淺析某小水庫帷幕灌漿質量控制
【摘 要】小水庫壩基滲漏是小水庫病害中比較常見的,本文詳細論述了某小水庫壩基帷幕灌漿施工各步驟,并結合實際指出了鉆孔、壓水以及灌漿等各環(huán)節(jié)施工質量控制的具體措施。
【關鍵詞】小水庫;帷幕灌漿;質量控制
1. 前言
據(jù)統(tǒng)計,我國已經建設并運營的水庫約8.5萬座,其中約3萬座存在著不同情況的工程質量問題。在這些病險水庫中,90%以上是小型水庫[1]。在這些存在問題的小型水庫中,絕大部分修建于上世紀六、七十年代。在當時特定的歷史條件下,修建的水庫,特別是小型水庫,基本上都沒有進行必要的水文、地質勘察。因此,這段時期修建的小水庫都不同程度的存在一些問題。經過多年的運營,工程年久失修,長時間帶病險運行,已經嚴重威脅到國家和人民的生命財產安全。
2. 病險水庫滲漏
在小型水庫中,土石壩所占比例最大。原因是在上世紀六、七十年代,修建的小型水庫技術含量一般較低,通常會采用技術門檻較低、原材料比較容易獲得的土石壩。在土石壩中,由滲流引起的病險是比較常見的。據(jù)統(tǒng)計,我國由滲流而引起的土石壩潰壩事故率約占31.7%,滲漏導致垮壩事故約占29.1%,滲漏造成的潰壩問題比較嚴重[2]。
土石壩的滲漏,根據(jù)部位不同,大體上分為壩體滲漏、壩基滲漏和壩肩滲漏三種。(1)壩體滲漏,壩體滲漏主要與施工質量關系密切,很多土石壩在缺乏必要的碾壓設備的條件下,施工質量較差,導致壩體不夠密實而發(fā)生滲漏。(2)壩基滲漏,一般壩基地質情況都比較復雜,需要進行覆蓋層開挖、灌漿等必要措施。而很多小型水庫都未進行必要的工程地質勘測,更談不上對壩基的處理。因此對于修建在巖基上的壩體,防滲情況較好;而對于覆蓋層較厚,或者壩基情況較為復雜的,一般滲漏都比較嚴重。(3)壩肩滲漏,主要是由于在修建大壩前期勘察中,沒有對壩肩進行必要的地質勘察,或者是地質勘察不夠而導致的。通常是由于壩肩有大裂隙、軟弱夾層、或者存在容易滲水的通道等,當水庫蓄水后,引起滲漏。
3. 工程實例
3.1 工程概況。
某小型水庫建于1960年,為均質土壩,壩高38m。設計總庫容220萬m3,控制灌溉面積2.5萬畝,屬于。á。┬退畮。壩基3~4m是砂礫石層,砂礫石層以下15~25m為強風化層。由于水庫初建時,受經濟、技術、施工條件等因素制約,對壩基沒有進行必要的處理,導致壩基滲漏比較嚴重。本次設計對壩基基巖10lu線以上范圍設灌漿帷幕。帷幕設計標準為灌漿后基巖透水率小于5lu。
3.2 帷幕灌漿施工工藝。
帷幕灌漿施工工藝包括測孔定位、鉆孔、洗孔、壓水、制漿、灌漿、封孔、檢查等多個步驟。施工工藝如圖1所示。
帷幕灌漿主要分為三大部分:(1)成孔工藝,主要涉及鉆孔定位和鉆孔。(2)鉆孔的測試,主要對成孔進行灌漿前的清洗,并進行壓水實驗,保證灌漿的質量。(3)灌漿工藝,包括制漿、灌漿、封孔以及檢查幾個步驟。
3.3 關鍵控制措施。
(1)鉆孔定位與質量控制。
帷幕灌漿的軸線測定是布孔的首要工作,它直接關系到防滲帷幕坐落位置和其尺寸等準確與否,因此,必須格外重視。
本工程采用液壓回轉式鉆機和金剛石鉆頭鉆進工藝,覆層采用泥漿護壁、基巖采用清水鉆進工藝。孔徑要求為76mm鉆機。鉆機定位要求準確,立軸垂直,開孔孔偏差值不得大于10cm。由于鉆孔垂直度對灌漿影響較大,鉆孔過程中每5m進尺便測斜一次,發(fā)現(xiàn)孔斜超過設計要求重新掃孔糾偏。帷幕灌漿孔孔底允許偏差值如表1所示。
(2)鉆孔沖洗與壓水實驗。
鉆孔結束后,進行鉆孔沖洗。結束標準為回水澄清后10min結束;厮_不到澄清的孔段,應繼續(xù)進行沖洗,直到孔底沉積物厚度不超過20cm即可。灌漿孔在灌漿前采用壓力水進行裂隙沖洗,直到回水清凈為止,沖洗壓力為0.2~0.4mpa。施工中均自上而下分段卡塞進行壓水試驗。所有灌漿孔都按單點法進行,檢查孔采用五點法進行壓水試驗。
(3)灌漿質量控制。
灌漿采用自上而下分段卡塞,孔內循環(huán)式,射漿管底部距孔底不大于50cm。所有鉆孔段長均按每5~6m為一段進行施灌。特殊情況下可適當縮短或加長,但不得大于10m。
灌漿漿液的濃度應由稀到濃,逐級變換。水灰比可采用4∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1等五個比級,開灌水灰比采用4∶1。
灌漿分排、分序、分段施工。第一段段長2m,以下按5m~6m一段劃分,特殊孔段可適當伸長或縮短,終孔段最大不能超8m。各灌漿段灌漿結束后一般不待凝,一段完成之后直接鉆灌下一段,但在灌前涌水、灌漿后返漿時遇地質條件復雜情況,則需待凝,待凝時間應根據(jù)設計要求和工程地層具體情況來確定。
灌漿過程中,要注意灌漿壓力與注入率之間的對應關系,詳見表2。
(4)特殊情況處理。
灌漿過程中發(fā)現(xiàn)串漿時,如串漿孔具備灌漿條件,可以進行灌漿,但應以一泵灌一孔。否則應將串漿孔用塞塞住,待灌漿孔灌漿結束后,再進行掃孔、沖洗和灌漿[3]。灌漿工作必須連續(xù)進行,若因故中斷,可按照下述原則進行處理:應及早恢復灌漿,恢復灌漿時,應使用開灌比級的漿液進行灌注,恢復灌漿后,如注入率較中斷前的減少很多,且在短時內停止吸漿,應采取補救措施。灌漿過程中如回漿變濃,要換用相同水灰比的新漿進行灌注。
(5)灌漿質量檢查。
檢查孔壓水試驗應在灌漿結束15天后進行,灌漿檢查孔的數(shù)量為灌漿孔總數(shù)的10%。灌漿檢查孔為自上而下分段卡塞進行壓水試驗,試驗采用五點法;灌漿質量壓水試驗檢查,檢查孔接觸段及其下一段的合格率為100%,其余各段的合格率都在90%以上。
4. 結語
處理小水庫壩基滲漏,帷幕灌漿是非常重要的技術措施。在施工過程中應嚴格控制鉆孔、壓水、灌漿等步驟的施工質量,才能保證帷幕灌漿的效果,從而消除了工程安全隱患,保障水庫的安全運行。
參考文獻
[1] 盛金保,李 雷,王昭升. 我國小型水庫大壩安全問題探討[j].中國水利,2006(2).
[2] 孫釗.大壩基巖灌漿[m].北京:中國水利水電出版社,2004.
[3] 董姣姣.龐莊水庫帷幕灌漿質量控制[j].山西水利科技,2008(4).
[4] 林宏強.淺談大任水庫大壩帷幕灌漿防滲質量控制[j].內蒙古水利,2010(6).