柴窝水库扩容工程坝基泉眼处理

陈令建

（江苏省徐州市贾汪区水利局，221011，徐州）

一、工程概况

1.基本情况

柴窝水库扩容工程位于江苏省徐州市贾汪区城东10 km处，该工程在原上级库大坝下游约400 m处新建一道黏土均质坝，与现状柴窝水库形成总体水库。新建大坝长度2235 m，坝顶高程58.4 m，坝顶宽9 m，最大坝高12.4 m。

2.坝基岩土层的分布与性质

根据勘察成果，勘察深度范围内岩土层结构较为简单，可划分为3层。其中层1表土，主要为耕植土，层2粉质黏土为第四纪晚更新世(Q3)沉积，层3中风化石灰岩为古生代寒武纪(ε)沉积，该层风化石灰岩为细晶结构，中薄层状构造，岩石完整性为较破碎—较完整，风化程度为中风化。岩面处岩石较破碎，常见冲刷溶蚀痕迹，多为溶孔、溶槽，且多被可塑—硬塑状黏性土充填，连通性差。

二、出现问题

2013年2月，在上级库低水位（55.0 m）时，新建黏土坝开始坝基清理。当清理至桩号0+500～0+600，上级库泄洪河位于桩号0+600～0+700之间时，地表土含水量较大，局部有积水现象。当把含水量大的表土清除干净后，裸露出高低不平的岩石，且在坝轴线上游侧出现3处泉眼（2012年12月曾经沿大坝轴线实施了单排孔帷幕灌浆），不停向外冒水，导致施工填筑的筑坝土料含水量大，无法达到设计压实度要求，必须对泉眼进行封堵才能进行土坝施工。

三、处理措施

经过现场查勘，初步判明泉眼的成因是由于上级库水下渗，通过岩石裂隙汇流到新坝坝基处，因压重不够从地下涌出。经过讨论初步决定在桩号0+500～0+600段大坝轴线上游侧增加6排孔帷幕灌浆进行处理。

为验证方案的可行性，首先对1号泉眼进行灌浆处理 （距离泉眼1.5 m处布置4个灌浆孔，孔深10 m），灌浆材料为P42.5水泥浆。

1.灌浆施工工艺

灌浆工艺主要包括：钻孔、钻孔清洗、压水试验、灌浆和灌浆质量检查。钻孔工序又包括：清理施工现场、量取孔位坐标控制点、根据坐标点测放孔位、钻Ⅰ序孔、钻Ⅱ序孔、钻Ⅲ序孔、检查孔、补浆孔等。由于严格按照相关规范和设计文件施工，且在施工中采取针对具体情况的应对措施，单孔泉眼的封堵效果比较明显，从而按照设计文件在大坝中轴线上游侧实施6排孔灌浆。

2.施工中的特殊情况及处理措施

岩溶孔段灌浆过程中，冒浆及灌浆段注入量大，以下几种情况经常出现：

①冒浆。冒浆主要发生在地质软弱、吸水量高的孔位，例如在灌注第二排6号孔的时候，发现在距离孔位4 m左右的下游坝基处冒浆，发现后立即停止灌浆，并用60 cm厚12%水泥土对冒浆处进行覆盖，20 min后待浆液初凝，降压并提高一级浆液浓度继续灌注，无冒浆。

②串浆。在处理第二个泉眼时发现2个灌浆孔串浆，及时对注浆管进行适当调整，调整后注浆管为Φ25镀锌管，钢管长度为9 m，钢管上部套内丝，便于封堵钢管，将注浆管放入注浆孔，孔口用细粒式混凝土封孔。待灌浆孔灌浆结束后，串浆孔再行扫孔冲洗，而后继续钻进和灌浆。如果条件具备也可采用两台灌浆泵从两孔同时灌浆。

③灌浆量特别大。遇到灌浆量特别大的孔段可以采用间歇灌浆的方法，即灌注一段时间，间隔10～20 min后重新灌浆，反复几次，如果这种间歇灌浆还不能减少吃浆量，需采用综合提高浆液浓度、在水泥浆中增加速凝剂、低压浓浆间歇灌浆等方法，由于措施得力，取得了很好的灌浆效果。

3.检查孔资料分析

灌浆施工结束后，共布置了10个检查孔，在检查孔施工过程中，根据要求采用Φ108 mm的合金钻具钻孔，并下入Φ108 mm套管保护孔壁，然后采用Φ89 mm金刚石钻具开孔至设计底高程。取出钻具，下入压水试验工作管，先不加压力或采用较小的压力放水冲洗20 min,达到钻孔压水试验中对钻孔冲洗的要求时停止清孔（具体检查孔压水试验成果见表1）。

检查孔芯样外观质量，共抽查10个孔，西侧岩体多为青灰色，完整坚硬，裂隙较小或无裂隙，浆液难以灌入。东侧岩体呈褐红，裂隙相对发育，开度大、连续性好的裂隙得到了良好填充，细小裂隙难以灌入。局部黏土夹层可取到完整的水泥土芯样，表面岩溶充填部分得到了有效灌入。从检查孔q值来看，均小于5 Lu，满足设计要求。

表1 检查孔压水试验成果

四、水泥土处理

为增加坝基抗渗性，在灌浆结束后，分2层各30 cm铺筑12%水泥土，水泥土用挖掘机掺办，及时摊铺，用振动压路机碾压。水泥土从低洼处开始填筑，严禁顺坡铺填。

五、结语

柴窝水库扩容工程坝基泉眼采用水泥帷幕灌浆和水泥土处理方案是成功的，达到了该工程对坝基的防渗要求，对类似在石灰岩地区修建水工程的基础防渗施工采用水泥灌浆施工方法提供和积累了可靠的施工经验和技术参数。