帷幕灌浆防渗技术在坝基处理中的应用

维普资讯 http://www.cqvip.com 《湖南水利水电｝２ｏｏ８年第３期　江　勇　闰　新　（韶关市曲江区机电排灌管理总站　韶关市　５１２１００）（韶关市曲江区小坑水库管理处　韶关市　５１２１６２）　【摘要】根据曲江苍村水库坝基复杂的地质条件，采用帷幕灌浆防渗处理，文章介绍其施工工　帷幕灌浆防渗　艺及施工技术要求，通过蓄水验收，防渗效果良好，具有一定的推广价值。　【关键词】大坝基础１坝址地质条件　苍村水库位于广东境内北江一级支流马坝河支流苍村水　中游，距韶关市区约１７　ｋｍ，水库集雨面积９３．８　ｋｍ２，总库容　６　９８１万ｍ　，是以供水为主，兼有防洪、灌溉、环保等综合效益　的中型水利工程。枢纽建筑物主要包括土坝、溢洪道、输水洞　（兼做施工导流洞）等，土坝采用均质土坝，坝顶长１９２ｍ，最　大坝高６１　ｍ。　坝址地质条件非常复杂，岩层走向与坝轴线基本平行，倾　向上游，岩性为砂岩与页岩互层，在坝轴线附近以页岩为主夹　风化带平均透水率为５　Ｌｕ，微风化带平均透水率为１．７　Ｌｕ。　坝址内共发现２３条大、小断层，对坝址影响最大的断层　有３条，分别为　、Ｆ４、Ｆ　，其中　、Ｆｌ４为强扭性，贯通右岸山　头，可形成良好渗水通道，而　断层为压扭性，与　、Ｆ４交汇　附近岩石破碎，使该区地下水位远低于设计水位，上述３条　断层均位于右岸坝肩和溢洪道附近。　从坝址地质条件分析，由于坝址两岸全风化和强风化埋　深很大，相对不透水层（ｑ≤５　Ｌｕ）埋深高达４６．５　ｍ，断层和顺　层错动形成坝基透水性具方向性，适宜土坝的修建，但关键　在于基础防渗处理。　砂岩，坝址岩层产状和岩性有利于工程防渗，但岩层中的顺层　错动，小断裂非常发育，且多为含泥或有泥膜，使岩体力学性　２坝基帷幕灌浆设计和技术要求　２．１　帷幕灌浆防渗设计　质不稳定，容易在坝前的山坡顺层带产生滑塌现象。　坝址两岸岩性差异较大，透水性差异也较大，右岸构造挤　根据坝基地质构造，为了截断坝基渗流，确保下游坝坡　及基础不产生渗透变形，采用了垂直帷幕灌浆截断坝基及两　岸绕坝渗流，灌浆技术参数根据灌浆试验结果确定。帷幕轴　线布置自左岸ＺＫ０１（Ｘ＝５　２０３，Ｙ＝５　４２０）至坝顶桩号０＋１１８．５　（Ｘ＝５　２５３．４８７，Ｙ＝５　３１２．７９３）段与大坝轴线相同，自坝顶桩号　压比左岸强烈，具体反映出右岸的风化层埋深比左岸深．右岸　风化埋深平均为３３．２　ｍ，由于构造发育，存在坝基和绕坝渗　漏。左岸强风化埋深平均为１１．４　ｍ，河床表层覆盖砂卵石层．　厚度约为（３．０～５．０）ｍ，下卧弱风化砂页岩．河床两岸可见出露　的弱风化砂页岩。岩体透水性由钻孔压水试验结果显示：全风　化带平均透水率为２９．１　Ｌｕ，强风化带平均透水率为２９．４　Ｌｕ．弱　０＋１１８．５点起折向右岸上游，折角３０。０５　１６”，以便与溢洪道　帷幕轴线连接，见附图。　附图　土坝灌浆平面布置图　维普资讯 http://www.cqvip.com

江勇闫新／／帷幕灌浆防渗技术在坝基处理中的应用　坝基帷幕灌浆的深度，采用第１排（下游侧）钻孔深达相　灌浆一般应在无抬动工况下进行。　对不透水层（ｑ≤５　Ｌｕ）以下５．０　ｍ，第２排深度为第１排的　６０％，两岸帷幕的端部延伸到正常高水位（１４１．０　ｍ）与相对不　３帷幕灌浆施工　透水层交点。灌浆孔采用１１４．０　ｍ高程以下按双排梅花形布　施工严格按照《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》　置．孔距３．０　ｍ．排距１．７　ｍ；１１４．０　ｍ高程以上采用单排灌浆，　（ＤＩＪＴ　５１４８—２００１）执行。施工用水泥必须得到建设单位认可　孔距２．５　ｍ，孔径（７５～９１）ｍｍ。左右两岸帷幕灌浆孔在１４２．７２　的生产厂家在“三证”齐全情况下，按规范规定进行抽样检　ｍ高程以下灌浆。以上则回填封口。　验。帷幕灌浆先灌第１排（共１２３孔），后灌第２排（共４２　２－２主要技术要求　孔），每排分２序施工，第１序孔灌完后，接着灌本排第２序　（１）灌浆方法：一般采用自下而上分段循环灌浆法，对　孔。基本采用自下而上，对局部基岩较破碎段采用自上而下，　局部基岩较破碎无法采用自下而上灌浆的孔段采用自上而　分段循环灌浆，从河底开始，向左右山坡由下向上，按设计规　下分段循环灌浆法。先灌第一排（主帷幕），后灌第二排，灌浆　定的孑Ｌ位、孔距与孔序依次推进，河底段和右岸基本上是先　分二序施工　填筑后灌浆，共完成灌浆孔１６５个，钻孔总进尺５　８９２．８２　ｍ，　（２）孔位、孔斜与孔深：开孔孔位与设计孔位偏差不大　水泥５６３ｔ　于１０　ｃｍ．孔斜控制要求孔底偏差值应满足表１之规定，孔深　３．１　施工中遇到的一些问题及处理措施　应满足设计的要求。　（１）绕塞问题处理措施：橡胶塞应长一些，橡胶球直径　与钻孔孔径相适应；采用自上而下分段灌浆时，上一段灌完　后，宜有足够的待凝时间；灌浆前，先用压力水试验有无绕塞　返水现象，如有，可再度压紧橡胶塞，多次压紧无效时，应移　动橡胶塞位至不再发生返水时为止。　（３）钻孔冲洗和裂隙冲洗：钻孔冲洗要求回水澄清１０ｍｉｎ，　（２）串浆问题处理措施：如为正在钻进的钻孔时应立即　孔底残留物厚度不大于２０ｃｍ　裂隙冲洗要求灌浆孔第１段进　停钻．在串浆孔内漏浆处以上的部位安设灌浆塞，堵塞严密。　行裂隙冲洗至回水澄清１０ｒａｉｎ．总冲洗时间不少于３０ｍｉｎ。不良　再继续灌浆，灌浆结束后，串浆孔间恢复正常钻进。　地质地段冲洗时间不少于２　ｈ。冲洗压力为灌浆压力的８０％，　（３）因故中断的处理措施：此时应马上采取措施尽早复　最大不超过１　ＭＰａｏ其它灌浆段不进行专门的裂隙冲洗。　灌，尽量使中断时间缩短在２０ｍｉｎ内，然后继续复灌。如中断　（４）压水试验：先导孔和检查孔采用单点法进行压水试验，　时间超过２０ｍｉｎ，则应立即冲洗钻孔，清除沉淀，给复灌创造　特殊部位采用五点法。一般灌浆孔各灌浆段灌浆前进行简易压　条件．效果差则须扫孔到底，重新灌浆。　水，压水压力不超过１　ＭＰａ，且不大于同段灌浆压力的８０％。　（４）表层岩石破碎、钻孔不易冲洗干净处理措施：缩小　（５）灌浆压力：各段灌浆压力随孔深加深而加大，最大压　段长；逐级提高压力，力争在较高压力下结束灌浆；对吸浆量　力不能够超过１．３５　ＭＰａ，具体各段灌浆压力值见表２。　大的孔段，一次性无法达到灌浆结束标准，原则上不允许间　歇停灌方法，而应采取低压、浓浆、限流、限量等多种有效措　施保持连续灌注，直至灌浆结束。　（５）浆液返浓处理措施：可采用相同水灰比的新浆灌注，如　效果不明显，则继续灌注３０ｍｉｍ后，可结束灌注。　经设计变更，对尚未完成的灌浆段灌浆压力参数修改为　（６）终孔验收措施：灌浆孔孔深应达到设计要求，并经　灌浆压力值为该孔地面高程与水库正常水位（１４１．０　Ｉｎ）之间　现场监理工程师验收，若终孔孔段透水率ｑ＞５　Ｌｕ，应予加深，　差值的１．２５倍，全孔分段均采用该压力值，河床段最大值不　部分灌浆孔加深３段才达到设计要求。　超过０．７　ＭＰａ，两岸坝肩最小值不低于０．２　ＭＰａ。　３．２质量检查　（６）灌浆材料和浆液配比：灌浆采用４２５　普通硅酸盐水　帷幕灌浆孔深度、封孔质量均有专人检测，发现问题及　泥制备，其细度要求通过８０　ｍ方孔筛筛，余量不超过５％，　时处理。质量检查以分析检查孔压水成果和钻灌资料为主，　浆液的浓度应由淡到浓，逐级变换。浆液水灰比为５、３、２、１、　结合钻孔取芯资料综合评定。检查孔为灌浆孔总数的１０％，　０．８、０．６和Ｏ．５等７个比级。　据此共布置了检查孔１７个，压水试验１０５段，其中透水率　（７）灌浆结束标准：采用自上而下分段灌浆法时，在设　ｑ≤３　Ｌｕ的有５３段，占５０．５％，３　Ｌｕ＜ｑ≤４　Ｌｕ的有４２段，占　计压力下，灌浆段注入率不大于０．４　ｌＪｍｉｎ，延续３０ｍｉｎ，或注　４０．０％，４　Ｌｕ＜ｑ≤５　Ｌｕ的有１０段占９．５％，均达到了设计要求。　入率不大于１　ｌＪｍｉｎ，继续灌注６０ｍｉｎ，灌注工作可结束。采用　从帷幕检查孔取出的岩芯中可见水泥结石，颜色较深，宽度　自下而上分段灌浆时，在设计压力下，注入率不大于ｌ　ｌＪｍｉｎ，　（０．２～５）１ＴＩ１ＴＩ的裂缝中，充填密实，粘结良好，断层部位充填也　继续灌注３０ｍｉｎ，可以结束，未达到上述标准，必须扫孔复灌。　较好。对于１８个灌浆孔封孔质量进行了钻孔检查，封孔质量　（８）封孔：采用压力灌浆封孔法。　良好。工程蓄水后，幕后扬压力系数ａ＝０．２小于设计值０．２５。　（９）抬动观测及控制：技术要求允许抬动值为０．２　ｍｍ，　（收稿日期：２００８—０３—２５）