灌浆技术在龙佛水库除险加固工程中的应用

王新乐（洛阳市嵩县水利局，河南嵩县　471400）



灌浆技术在龙佛水库除险加固工程中的应用

王新乐
（洛阳市嵩县水利局，河南嵩县471400）

【摘 要】嵩县龙佛水库坝基漏水严重，威胁着坝体的安全和水库蓄水效益的发挥，在除险加固工程建设中采用了灌浆技术，施工效果良好。本文阐述了灌浆技术的施工方法、质量控制及特殊质量问题的处理途径。

【关键词】灌浆技术；坝基防渗；应用

1 概 述

龙佛水库位于嵩县德亭镇佛泉寺村，地处伊河流域左峪川中游，坝址以上控制流域面积27.3km2，水库大坝为均质土坝，最大坝高33.4m。原设计总库容189万m3，其中兴利库容108万m3。是一座以防洪、灌溉为主，兼顾水产、旅游的小（1）型水库。承担着洛栾快速路、洛栾高速、国防通信线路等重要设施及1.50万人口、1.20万亩耕地的保护和6000亩农田的灌溉任务。

2 大坝存在的主要问题

龙佛水库于1959年开工建设，1960年5月初步建成。现有水库防洪能力不满足规范要求，下游坝坡的稳定安全系数不满足规范要求，大坝清基不彻底，坝体填筑质量差，坝顶及上游坡均存在不同程度的变形，下游坡多处塌陷和塌坑，排水棱体严重变形，坝基未做防渗处理，局部已产生渗透破坏，坝体存在渗透破坏隐患。由于以上诸多原因，水库大坝存在重大安全隐患，汛期水库蓄水位上升时，会对下游群众的生命及财产安全构成严重威胁。

2004年2月，对该水库进行了安全评价，结论为三类坝。

3 大坝渗漏原因分析

通过对水库的现场勘查并对龙佛水库大坝渗漏原因进行分析，坝体填筑材料物理力学指标不能满足坝体渗流稳定要求；库岸存在绕坝渗流；输水洞强度达不到设计标准，抗腐蚀能力差，易发生漏水和剥蚀；左坝头岸坡较陡，上部进行了削坡，下部未做削坡，左岸没有开结合槽；左岸山体部分裂缝发育，没有采取截流或导流措施，留下绕渗隐患。

4 灌浆方法选择

从坝基防渗安全和技术方面综合考虑坝址处地形地质条件，选用高压旋喷灌浆进行坝基防渗方案。坝体底部及坝基防渗方案具有适用于软弱土层、基本不释放地基应力、技术成熟、稳定性好等优点。

5 灌浆施工

高压旋喷防渗墙施工前应首先进行钻孔和灌浆试验，取得初步试验数据和经验后，再进行工程施工。施工过程中，应对不同地质情况应进行围井试验。在坝基砂卵石地层、坝基深槽段以及左坝肩倒坡段施工时，采用冲击式造孔，坝体内采用回转式钻机造孔。

5.1 施工设备

根据该工程施工进度、施工方法及工程量，投入主要施工设备见下表。

大坝灌浆主要施工机械设备一览表

5.2 施工参数确定

通过现场高喷试验最终确定施工技术参数为：灌浆分二序施工，先喷Ⅰ序孔，后喷Ⅱ序孔（间隔时间不小于24h）；高压水压力不小于36MPa，流量70L/min；压缩气压力0.70～0.80MPa，流量1L/min；水泥浆压力不小于0.30MPa，流量75L/min；浆液进浆密度不小于1.50g/cm3，回浆密度不小于1.25g/cm3；Ⅰ、Ⅱ序孔提升速度5cm/min；旋转速度4r/min；旋转角度360°；孔距0.80m。

5.3 施工技术要点

5.3.1 测量定孔

按设计要求放线定孔位，用铁钉固定，做上标记。

5.3.2 钻孔

将钻机移至钻孔位置，对准孔位，钻孔孔位与设计孔位偏差不大于50mm，钻机安放要平稳牢固，由技术人员检查核准后下达钻孔通知单开钻。采用回转钻机钻孔，泥浆固壁，孔径应不小于130mm。钻进中应对地层情况详细记录。

钻孔有效深度应超过设计墙底深度0.3m，并对钻孔进行深度测量和孔斜测量。钻进暂停或终孔待喷时，孔口应加以保护。若时间过长，应采取措施防止塌孔。钻孔经检查合格后进行高喷灌浆。

5.3.3 制浆

按设计要求制备浆液，使用普通硅酸盐水泥，水泥强度等级42.5，制浆用水应符合混凝土拌和用水要求。材料称量误差不大于5%；使用普通搅拌机，搅拌时间不少于90s；水泥浆自制备至用完的时间应不超过4h；浆液应过筛后使用，并定时测量其密度，浆液密度控制在1.50g/cm3；浆液温度应保持在5～40℃之间。

5.3.4 高压旋喷灌浆

高压旋喷灌浆分两序进行施工，相邻孔高喷灌浆间隔时间不小于24h。

a.地面试喷。将高喷台车移至孔位进行地面试喷，检查机械及管路运行情况。

b.下喷射管和喷射提升。喷射管要求下到设计深度，启动高喷设备开始送入符合要求的浆、气、水进行原位喷射，待孔内浆液返出孔口、情况正常后，开始按设计的提升速度，自下而上开始喷射作业，直至设计的终喷高度。高喷灌浆采用全孔自下而上连续作业。每当拆卸喷管后须进行复喷，其搭接长度不小于0.30m。喷射过程中，要准确记录喷灌浆各项参数、浆液材料用量、异常现象及处理情况等。

c.回灌封孔。喷射灌浆后，利用回浆或水泥浆进行回灌，直至孔内液面不下降为止。

5.4 质量检查

高喷灌浆结束后，在两孔连接处打检查孔，做注水试验检查高喷板墙的防渗效果。

注水试验钻孔深度小于实际孔深0.5m，钻孔结束后冲干净孔内沉渣。安装注水试验管，试验管下至孔底，上部高于桩顶。试验管与桩顶固定牢固，并不漏水。试验前向孔内注水，待水位下降平稳后，方可试验。对渗透量多记录几次，以最后一次为计算依据。

6 特殊情况处理

6.1 孔口不返浆

孔口不返浆时，应立即停止提升；孔口少量返浆时，应降低提升速度；降低喷射压力、流量，进行原位灌浆；掺入速凝剂；向孔内填入砂、土等堵漏材料。

6.2 回浆量增大

供浆正常情况下，孔口回浆密度变小、回浆量增大，应降低风压并加大进浆密度或进浆量。

6.3 发生串浆

发生串浆时，应填堵被串孔。串浆孔高喷灌浆结束后，应尽快进行被串孔的扫孔、高喷灌浆或继续钻进。

7 结 语

通过除险加固工程建设，龙佛水库蓄水后坝基渗水得到了有效治理，防渗效果达到了合格标准。

参考文献

［1］福建省水利水电勘测设计研究院.华安水电站扩建工程进水口围堰防渗处理措施方案［R］.2012.

［2］刘胜，肖光军.复合防渗帷幕方法在开县水位调节坝围堰防渗工程中的应用［J］.湖南水利水电，2010（1）.

［3］郑雨模.膏浆灌浆结合高压旋喷工法在华安水电站扩建工程进水口围堰防渗中的应用［J］.中国水能及电气化，2013（7）.

［4］张巍霞，吴静.浅谈水利工程基础处理施工技术［J］.科技创新与应用，2015（11）.

［5］崔海朋.堤坝地基及坝体处理方法和加固措施［J］.民营科技，2015（3）.

简 讯

The application of grouting technology in risk removal and reinforcement project of Longfo Reservoir

WANG Xinle
（Luoyang Songxian Water Conservancy Bureau，Songxian 471400，China）

Abstract：Songxian County Longfo Reservoir dam foundation suffers from serious leakage，thereby threatening the dam safety and benefit of water accumulation in the reservoir.Grouting technology is adopted in the construction of risk removal and reinforcement project with good construction effect.In the paper，grouting technology construction methods，quality control and special quality problem handling methods are described.

Key words：grouting technology；dam foundation seepage prevention；application

DOI：10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.03.005

中图分类号：TV543

文献标识码：B

文章编号：1673-8241（2016）03-0024-03