磨盤(pán)山溢洪道帷幕灌漿施工

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磨盤(pán)山溢洪道是磨盤(pán)山工程最主要的二級(jí)永久建筑物，他的防滲工程，設(shè)計(jì)采用垂直防滲方案。帷幕灌漿伸入到相對(duì)不透水層內(nèi)。
1、帷幕設(shè)計(jì)簡(jiǎn)況
    本帷幕灌漿工程按設(shè)計(jì)分為橫向段、縱向段，帷幕的軸線(xiàn)與防滲墻軸線(xiàn)一致，全長(zhǎng)42m，呈折線(xiàn)型布置與大壩防滲結(jié)合到一起。其主要設(shè)計(jì)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(gè)次序施工，其中1序孔中含有部分先導(dǎo)孔。

    （2）帷幕深度按照設(shè)計(jì)底線(xiàn)和伸入透水率q≤10Lu的巖體內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)，設(shè)計(jì)要求在左右翼墻體內(nèi)采用預(yù)埋灌漿管法。

    （4） 灌漿后的合格標(biāo)準(zhǔn)為：檢查孔壓水實(shí)驗(yàn)透水率q≤5Lu。

2、地質(zhì)條件
    防滲墻底部的基巖為前震旦紀(jì)至弱風(fēng)化閃云斜長(zhǎng)花崗巖，呈灰~欠灰色，中粗粒結(jié)構(gòu)，局部有中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，巖性堅(jiān)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(xiàn)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(fēng)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(fēng)化巖體透水率q≥5Lu者占45%，qmax達(dá)54Lu。

3、帷幕灌漿施工
    帷幕灌漿在相鄰槽孔混凝土強(qiáng)度達(dá)50%以上后進(jìn)行，與左右翼墻交叉施工，受到左右翼墻施工進(jìn)度的制約，鉆孔機(jī)組的布置采用見(jiàn)縫插針，高峰期共投入2個(gè)生產(chǎn)機(jī)組，巖芯回轉(zhuǎn)鉆機(jī)共2臺(tái)，灌漿泵2臺(tái)，灌漿自動(dòng)記錄儀2臺(tái)。自2004年6月開(kāi)始至2004年9月全線(xiàn)完工歷時(shí)三個(gè)月，共完成灌漿孔32個(gè)，灌漿進(jìn)尺860m，壓水檢查孔4個(gè)（進(jìn)尺102.9m）。

3.1鉆孔

    灌漿孔的上部要穿過(guò)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(jìn)方法容易達(dá)到鋼筋及墻外，影響帷幕灌漿質(zhì)量，為此采取在墻外預(yù)埋灌漿管后鉆進(jìn)的方法。

3.1.1預(yù)埋灌漿管

    墻內(nèi)預(yù)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(yù)留孔。但埋設(shè)灌漿管時(shí)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(guò)總結(jié)前期在預(yù)進(jìn)占段預(yù)埋灌漿管試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，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(shí)，預(yù)埋內(nèi)徑φ110mm的鋼管。

    ②預(yù)埋管的單根長(zhǎng)度以9~10m為宜，太短則接頭多，影響預(yù)留孔順直度，太長(zhǎng)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(jì)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(jì)
 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(jì)表

孔序
 孔數(shù)
 總段數(shù)
 總段長(zhǎng)
 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(jì)
 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(jìn)

    采用巖芯回轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合金剛石鉆頭鉆進(jìn)。開(kāi)始鉆前用水平尺、羅盤(pán)儀校正鉆機(jī)，確?？紫虻木?，并將鉆機(jī)牢固定位于槽口板上。在防滲體內(nèi)鉆進(jìn)，用φ91mm合金鉆頭，墻下基巖則用φ76mm金剛石鉆頭?？锥毋@終后采用KXP—1型測(cè)斜儀檢測(cè)孔斜，根據(jù)測(cè)試結(jié)果隨時(shí)采取糾偏措施，嚴(yán)格控制鉆孔偏斜率在允許范圍內(nèi)。

    鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)個(gè)別孔在墻底有鐵器（主要是左右翼墻造孔時(shí)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(jìn)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(guò)鉆桿和鉆具對(duì)孔底、孔壁的巖粉進(jìn)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(shè)阻塞器進(jìn)行裂隙沖洗。

3.3壓水試驗(yàn)

    先導(dǎo)孔作自上而下分段阻塞單點(diǎn)穩(wěn)定水壓試驗(yàn)，其他灌漿孔只作自上而下的分段阻塞單點(diǎn)簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)，壓水試驗(yàn)過(guò)程采用灌漿自動(dòng)記錄儀測(cè)記。

3.4灌漿

3.4.1灌漿材料

    采用新鮮無(wú)結(jié)塊的“牡丹江”牌普通硅酸鹽水泥（哈爾濱水泥產(chǎn)）標(biāo)號(hào)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(guò)程也用自動(dòng)記錄儀測(cè)記。

3.4.3灌漿段長(zhǎng)

    第一段段長(zhǎng)1.0m，第二段段長(zhǎng)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(kāi)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(biāo)準(zhǔn)及封孔

    灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為：在設(shè)計(jì)規(guī)定壓力下，當(dāng)注入率不大于0.4L/min時(shí)，持續(xù)灌注60min或注入率不大于1.0L/min時(shí)，持續(xù)灌漿90min結(jié)束。當(dāng)采用自下而上灌漿方法時(shí)，持續(xù)時(shí)間縮短至30min或60min。全孔灌漿結(jié)束后，采用機(jī)械灌漿法封閉孔，壓力為第一段灌漿壓力，持續(xù)時(shí)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(guò)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(lèi)孔段灌漿時(shí)，可見(jiàn)到墻體側(cè)壁有冒漿現(xiàn)象，或盡管地表未見(jiàn)冒漿，但推斷分析有外漏，對(duì)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(shí)漏量卻很小，不足漏水率的1/2，個(gè)別孔段甚至不吸漿。初期，我們分析認(rèn)為是巖基微細(xì)裂縫發(fā)育致使灌漿段“吸水不吸漿”，因此采用長(zhǎng)江科學(xué)院試制的GSM—1型濕磨機(jī)將水泥漿液濕磨2~3遍后在灌注，但灌入量并無(wú)明顯提高。通過(guò)進(jìn)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(yàn)，此時(shí)孔段兩邊槽孔相當(dāng)于臨空面，由于距離太近（一般1~2.5m），所以壓水時(shí)臨空面將會(huì)外漏，而灌漿時(shí)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(dǎo)致漏水量與漏漿量出現(xiàn)異常的原因之一。大部分先導(dǎo)孔有這類(lèi)反常現(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(jì)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(shuō)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(jì)的各序孔的水泥單位注入量情況看（見(jiàn)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(gè)，做壓水試驗(yàn)111段，透水率q≤51Lu者108段，占總試驗(yàn)段的97.3%，q＞5Lu者僅3段占2.7%，且分部不集中，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)檢查要求，說(shuō)明灌漿質(zhì)量和防滲效果良好。

4.4單元工程質(zhì)量評(píng)定

    根據(jù)《水利水電基本建設(shè)工程單元工程質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（一）——SDJ88》對(duì)帷幕灌漿施工工序質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定，共劃分45個(gè)單元工程，全部合格。優(yōu)良單元工程37個(gè)，占82.2%。

5、結(jié)語(yǔ)
    （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(yù)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(chǔ)。

    （2）在相鄰的防滲墻槽孔澆筑混凝土前即對(duì)灌漿孔先鉆進(jìn)、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(jī)出漿量太小（最大為10L/min），而且尚無(wú)合格的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試漿液細(xì)度的儀器。