帷幕灌浆防渗技术在瑞水库除险加固中的应用
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【摘要】本文以瑞水库工程除险加固为例，介绍帷幕灌浆防渗技术在瑞水库大坝坝基防渗中的应用，以供工程设计、施工参考。
【Abstract】Ruiyang In this paper， reservoir engineering reinforcement， for example， curtain grouting technology in of Ruiyang dam foundation impermeable application for engineering design， construction reference.
【Key words】Curtain grouting；Foundation seepage control；Reinforcement
1. 工程概况
龙泉市瑞水库除险加固工程位于浙江省龙泉市屏南镇瓯江上游瑞溪上，距龙泉市约75Km；集雨面积是23.65Km2，引水入库集雨面积为43.375Km2，总集雨面积为67.025 Km2；主河道长7.5Km，多年平均降雨量1669mm，多年平均流量2.12m3/s；水库正常蓄水位877.50m，总库容为1066万m3，为中型水库。枢妞工程有拦河坝、输水遂洞、发电厂房及升压站、跨流域引水系统。本次水库安全技术认定中主要存在问题为：坝体、坝基渗漏；坝体内观测设施缺少。除险加固工程主要内容为：坝基防渗帷幕灌浆；坝面化学灌浆；坝体逊旃嘟等。本工程帷幕灌浆造孔（直孔）3073 m，帷幕灌浆造孔（斜孔）3073 m，帷幕灌浆5860 m。
2. 帷幕灌浆的施工简述
2.1 本加固工程以坝基防渗、坝体防渗、坝体加固施工为控制主线，坝基防渗和坝体防渗采用顺序作业，坝基防渗帷幕灌浆与坝体横缝灌浆、坝面化学灌浆同时进行，即帷幕灌浆结束后再进行排水孔工程，排水孔完成后进行左坝头山体喷锚，照明工程，栏杆工程，最后进行右坝头平台砼工程。
2.2 帷幕灌浆按分序加密的原则进行施工，即I序――II序孔――III序孔――灌浆质量检查孔。帷幕灌浆施工工艺流程：钻孔冲洗压水试验灌浆压力封孔。
2.3 坝基、坝体帷幕灌浆。
2.3.1 施工顺序。主坝坝基防渗处理采用帷幕灌浆，单排布置，分三序施工，孔距1.5m，灌浆材料采用42.5普通硅酸盐水泥。三个钻灌机组进行施工；150型地质钻机6台，灌浆泵3台，高速制浆机3台。测斜仪1台，自动记录仪1台、空压机1台。
2.3.2 钻孔 。帷幕灌浆造孔采用150型地质钻机，金钢石钻头钻进。（1）钻孔按分段统一编号，由测量人员放样定位，并注明施工次序。用水平尺测量使钻机呈水平状态，将开孔钻具对准备孔位中心，并经现场技术人员复检合格后开孔，钻孔开孔位置与设计位置偏差不大于10cm。因故变更孔位时，征得设计同意，记录实际孔位，孔深符合设计规定。（2）钻孔过程中严格控制孔斜，不使用弯曲的钻杆、钻具进行钻孔作业，遇断层破碎带等减少钻压及转速，以确保孔向准确。（3）钻孔过程中每5m进行一次孔斜测量，当发现孔斜偏差超过要求时，及时采取纠偏措施处理。测斜采用YT-1型钻孔抗磁干扰测斜仪，其主要技术参数为顶角测量范围（0b～80b），误差为±0.5b，方位角测量范围为0b-360b，误差为±2.5b。（4）在造孔过程中严格控制孔斜，发现孔斜超过规范要求时，及时纠正。钻孔过程中对混凝土厚度、涌水、漏水、塌孔、掉块、卡钻、断层构造等情况作详细记录。（5）钻孔结束后，对孔深、孔斜和孔底残留等进行检查。（6）钻进结束等待灌浆时或灌浆结束等待钻孔时，孔口均堵塞，妥善保护。灌浆孔孔斜成果表略。
2.3.3 钻孔冲洗及裂隙冲洗。对灌浆孔在灌浆前进行钻孔冲洗和裂隙冲洗，以提高灌浆效果。成孔后采用导管通入压力水流从孔底向孔外冲洗的方法冲洗孔壁，冲洗至回水清净。并延续10min为止。冲洗压力采用通段灌浆压力的70%～80%。但不超过1.0MPa，冲洗后采用单点法进行压水试验。
2.3.4 灌浆材料。灌浆所采用的42.5级普通硅酸盐水泥保持新鲜，不使用受潮结块水泥。水泥在使用前经检验合格后后使用。
2.3.5 制浆。采用分散制浆法，由各灌浆机配备一套400L的制浆设备，灌浆时各机组自行制浆。水泥浆制备后尽快使用，四小时后的剩余浆，废弃。
2.3.6 灌浆方法。按设计要求，参照施工图纸按至下而上进行施工。（1）灌浆采用杭州长杰科技有限公司生产的CJ-G3灌浆自动记录仪进行记录，同时辅以手工记录。（2）水泥浆液搅拌均匀，测定浆液密度并作记录。（3）使用前检查灌浆设备，所有设备平常维护保养，确保灌浆过程中不致因设备故障造成灌浆中断。（4）自动记录仪，压力表等在使用前经有关部门鉴定或率定。
2.3.7 灌浆压力控制：（1）在坝下游面造孔的接触段按公式1.5×（水库正常高877.5m-孔口高程+混凝土进尺长）/100（单位：MPa）确定。如果该值小于0.3MPa，取0.3MPa。（2）在坝顶造孔的接触段按公式1.5×[水库正常高877.5m-（坝顶881.5m-混凝土进尺长）]/100（单位：MPa）确定，如果该值小于0.3MPa，取0.3MPa。（3）在两岸山体上造孔的接触段的灌浆压力为0.2MPa。接触段以下每增加一个灌段，压力增加0.1 MPa。
2.3.8 水灰比及变换。灌浆过程中如灌浆压力保持不变，注入率持续减少，或当注入率保持不变，压力均匀上升，不改变水灰比。当某一级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达1h以上，灌浆压力或注入率均无改变或改变不显著时，改浓一级水比的浆液灌注；当注入率均无改变或改变不显著时，改浓一级水灰比的浆液灌注；当注入率大于30L/min时，视具体情况越级变浓。灌浆过程中，每隔10～30min测记一次浆液密度并在灌浆报表上记录。
2.3.9 灌浆结束标准及封孔。结束标准：在规定的压力下，当单位注入率不大于0.4L/min时，继续灌注60min或注入率不大于1L/min时继续灌注90min即结束。
2.3.10 灌浆孔封填：终孔段灌浆前经监理验收孔深，签证同意后进行灌浆封孔。封孔采用M20砂浆机械封孔，配合比为水泥：砂：水=1：3：1。
2.3.11 特殊情况处理：灌浆过程中遇到地质特殊塌孔现象时，采用先灌浆后再造孔的方法进行处理。灌浆过程中回浆变浓，换用相同水灰比的新浆进行灌注，若继续吸水不吸浆时，延续灌注30min时，停止灌浆。
2.3.12 灌浆质量检查：质量检查以检查孔为质检的主要手段。检查孔数为施工总孔数的10%，位于灌浆轴线上。检查孔具置由业主（监理）和设计、施工单位共同商定。检查孔所在的单元，全部施工结束，且在相邻两孔灌浆结束14天后进行，压水试验为灌浆压力的80%，由上而下逐段进行。以q最终值计算透水率Lu值，当q≤3Lu时为合格。本工程施工被检查质量均达到设计和规范要求。孔透水率等参数略。灌浆平面图和剖面图如图1、图2所示。
3. 结束语
3.1 本工程成果：共完成打孔159只，直孔4345.08m，斜孔3076.26m，帷幕灌浆5485.95m，横缝灌浆1025m2；共检查17孔，最大孔深为70.2m，对应偏斜率为0.803%；最大偏斜率为1.69%，对应孔深为41.0m；最大透水率（Lu）为1.623。
3.2 帷幕灌浆防渗技术一般适用于坝基渗漏、接触渗漏、绕坝渗漏处理。施工中应当严格按照《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62-94和《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001进行施工与检查验收，瑞水库除险加固工程通过灌浆处理后，达到设计规范的要求。各项检测均满足设计要求，达到除险加固的目的，由此证明设计、施工方法都是正确的。
感谢冯葆蔚老师对本文指导。
[文章编号]1619-2737（2016）03-18-647