在對(duì)水利工程基礎(chǔ)處理中,灌漿質(zhì)量的高低決定了工程是否安全可靠。但灌漿本身是一種復(fù)雜的工藝,沒有統(tǒng)一的工藝標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)在理論上,對(duì)灌漿的定義也沒有形成一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。但該技術(shù)在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用不僅能夠提高工程建設(shè)的施工質(zhì)量和水平,而且能夠有效地防止混凝土滲漏或滲水現(xiàn)象。由此可見,基礎(chǔ)灌漿技術(shù)在水利工程的應(yīng)用上有著廣闊的市場(chǎng),加強(qiáng)對(duì)灌漿技術(shù)的研究也具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1灌漿工程的技術(shù)特點(diǎn)

灌漿的實(shí)質(zhì)就是填充地基中、結(jié)構(gòu)物混凝土中存在的裂縫,并提高地基的抗變形能力和承載強(qiáng)度。其施工技術(shù)具有以下特點(diǎn):a灌漿技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用,受工程目的和工程地質(zhì)條件的影響,其具體的施工方法也不盡相同。甚至可以說(shuō),幾乎不存在施工方法、施工參數(shù)完全相同的灌漿施工技術(shù)。因此在對(duì)地基處理前,必須要充分了解工程地質(zhì)狀況,為選擇合理的施工參數(shù)提供依據(jù)[1]。b灌漿工程要求其勘探試驗(yàn)圖。巖基中的帷幕灌漿先于施工作業(yè)進(jìn)行,施工工序環(huán)環(huán)相扣,前一道的施工往往是制定后一施工工序的依據(jù),由此灌漿工程施工過(guò)程中,必須嚴(yán)格按照指定的施工工序進(jìn)行,不能隨意變更。c灌漿工程屬于隱蔽工程,其竣工驗(yàn)收工作是在工程完工后通過(guò)灌漿資料分析和檢查資料對(duì)灌漿質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的,但灌漿工程自身的缺陷則是在工程使用過(guò)程中逐漸暴露出來(lái)的,并且往往難以補(bǔ)救。因此必須加強(qiáng)灌漿工程全過(guò)程的施工管理和監(jiān)理工作,提高施工質(zhì)量,為確保水利工程整體質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

2灌漿技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

2.1工程概況

后坂村位于馬甲鎮(zhèn)東北方向,緊鄰玉葉、加錐兩山,南接就南村的五柱村民組,中間有一條大溪水流經(jīng)。后坂水庫(kù)正常蓄水位400m,相應(yīng)庫(kù)容4312億m3,校核洪水位404m,總庫(kù)容458億m3。水庫(kù)以發(fā)電、防洪為主,兼顧其他。壩體兩岸呈不對(duì)稱開闊V形,壩址區(qū)位于半峽復(fù)式大背斜西翼的次級(jí)褶皺三友坪平緩向斜的東翼。巖層走向320°~340°,傾SW,傾角10°~18°,與河流斜交。壩址區(qū)主要的構(gòu)造形跡為斷層、裂隙、剪切帶等。

2.2基礎(chǔ)灌漿

a處理目的。為提高趾板區(qū)淺層巖體的防滲性能,施工中除采取加強(qiáng)壩基帷幕灌漿措施外,亦要求對(duì)大壩趾板及其后防滲板基巖進(jìn)行全面固結(jié)灌漿處理,以提高壩基淺層巖體的抗?jié)B性能,因此很大程度上講,大壩基礎(chǔ)固結(jié)灌漿的目的也是防滲,即:提高趾板建基面巖體的完整性;通過(guò)增加上部淺層巖體的防滲厚度,提高淺層巖體防滲能力[2]。b固結(jié)灌漿布置及主要設(shè)計(jì)參數(shù)。趾板固結(jié)灌漿孔一般為5排,其中3排為常規(guī)固結(jié)灌漿孔,2排為固結(jié)灌漿兼輔助帷幕孔,分別布置在帷幕上下游。固結(jié)灌漿采用梅花形布孔,一般排距15m,孔距2m;常規(guī)固結(jié)灌漿孔深7m,固結(jié)灌漿兼輔助帷幕孔深17m。防滲板固結(jié)灌漿孔間、排距25m×25m,梅花形布置,孔深一般5m。c主要施工技術(shù)要求。首先是施工順序。固結(jié)灌漿在趾板、防滲板混凝土達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行,總體上采取由低處向高處推進(jìn)的方式進(jìn)行,各單元固結(jié)灌漿采用先灌注上下游邊排孔形成封閉條件,然后再灌注中間排和固結(jié)灌漿兼輔助帷幕孔,其中每排固結(jié)灌漿孔又按分序加密的原則分兩序進(jìn)行[3]。其次是鉆孔,F(xiàn)場(chǎng)固結(jié)灌漿鉆孔主要采用XY—2型地質(zhì)鉆機(jī)鉆進(jìn),鉆孔孔徑56mm。采用固結(jié)灌漿,“自上而下分段阻塞、孔內(nèi)循環(huán)灌漿法”施工,灌漿過(guò)程采用J31—B型多路灌漿自動(dòng)記錄儀記錄、控制,接觸段灌漿阻塞位置分別為:趾板接觸段灌漿一般阻塞在基巖面以上混凝土內(nèi)02m左右;防滲板接觸段灌漿一般自基巖面開始阻塞在巖體內(nèi)。由于大壩趾板、防滲板厚度均較薄,其中趾板厚僅06~12m,防滲板厚03~05m,加之壩基巖層產(chǎn)狀平緩,巖溶洞穴及層間剪切帶、斷層及卸荷裂隙等地質(zhì)構(gòu)造較發(fā)育,巖體抗抬動(dòng)能力差。因此,防滲板Ⅰ、Ⅱ序孔灌漿壓力分別采用01MPa和02MPa。大壩趾板由于采取了全面錨桿加固措施,很大程度上提高了趾板及其下部巖體抗抬動(dòng)能力,因此灌漿壓力一般采用03~06MPa,深部最大灌漿壓力達(dá)10MPa。固結(jié)灌漿一般采用325級(jí)普通純水泥漿液灌注,漿液水灰比(重量比)采用3∶1、1∶1、08∶1、05∶1等4個(gè)等級(jí),開灌水灰比一般采用3∶1。d固結(jié)灌漿效果分析。從大壩趾板、防滲板固結(jié)灌漿成果統(tǒng)計(jì)看,各部位灌漿吸漿量總體上較大,但隨孔序增加,灌漿單耗遞減迅速,說(shuō)明壩基淺層巖體可灌性較好,同時(shí)固結(jié)灌漿已對(duì)淺層巖體起到了較好的充填、固結(jié)作用,灌漿效果良好。同時(shí)大壩趾板及其后防滲板灌后壓水檢查成果表明:各部位灌后壓水基巖透水率均小于3Lu,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的趾板透水率q≤3Lu、防滲板透水率q≤5Lu檢查合格標(biāo)準(zhǔn)。灌前、灌后物探測(cè)試成果對(duì)比分析表明:灌后基巖平均波速較灌前有所提高,由于灌前基巖平均波速已較高,因此灌后平均波速提高的幅度不大,但均達(dá)到了“灌后平均波速一般不小于3000m/s,95%的測(cè)點(diǎn)波速不小于3000m/s”的設(shè)計(jì)檢查合格標(biāo)準(zhǔn)[4]。

2.3帷幕灌漿

a基本思路。后坂水庫(kù)建于巖溶化程度較高、地質(zhì)條件復(fù)雜的石灰?guī)r地區(qū),壩基及兩岸山體的巖溶防滲問(wèn)題是工程建設(shè)的關(guān)鍵性技術(shù)難題之一,各設(shè)計(jì)階段均進(jìn)行了大量而深入的研究,在充分吸取清江流域巖溶化地層上新建的隔河巖、高壩洲、大龍?zhí)兜人姽こ處r溶防滲處理成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)工程壩基及兩岸山體巖溶發(fā)育特點(diǎn)和規(guī)律,確定工程防滲設(shè)計(jì)的基本思路為:在帷幕灌漿實(shí)施前,對(duì)帷幕軸線附近發(fā)育的巖溶洞穴進(jìn)行清理后回填低強(qiáng)度等級(jí)混凝土處理,使帷幕軸線附近巖溶化巖體基本達(dá)到“變巖溶化巖體為裂隙性巖體”要求后,再通過(guò)帷幕灌漿使之達(dá)到設(shè)計(jì)防滲要求。b防滲帷幕設(shè)計(jì)方案。通過(guò)采取灌漿或混凝土回填等措施封堵巖溶洞穴、斷層、寬大裂隙、層間剪切帶、巖層層面以及其他長(zhǎng)大構(gòu)造面等可能的滲漏通道,控制壩基及兩岸山體滲流,減少滲漏量。同時(shí)提高軟弱夾層、巖溶洞穴軟弱充填物抗?jié)B透破壞能力。雖然后坂水庫(kù)壩址區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜、巖溶化程度高,但壩基深部有防滲性能可靠的泥盆系寫經(jīng)寺組和志留系紗帽組砂頁(yè)巖相對(duì)隔水巖層出露,且順巖層走向,左岸在穿過(guò)鄒家溝后,相對(duì)隔水巖層出露高程達(dá)壩頂高程4090m以上,右岸受F2斷層切割影響,相對(duì)隔水巖層出露高程出右壩肩后迅速上升到壩頂高程4090m以上,工程防滲具備實(shí)現(xiàn)全封閉式防滲條件。因此,預(yù)計(jì)可研階段防滲設(shè)計(jì)方案采用“壩基和兩岸山體均以泥盆系寫經(jīng)寺組砂頁(yè)巖為依托的全封閉式防滲方案”,防滲面積60m×104m,帷幕工程量56m×104m。c主要施工技術(shù)要求。帷幕灌漿按先下游排、再上游排、后中間排的順序進(jìn)行,每排帷幕孔按分序加密的原則施工。帷幕灌漿鉆孔一般采用XY—2型地質(zhì)鉆機(jī)鉆進(jìn),先導(dǎo)孔孔口段孔徑為91mm,以下各段為76mm;常規(guī)帷幕灌漿孔孔口段孔徑為76mm,以下各段為56mm;物探測(cè)試孔、質(zhì)量檢查孔孔徑為76mm。帷幕灌漿孔控制標(biāo)準(zhǔn)見下表。d壓水試驗(yàn)。常規(guī)帷幕灌漿孔壓水試驗(yàn)采用簡(jiǎn)易壓水法,先導(dǎo)孔、檢查孔壓水試驗(yàn)采用單點(diǎn)法。灌前壓水試驗(yàn)壓力一般采用80%相應(yīng)灌漿段起始灌漿壓力,但超過(guò)10MPa時(shí)按10MPa控制;灌后壓水試驗(yàn)壓力采用80%周邊帷幕灌漿孔相應(yīng)段次最大灌漿壓力,但超過(guò)20MPa時(shí)按20MPa控制。灌后壓水試驗(yàn)、物探測(cè)試、孔內(nèi)攝像及室內(nèi)試驗(yàn)證明:采用高壓灌漿可使基巖整體性得到較大提高,幕體滲透性滿足設(shè)計(jì)要求,平均透水率不超過(guò)3Lu,防滲帷幕穩(wěn)定可靠。

3結(jié)語(yǔ)

做好水利工程基礎(chǔ)處理工作,對(duì)于確保工程安全至關(guān)重要。灌漿作為其中的一項(xiàng)最常用的技術(shù)措施,仍然需要結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不斷進(jìn)行創(chuàng)新。由于水利工程基礎(chǔ)地質(zhì)條件多變,灌漿的目的要求也各不相同,因此不能完全套用類似工程的灌漿技術(shù),需要工程技術(shù)人員結(jié)合工程的具體情況制定本工程的施工技術(shù)要求。隨著科技的發(fā)展,水利水電工程施工領(lǐng)域也應(yīng)當(dāng)注重灌漿工作的多變性和靈活性,不斷積累經(jīng)驗(yàn),開發(fā)和應(yīng)用新技術(shù),為最大限度地發(fā)揮水利工程的社會(huì)效益提供技術(shù)支持,