高陡岸坡坝基分段分期固结灌浆法

张喜武，温 斌，王 杨，李兴宇，孙煜东

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130021）

1 常规固结灌浆存在的问题

高陡岸坡坝基采用常规固结灌浆方式，先浇筑坝体混凝土盖重层，待盖重层达到一定强度后进行钻孔盖重固结灌浆。这种施工方式增加了盖重混凝土钻孔工程量、可能钻坏坝体内冷却水管及埋设的观测仪器、常规固结灌浆与坝体混凝土浇筑施工工序互相干扰，影响坝体上升速度同时带来水平施工缝长间歇处理的问题，可能带来水平施工缝渗水的潜在隐患。

由于按现行规范规定，坝基岸坡大于50°的建基面“应”设置接触灌浆，一般高山窄谷拱坝岸坡多陡于50°，有的甚至陡于80°。由于现行规范关于岸坡接触灌浆规定不明确，甚至有不妥之处。为了满足现行拱坝规范关于陡坡建基面接触灌浆要求，大多数工程还是设置了高陡岸坡建基面的接触灌浆系统，但从工程实践过程中积累的经验可知，接触灌浆系统往往出现闭塞或堵塞，即使没有堵塞的灌浆系统在灌注过程中吃浆量也极小，多数不吃浆，这主要是因为岸坡坝段建基面混凝土并没有在温度荷载的作用下张开，无法达到规范要求的预期。由于接触灌浆系统布置繁琐，工艺要求精细，但在工程实施过程中并没有发挥作用，而且由于接触灌浆系统的布置需设置灌浆管线、灌浆盒、排气槽等设施，反而对建基面的坝体混凝土与基岩面的结合造成不利影响。

为了避免高山窄谷拱坝高陡岸坡建基面常规固结灌浆施工带来的缺点和不足，解决高陡岸坡建基面接触灌浆按现行规范设置却不能达到规范初衷的现实矛盾，急需寻求一个简便、有效、经济、合理、可靠的坝基高陡岸坡建基面基础处理方法，解决实际工程建设过程中遇到的困难和问题。

2 灌浆法研究

通过高山窄谷拱坝坝基高陡边坡分段、分期固结，可有效地解决常规固结灌浆在高山窄谷拱坝坝基高陡边坡基础处理过程中带来的诸多问题，避免岸坡固结灌浆与坝体混凝土浇筑的干扰、避免增加盖重混凝土钻孔工程量、避免坝体内冷却水管与埋设仪器的钻孔破坏、避免了常规固结灌浆与混凝土坝体浇筑的冲突，大大提高坝体上升速度、进而保证了混凝土浇筑质量，避免了坝体水平施工缝长间歇带来的隐患。

通过高陡岸坡坝基分段、分期灌浆，适当调整二期固结灌浆的时间，在拱坝接缝灌浆完成后或与坝体接缝灌浆同时进行基础二期固结灌浆，就可以取代岸坡接触灌浆。由于二期固结灌浆时坝体已经浇筑完成，坝体接缝灌浆已经完成或同时施灌，大坝陡坡建基面在有盖重和侧向约束的条件下进行接触段的灌浆，使接触段的固结灌浆与建基面接触灌浆结合实施，节省布设接触灌浆系统，提高坝体混凝土与基岩结合面的有效粘接，保证大坝高陡岸坡坝体与基岩有效结合，同时减少施工环节，降低施工难度，节省投资，加快施工进度。

3 灌浆技术方案

3.1 总体要求

高陡岸坡坝基固结灌浆分段、分期实施，拱坝基础开挖验收合格后进行固结灌浆钻孔。由于坝基岸坡高陡，固结灌浆钻孔多垂直坝基边坡布置，钻孔深度根据地质情况确定。根据实际地质情况及开挖爆破影响情况确定分段尺寸，一般情况临近建基面2 m段作为接触段，深部为无盖重段。首先对固结灌浆孔内卡塞（非接触段）进行一期固结，一期固结灌浆结束后剩余接触段套打1 m（二期灌浆段实际长度3.0 m），埋设灌浆系统，引管至坝后交通桥；一期固结灌浆完成后浇筑坝体混凝土，坝体接缝灌浆完成后或同时对坝基固结灌浆接触段进行坝基二期固结灌浆，利用二期固结灌浆代替接触段固结和建基面的接触灌浆，取消建基面的接触灌浆系统。

3.2 无盖重段一期固结灌浆

坝基两岸高陡边坡建基面2.0 m（根据岩石及爆破情况确定，一般为2.0 m）以下范围，在基础开挖完成后验收后即可采用无盖重灌浆法施工。坝基开挖验收合格后进行钻孔、固结灌浆，已完成灌浆或正在灌浆的地区，其附近30 m以内不得进行爆破作业。如果必须进行爆破作业，应采取减震、防震及监测措施，一般控制已灌浆部位质点振动速度不大于1.5 cm/s。钻孔冲洗、压水试验和灌浆过程中，应注意监测坝基表层岩体抬动变形，控制允许变形值△≤200 um。若发现异常，应立即降压，并作详细记录。一期固结灌浆Ⅰ序孔灌浆压力1.0 MPa，Ⅱ序孔浆压力1.5 MPa。

3.3 接触段二期固结灌浆

高陡岸坡建基面以下0～3.0 m范围埋管，二期灌浆待大坝横缝的接缝灌浆完成后进行。一期无盖重固结灌浆部分完成后，对一期钻孔采用75 mm钻扫孔，扫孔深度至一期无盖重灌浆范围内1.0 m，建基面以下二期盖重灌浆总长度3.0 m。二期固结灌浆在坝体接缝灌浆完成后的低温季节进行。建基面以下0～3.0 m用有盖重埋管法灌浆，按施工次序埋设单独灌浆管路，每次按2～3孔为1组埋设1套管路引出。灌浆管路系统布置，设置单独的主进、回（φ1.5″钢管）浆管各1套，在钻孔内分别下设进、回浆支管（φ1.0″钢管）与主进、回浆管路连接，进浆支管下至距离孔底10 cm处，回浆支管下至接触面以下20 cm处。在灌浆前，应对每组（套）管路进行压水检查，由主进浆管进水，回浆管出水。压水压力为0.3 MPa，出水流量不得小于20 L/min；若出水流量小于5 L/min，则视为不通，应根据灌浆情况研究处理。预埋管法灌浆时同一坝段同时灌浆的组数不得超过2组，且分布不得集中，二期固结灌浆Ⅰ序孔灌浆压力0.6 MPa，Ⅱ序孔浆压力1.0 MPa。

4 总结

采用分段、分期灌浆方式，避免了岸坡固结灌浆与坝体混凝土浇筑的干扰、避免盖重混凝土钻孔工程量、避免坝体内冷却水管与埋设仪器的钻孔破坏，大大提高坝体上升速度，进而保证了混凝土浇筑质量，避免了坝体水平施工缝长间歇带来的隐患，避免了接触灌浆排气槽集中渗漏的可能。高山窄谷拱坝坝基分段、分期灌浆将基岩接触段固结与建基面接触灌浆结合在一起，同时起到了接触段固结和建基面接触灌浆的作用，节省了接触灌浆系统工程量，节省工期，简化施工工艺，实现了高陡岸坡灌浆处理简便、有效、经济、可靠、合理的坝基高陡岸坡基础处理目标，解决实际工程建设过程中遇到的难题。