复杂地质下的防渗墙施工与帷幕灌浆技术

乱　魏霸　工程科学　５５　复杂地质下的防渗墙施工与帷幕灌浆技术　木松仙　（云南省丽江市华坪县水利局，云南丽江６７４８００）　提　要简述并分析在砂砾石基础上填筑的大坝及输水涵洞进行维幕灌浆及固结灌浆，并在基岩进行帷幕灌浆等防渗墙施工工艺，总结处　理病险水库经验及应对措施。　关键词防渗墙施工；帷幕灌浆　中图分类号＿ｒＩＪ　文献标识码Ａ　文章编号１６７３—９６７１一（２ＯＬＯ）１１　１－００５５一Ｏ１　１工程概况　华坪县营盘山水库属小（二）型水库，始建于一九六五年　（一九九五年增加坝高３．０米），坝高３Ｏ米（坝顶高程１５１５．０米），坝顶　长９３米，坝顶宽约４．０米。水库库容约４０万立万米，坝下输水涵洞长约　１６０米，溢洪道为开敞式溢洪道，位于右坝肩，长１９２米。水库修建在石　龙坝乡龙井村委会龙井河上游，蓄水主要是靠蓄积龙井河上游各支沟　汇流的天然雨水。输水涵洞布置在坝轴中线靠右侧的大坝底部，为浆　砌块石圆拱直墙式城门洞型结构，由于年久失修，边墙及顶拱多处砂浆　脱落，涵洞进口段（３０ｍ）渗漏严重，局部形成孔洞，存在集中漏水。　１９８９营盘１１Ｉ水库距离涵洞进口３．０ｍ（距离涵洞轴线２．Ｏｍ）右侧出现直径　近３．０ｍ的漏斗形陷坑，涵洞进口段被拉裂，当年对涵洞进口段５．０ｍ剥离　后重新衬砌，对坝体进行填筑，还对右坝肩及右岸滑坡体进行过浆砌　石护坡处理，涵洞未出现明显的渗漏现象，有一定的防渗效果。当年　右岸滑坡体进行过浆砌石护坡处理，至今未出现明显的滑移现象。１９９１　年涵洞漏水十分严重，漏水量达０．４ｍ　／ｓ，当年对涵洞轴线周围迎水坡　面（４０×３０ｍｚ）１２００．Ｏｍ２进行塑料薄膜防渗处理。处理后渗水量明显减　少，但在今后的十几年运行来看，涵洞渗水量一年比一年增大，到了用　水季节水库成了空库。　２本工程施工程序及施工特点　２００７年４月，为了更好地发挥营盘山水库的经济效益，增加灌溉面　积，拟定在输水涵洞两侧及沿坝轴线采取维幕灌浆和充填灌浆等技术手　段进行防渗加固处理。　具体方案是：沿输水涵洞轴线两侧布设灌浆孔，孔间距为３．０ｍ；在　前坝坡输水涵洞轴线两侧（长４５ｍ）加密两排灌浆孔，孔间距为３．０ｍ。　共计灌浆孔６ｏ个。每个灌浆孔要求深入基岩不小于２．Ｉｌｌ。沿坝轴线９３米布　设梅花型两排灌浆孑Ｌ，孔间距为３．０ｍ。共计灌浆－ＹＬ６２个。　１　施工程序。施工程序：现场施工测量一灌浆管埋设一坝体维幕　灌浆孔钻探一坝体维幕灌浆施工一砂砾石固结灌浆孔钻探一砂砾石固结　灌浆施工—基岩防渗墙造孔及浇筑一基岩帷幕灌浆施工一检查孔布置一　压水实验一临时施工平台拆除。　灌浆孔按灌浆设计要求布置，施工孔位与设计位置误差要求　≤ｌＯｃｍ，均为铅直孔。　２）本工程施工特性。本工程采用垂直灌浆及防渗墙，而坝下砂砾　石层因成孔和成墙非常困难。槽孔防渗墙大部分在水下施工，须采取有　效的排水措施以确保施　质量和施Ｔ安全。　３防渗墙的旋工　、　１）施工平台填筑与导向槽。上、下游围堰基础处理的施工平台　填筑与导向槽型式相同，施工平台在防渗墙中心范围内清基至砂砾石　层后进行填筑，底宽４０ｍ，顶宽２０ｍ，高度３ｍ，坡ＬＬ１：２．５，顶部高程　１５１５．Ｏｍ。导向槽底宽１．５ｍ，高１．Ｏｍ，墙厚０．３ｍ，内墙净宽１．０５ｍ。底部　高程为１４８５．０ｍ，呈研；钢筋混凝土（Ｃ２０、Ｆ２００）挡水墙型式。　２）防渗墙造孔及成槽。因本工程地层的特殊和复杂性，防渗墙成　槽工艺是一个主要的问题，为合理有效解决成槽工艺，从以下三个方面　采取有效措施：一是防渗墙两侧的砂砾石先进行固结灌浆；二是选用优　质膨润土护壁泥浆并合理掺人重晶石粉和烧碱使泥浆具有较高的稳定性　支承孔壁；ｊ是选用先进的旋挖钻机带动锥钻、筒钻和凿岩钻等配套钻　头进行主孔钻进，遇到较大颗粒的块石采用冲击钻破碎配合使用，副孔　采用液压抓斗直接抓取成槽的“两钻一抓法”工艺，从而对砂砾石层的　扰动降低到最小程度。因采取以上综合措施，使防渗墙施工效率和质量　均得到了较大的提高。　３）固壁泥浆。泥浆用于支承孔壁、稳定地层、悬浮携带钻渣和冷　却钻头及钻具的重要作用。根据规范要求配置泥浆的粘土应满足以下要　求：粘粒含量大于５０％，塑性指数大于２０，含砂量小于５％，二氧化硅和三　氧化二铝含量的比值为３—４。考虑该部位砂砾石层的松散和不稳定性，　确定粘土宜部分选用商品膨润土，部分选用当地合适的粘性红土，基本　能满足以上要求。并考虑钻进主孔和抓斗抓取副孔的不同成槽条件，为　降低成本且能满足要求，主孑Ｌ选择粘土膨润土浆和副孔选择纯膨润土浆　的不同浆液。　４防渗墙下基岩帷幕灌浆　设计参数是防渗墙下基岩布置一排帷幕注浆孔，孔距２ｍ，孔深进入　基岩７ｍ，透水率ｑ≤１０Ｌｕ的防渗标准。帷幕灌浆施工按钻孔一压力水冲　洗—　压水试验一罐浆一封孔—效果检查的流程进行。　１）工艺。因钻孔足在预埋管内进行，钻孔偏差基本符合规范要　求。压力水冲洗达到回水清净为止。先导孔采用简易压水试验，取流量　结束值作计算流量，灌浆采用自上而下分段纯压式灌浆，墙体与基岩接　触部位段长２ｍ，以下段长为５ｍ。灌浆过程按分序加密的原则进行。先进　行Ｉ序孔，后Ⅱ序孔加密。　灌浆材料为３２．５Ｒ普通硅酸盐水泥，制浆设备为自制４２０Ｌ高速搅拌　机，灌浆泵选用ＢＷ２５０／５０型三缸往复型柱塞泵，输泵管路用１．５寸高压胶　管，灌浆管进浆管均安设压力表，压力表与管路之间设胶皮隔离装置，　灌浆栓塞用气囊式充填卡塞进行分段隔离。灌浆压力按设计要求接触段　Ｏ．３ＭＰａ，以下各段０．５ＭＰａ。浆液变换按规范要求进行。灌浆结束后在规　定压力下当注入率≤０．４Ｌ／ａｒｉｎ时，继续灌注６０ｍｉｒｌ；或≤１Ｕｍｉｎ时继续灌　注９０ｍｉｎ，灌浆可以结束。封孑Ｌ采用全孔灌浆封孔与人工封填相结合的　方法。　２）灌浆效果的检查。各部位帷幕灌浆结束后，进行防渗墙体取　芯，检查和评价墙体质量，及基岩取芯和压水试验来检查和评价帷幕灌　浆质量。检查孔总数按灌浆孔数的１Ｏ％比例及根据注灰量、地质条件等　异常情况合理布置。　输水涵洞共布置灌浆检查孔６个，压水ｌ６段，透水率ｑ最大值　９．１２Ｌｕ，均小于防渗标准ｑ≤ｌＯＬｕ，满足设计要求；坝轴线共布置灌浆检　查孑Ｌ６个，压水１２段，其中有１段透水率ｑ＞ｌ０Ｌｕ，为１０．９Ｌｕ，发生在第一　段，初步分析原因主要是灌浆凝期不到，强度较低。　还有，检查孔岩芯情况说明因水泥结石凝期短、强度低，直观反映　水泥结石效果较差，仅在上游围堰左岸检查孔（ＳＷＪ一８）基岩深度３ｍ岩　芯裂面上见水泥结石充填，Ｎ￣Ｎｏ．５～ｌｅｍ。　５结语　综上，首先，在特殊复杂地质条件之下，防渗墙施工合理的应用螺　旋钻、凿岩钻、液压抓斗等设备针对不同的要求配套使用，采用“两钻　一抓”、优质泥浆护壁、泥浆下混凝土浇筑其工艺为国内的先进水平。　其次是砂砾石先进行固结灌浆配套合理的施工方案，对防渗墙成槽稳定　起到了重要的作用，达到了预期处理之目的，接头孔采用旋挖钻机带动　螺旋钻或筒钻进孔效果较好。还有就是基岩帷幕灌浆有效地控制了从岩　基的渗水，确保了以后枢纽工程大坝基础的施工。同时也为处理病险水　库提供应对措施。　参考文献　…罗长军＿帷幕灌浆技术在既有土坝可溶岩坝基中的应用ｆＪ］．岩石力学与工程学　报．２００４，２３：２２．　［２］张洁，赵坚．层次分析法在帷幕灌浆效果评价中的应用【Ｊ】．水电能源科　学．２００９．２７：３．