若需要增加孔深，必须取得监理及设计人员的同意。

2.1.2 施工中高度重视机械操作及用电安全，钻机安装要平正牢固，立轴铅直。开孔钻进采用较长粗径钻具，并适当控制钻进速度及压力。井口管埋设好后，选用较小口径钻具继续钻孔。若孔壁坍塌，应考虑跟管钻进。

2.1.3 钻孔过程中应进行孔斜测量，每个灌段(即5m左右)测斜一次。各孔必须保证铅直，孔斜率≤1%。测斜结束，将测斜值记录汇总，如发现偏斜超过要求，确认对帷幕灌浆质量有影响，应及时纠正或采取补救措施。

2.1.4 对设计和监理工程师要求的取芯钻孔，应对岩层、岩性以及孔内各种情况进行详细记录，统一编号,填牌装箱,采用数码摄像，进行岩芯描述并绘制钻孔柱状图。

2.1.5 如钻孔出现塌孔或掉块难以钻进时，应先采取措施进行处理，再继续钻进。如发现集中漏水，应立即停钻，查明漏水部位、漏水量及原因，处理后再进行钻进。

2.1.6 钻孔结束等待灌浆或灌浆结束等待钻进时，孔口应堵盖，妥善加于保护，防止杂物掉入而影响下一道工序的实施和灌浆质量。

2.2 洗孔

2.2.1 灌浆孔在灌浆前应进行钻孔冲洗，孔底沉积厚度不得超过20cm。洗孔宜采用清洁的压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净为止。冲洗压力为灌浆压力的80%，该值若>1MPa时，采用1MPa。

2.2.2 帷幕灌浆孔(段)因故中断时间间隔超过24h的应在灌浆前重新进行冲洗。

2.3 制浆材料及浆液搅拌

该工程帷幕灌浆主要为基础处理，灌入浆液为纯水泥浆,采用32.5普通硅酸盐水泥，用150L灰浆搅拌机制浆。水泥必须有合格卡，每个批次水泥必须附生产厂家质量检验报告。施工用水泥必须严格按照水泥配制表认真投放，称量误差<3%。受湿变质硬化的水泥一律不得使用。施工用水采用经过水质分析检测合格的水库上游来水，制浆用水量严格按搅浆桶容积准确兑放。水泥浆液必须搅拌均匀，拌浆时用150L电动普通搅拌机，搅拌时间不少于3min，浆液在使用前过筛，从开始制备至用完时间<4h。

2.4 灌前压水试验

施工中按自上而下分段卡塞进行压水试验。所有Ⅰ序灌浆孔按简易压水(单点法)进行，检查孔采用五点法进行压水试验。Ⅰ序灌浆孔压水试验的压力值，按灌浆压力的0.6倍使用，但最大压力不能超过设计水头的1.5倍。压水试验前，必须先测量孔内安定水位，检查止水效果，效果良好时，才能进行压水试验。压水设备、压力表、流量表(水表)的安装及规格、质量必须符合规范要求，具体按《水利水电工程钻孔压水试验规程》(SL31-2003)执行。压水试验稳定标准：压力调到规定数值，持续观察，待压力波动幅度很小，基本保持稳定后，开始读数，每5min测读一次压入流量，当压入流量读数符合下列标准之一时，压水即可结束，并以最有代表性流量读数作为计算值。压水试验完成后，应及时做好资料整理工作，ω值计算采用公式ω＝Q/S.L，并换算为Lu值，与设计进行对比。

2.5 灌浆工艺选定

灌浆方法：基岩部分采用自上而下孔内循环式分段灌注，射浆管口距孔底≤50cm，灌段长5～6m。

灌浆压力:采用循环式纯压灌浆，压力表安装在孔口进浆管路上。灌浆压力采用公式P1=P0+MD计算，式中P1为灌浆压力；P0为岩石表面所允许的压力；M为灌浆段顶板在岩石中每加深1m所允许增加的压力值；D为灌浆段顶部上覆地层的厚度。因表层基岩节理、裂隙发育较破碎，M取0.15～0.2m，P0=1.0。

浆液配制:灌浆浆液的浓度按照由稀到浓，逐级调整的严责进行。水灰比按 5∶1，3∶1，2∶1,1∶1,0.8∶1，0.6∶1,0.5∶1七个级逐级调浓使用,起始水灰比5∶1。

浆液调级:当灌浆压力保持不变，吃浆量持续减少，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比级别；当某一比级浆液的注入浆量超过300L以上或灌浆时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或变化不明显时，应改浓一级；当耗浆量>30L/min时，检查证明没有漏浆、冒浆情况时，应立即越级变换浓浆灌注；灌浆过程中，灌浆压力突然升高或降低，变化较大；或吃浆量突然增加很多，应高度重视，及时汇报值班技术人员进行仔细分析查明原因，并采取相应的调整措施。灌浆过程中如回浆变浓，宜换用相同水灰比新浆进行灌注，若效果不明显，延续灌注30min，即可停止灌注。

灌浆结束标准:在规定压力下，当注入率≤1L/min时，继续灌注90min；当注入率≤0.4L/min时，继续灌注60min，可结束灌浆。

封孔:单孔灌浆结束后，必须及时做好封孔工作。封孔前由监理工程师、施工单位、建设单位技术员共同及时进行单孔验收。验收合格采用全孔段压力灌浆封孔，浆液配比与灌浆浆液相同，即灌什么浆用什么浆封孔，直至孔口不再下沉为止，每孔限3d封好。

2.6 灌浆过程中特殊情况处理

2.6.1 冒浆、漏浆、串浆处理：灌浆过程中，应加强巡查，发现岸坡或井口冒浆、漏浆现象，可立即停灌，及时分析找准原因后采取嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等具体方法处理。相邻两孔发生串浆时，如被串孔具备灌浆条件,可采用串通的两个孔同时灌浆，即同时两台泵分别灌两个孔。另一种方法是先将被串孔用木塞塞住,继续灌浆，待串浆孔灌浆结束，再对被串孔重新扫孔、洗孔、灌浆和钻进。

2.7 灌浆质量控制

首先是灌浆前质量控制，灌浆前对孔位、孔深、孔斜率、孔内止水等各道工序进行检查验收，坚持执行质量一票否决制，上一道工序未经检验合格，不得进行下道工序的施工。其次是灌浆过程中质量控制，应严格按照设计要求和施工技术规范严格控制灌浆压力、水灰比、变浆标准等，并严把灌浆结束标准关，使灌浆主要技术参数均满足设计和规范要求。灌浆全过程质量控制先在施工单位内部实行3检制，3检结束报监理工程师最后检查验收、质量评定。为保证中间产品及成品质量，监理单位质检员必须坚守工作岗位，实时掌控施工进度，严格控制各个施工环节，做到多跑、多看、多问，发现问题及时解决。施工中应认真做好原始记录，资料档案汇总整理及时归档。因灌浆系地下隐蔽工程，其质量效果判断主要手段之一是依靠各种记录统计资料，没有完整、客观、详细的施工原始记录资料就无法对灌浆质量进行科学合理的评定。最后是灌浆结束质量检验，所有灌浆生产孔结束14d后，按单元工程划分布设检查孔获取资料对灌浆质量进行评定。

3.帷幕灌浆工程质量评定及效果分析

3.1 灌浆工程质量评定

左所水库工程帷幕灌浆总计118个单孔,每10孔为一个单元，共12个单元，布设12个检查孔。压水实验合格率为100%，其中优良单元8个，优良率72.7%，竣工验收时被评定为优良分部工程。

3.2 灌浆效果分析

根据灌浆钻探班报表、灌浆记录、签证等原始资料及成果资料分析可以看出，本工程严格按有关技术规范标准及要求正常施工，施工中没有出现异常情况。从灌浆孔最后结束的浆液配合比看，多数孔段均以稀浆结束，表明该工程坝基岩石中细小裂隙较多，岩体可灌性较好，工程设计选定的方案、施工工艺合理可行。工程竣工投入蓄水运行后，对大坝下游渗流用三角堰流观测，渗漏量甚微，防渗达到设计标准，基础帷幕灌浆效果明显，工程质量良好，符合质量标准。