磨盤山溢洪道帷幕灌漿施工

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磨盤山溢洪道是磨盤山工程最主要的二級永久建筑物，他的防滲工程，設計采用垂直防滲方案。帷幕灌漿伸入到相對不透水層內(nèi)。
1、帷幕設計簡況
    本帷幕灌漿工程按設計分為橫向段、縱向段，帷幕的軸線與防滲墻軸線一致，全長42m，呈折線型布置與大壩防滲結(jié)合到一起。其主要設計參數(shù)如下：

    （1）帷幕由單排灌漿孔組成，孔距一般為1.5m，分為三個次序施工，其中1序孔中含有部分先導孔。

    （2）帷幕深度按照設計底線和伸入透水率q≤10Lu的巖體內(nèi)的標準控制，鉆孔深度一般為：10~30m，最大深度32m。

    （3）灌漿孔均為垂直孔，考慮到鉆孔深、造孔精度高、工期緊等特點，設計要求在左右翼墻體內(nèi)采用預埋灌漿管法。

    （4） 灌漿后的合格標準為：檢查孔壓水實驗透水率q≤5Lu。

2、地質(zhì)條件
    防滲墻底部的基巖為前震旦紀至弱風化閃云斜長花崗巖，呈灰~欠灰色，中粗粒結(jié)構，局部有中細粒結(jié)構，巖性堅硬花崗巖脈、偉晶巖脈，輝綠巖脈侵入。

    堰基內(nèi)規(guī)模較大的斷層主要有：f35、f39、f13、f17、f32、f6等，傾角為60——70°，走向多與防滲軸線呈銳角相交。在斷層和巖脈附近，傾角裂縫較為發(fā)育，并有不同程度的分化現(xiàn)象，巖體比較破碎。

    受上述斷層裂縫的影響，弱風化帶巖體有一定的透水性，其影響范圍在墻下30m深度以下，并且有自上而下的逐漸變小的規(guī)律?？碧浇Y(jié)果表明，弱風化巖體透水率q≥5Lu者占45%，qmax達54Lu。

3、帷幕灌漿施工
    帷幕灌漿在相鄰槽孔混凝土強度達50%以上后進行，與左右翼墻交叉施工，受到左右翼墻施工進度的制約，鉆孔機組的布置采用見縫插針，高峰期共投入2個生產(chǎn)機組，巖芯回轉(zhuǎn)鉆機共2臺，灌漿泵2臺，灌漿自動記錄儀2臺。自2004年6月開始至2004年9月全線完工歷時三個月，共完成灌漿孔32個，灌漿進尺860m，壓水檢查孔4個（進尺102.9m）。

3.1鉆孔

    灌漿孔的上部要穿過左右翼墻，但左右翼墻普遍較深（約有2/3的灌漿孔要在20—25m深的墻體成孔），而且墻體?。?.8—3m），因此采用鉆進方法容易達到鋼筋及墻外，影響帷幕灌漿質(zhì)量，為此采取在墻外預埋灌漿管后鉆進的方法。

3.1.1預埋灌漿管

    墻內(nèi)預埋灌漿管就是在左右翼墻槽孔澆筑混凝土前將灌漿管下置到槽底，待澆筑成墻后即形成預留孔。但埋設灌漿管時必須固定牢靠，以防混凝土料的沖擊而產(chǎn)生位移、彎曲或變形而成為廢孔。通過總結(jié)前期在預進占段預埋灌漿管試驗的經(jīng)驗，本次主要采取了以下措施：

    ①根據(jù)墻體的深度選擇不同材質(zhì)的灌漿管，即墻身小于10m時，預埋內(nèi)徑φ110mm的鋼管。

    ②預埋管的單根長度以9~10m為宜，太短則接頭多，影響預留孔順直度，太長又不便于安裝。單管連接方式：塑料管采用套接，其搭接部位用錨釘固定；鋼管則以絲扣連接。

表1 各序孔灌前透水率統(tǒng)計表

孔序
 孔數(shù)
 總段數(shù)
 透水率平均值/Lu
 透水率/Lu
 

 ＜1
 1~5
 5~10
 10~50
 50~100
 
Ⅰ
 21
 105
 29.73
 段數(shù)
 23
 25
 17
 29
 11
 
頻率%
 21.9
 23.8
 16.2
 27.6
 10.5
 
Ⅱ
 21
 105
 11.23
 段數(shù)
 34
 23
 15
 25
 8
 
頻率%
 32.39
 21.9
 14.28
 23.81
 7.62
 
合計
 42
 210
 20.46
 段數(shù)
 57
 48
 32
 54
 19
 
頻率%
 27.14
 22.86
 15.24
 25.71
 9
 

表2 各次序孔水泥單位注入量統(tǒng)計表

孔序
 孔數(shù)
 總段數(shù)
 總段長
 單位注入量Kg·m-1
 單位注入量Kg·m-1
 
＜20
 20~50
 50~100
 100~500
 500~1000
 
Ⅰ
 21
 105
 430
 21.95
 段數(shù)
 23
 25
 17
 29
 11
 
頻率/%
 21.9
 23.8
 16.2
 27.6
 10.5
 
Ⅱ
 21
 105
 430
 16.28
 段數(shù)
 461
 73
 40
 55
 30
 
頻率/%
 34
 23
 15
 25
 8
 
合計
 42
 210
 860
 28.23
 段數(shù)
 32.39
 21.9
 14.28
 23.81
 7.62
 
頻率/%
 57.4
 11.7
 6.6
 9.0
 4.1
 

3.1.2鉆進

    采用巖芯回轉(zhuǎn)鉆機配合金剛石鉆頭鉆進。開始鉆前用水平尺、羅盤儀校正鉆機，確?？紫虻木?，并將鉆機牢固定位于槽口板上。在防滲體內(nèi)鉆進，用φ91mm合金鉆頭，墻下基巖則用φ76mm金剛石鉆頭。孔段鉆終后采用KXP—1型測斜儀檢測孔斜，根據(jù)測試結(jié)果隨時采取糾偏措施，嚴格控制鉆孔偏斜率在允許范圍內(nèi)。

    鉆進中發(fā)現(xiàn)個別孔在墻底有鐵器（主要是左右翼墻造孔時掉入槽內(nèi)而未撈取干凈的鋼筋、螺釘、鐵絲、鉆頭等），造成鉆進困難且易發(fā)生于孔內(nèi)事故，采取了移位重新鉆孔的措施。

3.2鉆孔沖洗

    各段鉆孔結(jié)束后，立即以大流量高壓水經(jīng)過鉆桿和鉆具對孔底、孔壁的巖粉進行沖洗，待孔口回水澄清10min后提鉆并打撈殘留巖芯，孔深合格后，下設阻塞器進行裂隙沖洗。

3.3壓水試驗

    先導孔作自上而下分段阻塞單點穩(wěn)定水壓試驗，其他灌漿孔只作自上而下的分段阻塞單點簡易壓水試驗，壓水試驗過程采用灌漿自動記錄儀測記。

3.4灌漿

3.4.1灌漿材料

    采用新鮮無結(jié)塊的“牡丹江”牌普通硅酸鹽水泥（哈爾濱水泥產(chǎn)）標號525#。

3.4.2灌漿方法

    灌漿方法主要有三種：自上而下分段阻塞孔內(nèi)循環(huán)法，自上而下分段、孔口封閉孔內(nèi)循環(huán)法和自下而上分段阻塞孔內(nèi)循環(huán)法。灌漿過程也用自動記錄儀測記。

3.4.3灌漿段長

    第一段段長1.0m，第二段段長為2.0m，以下各段3.0~5.0m。

3.4.4灌漿壓力

    第一段0.5Mpa，第二段1.0~1.5Mpa，第三段及以下各段為1.5Mpa。

3.4.5漿液水灰比

    灌漿漿液水灰比從3：1開灌，以后按2：1、1：1、0.5：1的濃度變換。

3.4.6灌漿結(jié)束標準及封孔

    灌漿結(jié)束標準為：在設計規(guī)定壓力下，當注入率不大于0.4L/min時，持續(xù)灌注60min或注入率不大于1.0L/min時，持續(xù)灌漿90min結(jié)束。當采用自下而上灌漿方法時，持續(xù)時間縮短至30min或60min。全孔灌漿結(jié)束后，采用機械灌漿法封閉孔，壓力為第一段灌漿壓力，持續(xù)時間30min。

3.5特殊情況處理

3.5.1冒漿及大漏量孔段的灌注

    灌漿過程中大漏量孔段（注入率大于50L/min者）較多，約占總孔段的1/3，并以第一段居多。這類孔段灌漿時，可見到墻體側(cè)壁有冒漿現(xiàn)象，或盡管地表未見冒漿，但推斷分析有外漏，對此主要采取降壓、表面封堵、限流、間歇灌注、加促凝劑等措施處理。

3.5.2“吸水不吸漿”孔段的灌注

    有部分孔段壓水漏量大，但灌漿時漏量卻很小，不足漏水率的1/2，個別孔段甚至不吸漿。初期，我們分析認為是巖基微細裂縫發(fā)育致使灌漿段“吸水不吸漿”，因此采用長江科學院試制的GSM—1型濕磨機將水泥漿液濕磨2~3遍后在灌注，但灌入量并無明顯提高。通過進一步綜合分析，這種“吸水不吸漿”現(xiàn)象是以下原因所致：

    ①為了搶工期，在相鄰的槽孔尚未澆筑混凝土前就已鉆孔并做了壓水試驗，此時孔段兩邊槽孔相當于臨空面，由于距離太近（一般1~2.5m），所以壓水時臨空面將會外漏，而灌漿時臨空面已澆筑混凝土，外漏通道被封堵，漏漿量驟然下降。

    ②用自上而下分段鉆孔、壓水，全孔終后在采用自下而上分段灌漿法，也是導致漏水量與漏漿量出現(xiàn)異常的原因之一。大部分先導孔有這類反?，F(xiàn)象。

4灌漿效果及質(zhì)量分析
4.1灌前透水率分析

    從表1所列出的各次序孔的灌前壓水透水率統(tǒng)計結(jié)果可以看出，Ⅰ序孔的透水率平均值為49.73Lu，Ⅱ序孔的平均值為18.43Lu，Ⅱ序列孔較Ⅰ序降低了62.9%；Ⅰ序列孔中透水率q＞5Lu的孔段占56.1%，而Ⅱ序孔中下降到了44.9%。說明巖石的透水性隨灌漿次數(shù)的增加而逐漸減少。

4.2單位注入量分析

    從統(tǒng)計的各序孔的水泥單位注入量情況看（見表2），Ⅰ序孔平均注入量為213.95kg/m，Ⅱ序孔為146.28kg/m，遞減率為31.6%，而且大漏量孔段也隨孔序的增加明顯減少，符合正常灌漿遞減規(guī)律，表明帷幕灌漿效果是顯著的。

4.3檢查孔壓水成果分析

    灌后共布置檢查孔31個，做壓水試驗111段，透水率q≤51Lu者108段，占總試驗段的97.3%，q＞5Lu者僅3段占2.7%，且分部不集中，滿足設計檢查要求，說明灌漿質(zhì)量和防滲效果良好。

4.4單元工程質(zhì)量評定

    根據(jù)《水利水電基本建設工程單元工程質(zhì)量評定標準（一）——SDJ88》對帷幕灌漿施工工序質(zhì)量進行評定，共劃分45個單元工程，全部合格。優(yōu)良單元工程37個，占82.2%。

5、結(jié)語
    （1）采用特別的鋼筋定位架將多根埋管聯(lián)結(jié)成整體下入防滲墻槽孔內(nèi)，能保證預埋管在墻內(nèi)順直，埋管成功率高，為順利完成墻下帷幕灌漿施工奠定了基礎。

    （2）在相鄰的防滲墻槽孔澆筑混凝土前即對灌漿孔先鉆進、壓水，贏得了工期，但不利于灌漿資料分析。

    （3）使用的GSM—1型水泥濕磨機出漿量太小（最大為10L/min），而且尚無合格的現(xiàn)場測試漿液細度的儀器。