水庫大壩灌漿漿砌石壩體施工技術(shù)
1.工程概況
本水庫樞紐工程由漿砌石重力壩、輸水管道、壩后式電站等組成。最大壩高44.00m，壩頂寬5.00m，壩軸線(xiàn)長(cháng)182.5m，壩底寬35.00m，壩頂高程1266.03m，水庫正常蓄水位為1265.03m，總庫容為1032萬(wàn)m3，水庫是以灌溉防洪為主，兼顧發(fā)電、養殖等綜合利用效益的中型水利工程。工程于1997年10月建成并投入使用。建壩時(shí)，由于施工工藝粗糙等種種原因，運行后，病險相繼出現，2008年9月經(jīng)相關(guān)單位安全評估為三類(lèi)病險壩，列入除險加固工程。
2.壩體水文工程地質(zhì)條件
根據鉆孔揭露，壩體漿砌石塊體為粉紅色花崗巖，主要礦物有正長(cháng)石、石英、及少量暗色礦物，其中塊石多為弱風(fēng)化，少數為強風(fēng)化，結構松散。大多數塊石間不見(jiàn)砂漿，連接不密實(shí)。砌石之間多呈松散堆積狀態(tài)，鉆進(jìn)時(shí)，多數孔段無(wú)回水，壓水試驗時(shí)連水位均無(wú)法觀(guān)察到，砌石間空隙多且大，連通性極好。前期安全評估時(shí)，現場(chǎng)測得壩體密度最小為1.76g/cm3、最大的僅2.12g/cm3，壩體空隙率極高，壩體漏水嚴重，水庫不能正常蓄水。
3.壩體防滲灌漿設計
原設計壩體防滲灌漿孔為三排，排距1m,上游排在壩下0+000.1m處，下游排在壩下0+002.1m處，中間排在0+001.1m處，上、下游排孔距為2.0m，中間排孔距為1.0m，分三序進(jìn)行施工，自孔深1m開(kāi)始自上而下每5m一段進(jìn)行灌漿，灌漿壓力根據試驗確定。灌漿水泥使用P.O42.5級普通硅酸鹽水泥。防滲標準q＜5Lu。此外，防滲體后至壩址設計了孔、排距分別為3m的壩體固結灌漿孔。
其他要求按《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規范》（DL/T5148-2001）執行。
4.防滲體灌漿施工技術(shù)
4.1防滲體灌漿生產(chǎn)性試驗
（1）防滲體灌漿生產(chǎn)性試驗技術(shù)要求。
根據設計要求，生產(chǎn)性試驗安排在大壩左岸0+139～0+144m段進(jìn)行。防滲體灌漿試驗采用自上而下分段孔內循環(huán)灌漿方法，段長(cháng)原則上5m一段，，但當鉆孔回水消失，不受段長(cháng)限制；灌漿壓力：上、下游排（1～6）m，壓力0.2MPa；（6～16）m，壓力0.4MPa；（16～26）m，壓力0.6MPa；26m以下0.8MPa；中間排（1～6）m，壓力0.3MPa；（6～16）m，壓力0.6MPa，（16～26）m，壓力0.9MPa，26m以下1.2MPa；分Ⅲ序逐序施工。在各段規定壓力條件下，當注入率小于1L/min時(shí)，繼續灌注60min，灌漿結束；封孔采用導管將孔內余漿置換成為水灰比0.5∶1的濃漿，而后進(jìn)行純壓式灌漿封孔。灌漿結束7天后，在試驗區適當位置檢查孔，進(jìn)行鉆孔取芯和壓水試驗檢查，評價(jià)灌漿效果。
（2）防滲灌漿生產(chǎn)性試驗施工。
按照防滲灌漿生產(chǎn)性試驗擬定的施工參數和技術(shù)要求，完成試驗灌漿孔11個(gè)，進(jìn)尺162.78m，簡(jiǎn)易壓水38段，灌漿段長(cháng)151.78m，共注入水泥189.6t。檢查孔1個(gè)，進(jìn)尺15.5m，壓水試驗3段，壓水試驗結束后全孔灌入水泥400kg。
（3）施工時(shí)出現的特殊情況。
鉆孔孔口回水情況：Ⅰ序排鉆孔時(shí)全部沒(méi)有回水，中間還有少量掉鉆；上游排Ⅱ序孔及中間排Ⅲ序孔鉆孔時(shí)上部段回水情況有所好轉，有少量回水；到中間排Ⅲ序孔鉆孔時(shí)回水有明顯好轉，但是在鉆進(jìn)過(guò)程中仍有某些部位仍然出現回水減少，甚至消失，說(shuō)明壩體內空洞通過(guò)上、下游排Ⅰ、Ⅱ序孔灌漿后仍存在少數空隙未得到充分灌注。灌漿段壩坡冒漿情況及處理：在灌漿過(guò)程中，出現多處漏漿現象。特別是剛開(kāi)始對下游排Ⅰ序孔灌漿時(shí)，從下游壩坡不同高程處多達20余處出現冒水和漏漿。灌漿時(shí)，冒漿量較小處，隨漿液水灰比變濃，漏漿點(diǎn)逐漸消失，按正常灌漿方式灌注至結束標準；當冒漿量較大，采取用水不漏和棉紗等材料嵌縫、地表封堵方法封堵，再采取低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法處理，灌至結束標準。
灌漿段大量吸漿情況及處理方法：由于壩體裂隙、空洞較多，結構較松散，導致灌漿過(guò)程中孔段吸漿量非常大，如下游排的Ⅰ序孔K21″、K23″孔，其分別灌注水泥59.5t和49.3t，平均單耗達到4.25t/m和3.18t/m。整個(gè)灌漿試驗的平均單耗為1.25t/m。遠大于設計的100kg/m。
4.2防滲體灌漿技術(shù)要求的補充
通過(guò)防滲灌漿生產(chǎn)性試驗成果分析，結合灌漿過(guò)程中各種不同情況的處理結果，經(jīng)深入總結探討，對防滲體灌漿技術(shù)要求補充如下：
（1）灌漿材料。防滲體灌漿上、下游排出現大量吸漿時(shí)添加細砂，要求潔凈，含泥量＜3%。出現漏漿時(shí)摻加水玻璃，摻加比例為3％～5%。
（2）灌漿方法。大壩防滲體灌漿上游排和下游排孔先自上而下用水泥砂漿進(jìn)行充填灌漿，出現漏漿時(shí)摻水玻璃進(jìn)行堵漏處理，再按防滲體灌漿要求，自下而上分段孔內循環(huán)灌漿方法復灌至結束標準。防滲體灌漿中間排采用純水泥漿自上而下分段孔內循環(huán)灌漿方法進(jìn)行灌漿。
（3）施工參數：段長(cháng)原則上為5m，但當遇孔內鉆孔回水消失，即停即灌，不受段長(cháng)限制；純水泥灌漿壓力上、下游排（1～6）m，壓力0.2MPa、（6～16）m采用0.4MPa，16m以
下采用0.6MPa；中間排（1～6）m，壓力0.3MPa，6m以下壓力0.6MPa；充填灌漿當孔口無(wú)回水，采用摻加細砂10％～20%進(jìn)行空隙充填灌漿，一旦出現壩外漏漿，結合摻加水玻璃進(jìn)行，至孔內填滿(mǎn)溢漿為止；漿液的水灰比，充填灌漿漿液一律為0.8∶1，摻砂量按20%左右進(jìn)行；砂漿充填灌滿(mǎn)至孔口返漿，充填灌漿結束。
雙液灌漿至漏漿現象停止，停止摻加水玻璃，再按純水泥漿灌漿要求灌至結束標準。
（4）灌漿時(shí)地表冒漿處理：灌漿過(guò)程中，發(fā)現冒漿、漏漿，應先查明原因，根據漏漿量的大小，選用不同方法處理：如漏漿量較小，按正常灌漿方式灌至結束標準；當漏漿量較大時(shí)，暫停灌漿作業(yè)，對灌漿影響范圍內的廊道、壩坡、結構分縫等進(jìn)行逐項檢查并進(jìn)行封堵處理后再恢復灌漿；恢復灌漿時(shí)，采取灌注水泥砂漿加水玻璃結合低壓、限流、間歇、待凝等方法處理。
4.3防滲體灌漿效果
防滲體灌漿按照設計布置和相關(guān)技術(shù)要求，施工完成鉆孔364個(gè)，累計灌漿段長(cháng)8161.08m，灌入水泥3942.5t，單位注入量483.1kg/m，砂480t，水玻璃100t。防滲體灌漿施工完成后，綜合效果表明防滲體灌漿質(zhì)量良好，達到預定效果。
（1）單位注入量逐排逐序減少明顯。先施工的下游排單位注入量914.7kg/m，上游排單位注入量643.0kg/m，后施工的中間排單位注入量193.1kg/m。序次上先施工的下游排Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序單位注入量分別為1189.3，1073.3，691.4kg/m，上游排Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序分別為952.9，648.8，481.1kg/m，中間排Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序分別為257.8，231.7，141.8kg/m，逐排逐序減少明顯。
（2）漿砌石內空隙充填密實(shí)。壩體隨機鉆孔容重檢測試驗，壩體容重達到2.33t/m3。此外，溢流面開(kāi)挖揭露，水泥結石已基本密實(shí)地充填在空隙中，鉆孔巖芯多呈柱狀，膠結良好。
（3）壩內防滲體檢查孔壓水試驗透水率均＜5Lu,滿(mǎn)足設計要求。防滲體灌漿完成14天后，施工檢查孔37個(gè)，壓水試驗190段，透水率均＜5Lu，全部合格。
5.結束語(yǔ)
本水庫壩體漿砌石空隙率高，結構松散，透水性強烈，是形成加固前工程的主要病因。灌漿時(shí)漿砌石壩體到處出現漏漿，吸漿量大，較大地提高了除險加固工程費用。針對本水庫壩體漿砌石空隙率高，結構松散，透水性強烈的特點(diǎn)，及時(shí)調整灌漿方法、灌漿材料、工藝參數、特殊孔段處理措施，從根本上保證了防滲體灌漿施工質(zhì)量。
