帷幕灌浆技术在水库除险加固工程中的运用实例

包罗福

(思南县水务局代家沟水系工程管理所，贵州 思南565100)

1 工程概况

关田沟水库位于思南县大河坝乡继勋村境内，水库距思南县城12 km，距大河坝乡政府所在地8.0 km。水库建于乌江河流二级支流熊黄沟河，属长江流域乌江水系。水库坝址以上集水面积0.56 km2，水库正常蓄水位693.50m，复核水库总库容为26.7 ×104m3，正常库容22.6 ×104m3，兴利库容19.53 ×104m3，死库容3.07 ×104m3。水库主要承担大河坝乡继勋村132 hm2的农田灌溉任务。

根据《防洪标准》GB40201—94、《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)及《工程建设标准强制性条文》等有关规定，经复核，关田沟水库总库容为26.7万m3，属小(2)型水库，大坝、溢洪道等主要建筑物按V 等5 级考虑，其洪水标准为20 a一遇设计(P = 5%)，200 a 一遇校核(P =0.5%)。该工程枢纽主要建筑物为:大坝、右岸溢洪道、左岸坝下放水设施。

工程主要建设内容下:①大坝整治工程:对大坝坝顶及上、下游坝坡进行整治，对大坝坝顶加高;②灌浆工程:采用坝体铺设土工膜及充填灌浆，对坝基、坝肩采用帷幕灌浆防渗;③溢洪道改造工程:将溢洪道延伸，在溢洪道末端设置消力池;④放水设施改造工程:改造放水闸阀和闸阀房。

2 灌浆材料准备及制浆

2.1 灌浆材料

2.1.1 水泥选用普通硅酸盐水泥，用于帷幕灌浆的水泥应该选择标号为425#的水泥，并且严格控制水泥的细度。在对水泥进行选择使用的过程中，严禁使用受潮或者已经发生结块的水泥，应该在水泥到场之后，对其进行分类，并且对每一类水泥选择合理的存储方式。对于袋装的水泥其存储的时间不应该高于一个季度。在对袋装的水泥进行堆放的过程中，需要对其堆放高速进行严格的控制，通常不应该超过15袋。散装水泥的存储时间不应该超过半年［1］。

2.1.2 泥浆

采用合格的黏土拌制。

2.1.3 掺合料

掺合料需要在监理人员检查合理、批准之后才能够投入使用，参与到水泥中的掺合料的质量必须满足相关施工技术规范和要求，掺合料的具体的使用的量应该根据工程试验结果进行确定。

2.1.4 外加剂

外加剂的使用与掺合料的使用相同，也需要由监理人员批准后才能使用。并且工程中使用的各种外加剂的质量必须符合施工技术规范的要求，其具体使用的量也需要根据室内试验以及现场灌浆试验的结果进行确定。

2.1.5 水

在对水的选择过程中，必须加强对水的硫化物、pH值、不熔物、可熔物、氯化物以及磷酸盐含量的测定，必须要求使用的水中所含的上述物质的含量满足设计要求［2］。在对水的使用过程中，需要严格控制水温，一般来说水的温度应该控制在40 ℃或者以下。

2.2 制浆

必须对制浆的各种材料的用量进行严格的控制，使用量称对其进行称量，在称量的过程中产生的误差≤5%，外加剂等一些液体材料在称量中应该采用体积称量法对其进行称量。浆液各项指标按设计要求控制。灌浆过程中浆液容重和输浆量每小时测定1 次并记录，浆液的稳定性和自由析水率10 天测1 次，如浆料发生变化，随时加测［3］。采用水泥浆搅拌机和联合制浆机制浆，通过过滤筛清除大颗粒杂物，在对纯水泥浆的搅拌中，如果使用普通的搅拌机械，那么对其的搅拌时间应该高于30 min，如果使用速度较高的搅拌机，那么时间应该高于半分钟。在对灌浆浆液进行运用滞后，需要进行过筛，从浆液的制备到用完之间的时间应该≤4 h。

3 钻孔施工技术要点

3.1 钻孔

1)在钻孔中，必须加强对孔斜的测量工作，对孔斜进行严格的控制，如果在测量工作中发现产生的孔斜超过相关规定时，就需要采取有效的措施对其进行，如果无法有效的进行纠偏工作时，那么应该根据监理人员的指示将原孔作废，进行重新钻孔作业。

2)在钻孔的工作中，应该严格控制钻孔的位置，其实际位置与设计位置的偏差不应该＞10 cm，所以如果在实际施工中需要对孔位进行变更，那么必须取得监理人员的统一，并且对实际钻孔的位置进行记录。

3)钻孔孔底的偏差不得＞1/40 孔深，如表1 为帷幕孔孔底允许偏差值。

表1 帷幕孔孔底允许偏差值

4)灌浆孔的施钻按灌浆程序分序分段进行，本次施工分三序进施工灌。

5)钻孔取芯在先导孔及检查孔中进行，其获得率应＞80%并按顺序统一编号，填牌装箱，绘制钻孔柱状图，对芯样拍两张彩色照片，存放在指定地点，防止散乱和混装。

6)所有钻孔须妥善保护，直至验收合格为止。

3.2 钻孔冲洗

在进行灌浆作业之前，需要对钻孔进行有效的冲洗，根据监理的指示主要冲洗方法是采用导管通入大量水流的冲洗方法，从孔底开始冲洗直至冲洗到孔外，冲洗水所采用的压力应该是灌浆压力的80%，并≤1 MPa;至回水澄清后10 min结束，总的时间要求单孔≤20 min，要求孔中残留的杂物的厚度不应该＞0.2 m。

4 灌浆施工要点

4.1 压水试验

压水试验作业需要严格按照相关试验规程进行，对灌浆试验先导孔和检查孔采取全孔分段五点法压水试验;对其它灌浆孔采取孔底段单点法压水试验，以确定灌浆底限。试验压力为灌浆压力的80%，＞1 MPa时采用1 MPa。压水20 min，每5 min测1 次压入流量，取最后次流量作为计算值，其成果用透水率表示。

4.2 灌浆压力及浆液浓度

灌浆参数根据设计文件通过灌浆试验确定。灌浆压力表安装在孔口进浆管路上，读数宜读压力表指针摆动的中值，压力表指针摆动范围须小于灌浆压力的20%，并做记录。灌浆压力须尽快达到设计压力，但注入率大时应分级升压;灌浆浆液的浓度由稀到浓，逐级变换，使用425#普通硅酸盐水泥。帷幕灌浆浆液水灰比根据设计要求按照5∶1、2∶1、1.5∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1 等6个 比 级，开 灌 水 灰 比 可 采用5∶1。

4.3 灌浆结束标准及封孔

帷幕灌浆主要采用的是从上到下分段灌注的方法，在最大的设计灌浆压力之下，如果浆液的注入率≤1 L/min后，要求持续灌浆30 min后就可以结束灌浆作业。灌浆作业停止之后，需要及时进行风孔作业，主要封孔方法是“全孔灌浆封孔法”。

［1］任习祥. 帷幕灌浆施工技术在水库大坝基础防渗加固处理中的应用［J］. 广东建材，2009(02):52 －54.

［2］唐淑玲. 水库坝基灌浆施工质量技术［J］. 广西质量监督导报，2010(09):29 －31.

［3］邱集煦. 水利工程中帷幕灌浆施工工艺探究［J］. 内蒙古水利，2010(06):40 －41.