水庫(kù)大壩高壓灌漿施工要點(diǎn)初探

1、<p>　　水庫(kù)大壩高壓灌漿施工要點(diǎn)初探</p><p>　　摘要：本文筆者結(jié)合在水庫(kù)大壩帷幕灌漿施工過(guò)程中，對(duì)于高壓灌漿施工與濕磨水泥灌漿的結(jié)合使用及灌漿效果分析與評(píng)價(jià)作了簡(jiǎn)要的探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：水庫(kù)大壩、高壓灌漿施工、效果與評(píng)價(jià) </p><p>　　中圖分類號(hào)：TV697 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><

2、;p><b>　　一、工程簡(jiǎn)介 </b></p><p>　　某水庫(kù)總庫(kù)容3.66億立方米。是一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼有發(fā)電、防洪、工礦和城市生活供水及向下游補(bǔ)水等綜合利用的大(二)型水利工程。樞紐工程由攔河壩、泄洪建筑物、引水建筑物取水口及壩后電站組成。攔河壩為細(xì)骨料混凝土砌石重力壩，壩頂高程1988.0米、壩頂長(zhǎng)227.5米、最大壩高87米。 </p><p>

3、;　　二、水文地質(zhì)條件情況 </p><p>　　該水庫(kù)壩址區(qū)整個(gè)玄武巖地層透水性均較小，但因構(gòu)造、裂隙風(fēng)化等程度不同而透水性有所差異，地表至30米～40米深度普遍存在一層風(fēng)化裂隙透水層，透水性主要與風(fēng)化及裂隙發(fā)育程度相關(guān)，弱風(fēng)化帶巖體透水性平均為18.2Lu，斷層破碎帶透水性平均為14.5Lu，層面接觸帶透水性平均為34.5Lu，透水性由淺至深逐漸減弱，透水性分帶界線基本與地形線平行；30米～40米以下深度的巖

4、體裂隙一般閉合或方解石脈填充較好，透水性小于1Lu；局部受結(jié)構(gòu)影響，在斷層破碎帶及裂隙發(fā)育帶或大裂隙透水性較大，一般均大于1Lu，左岸FⅠ―1斷層破碎帶透水性為1.1Lu～2.7Lu。 </p><p><b>　　三、高壓灌漿施工 </b></p><p><b>　　3.1灌漿流程 </b></p><p>　　灌漿施

5、工按照“雙排帷幕先鉆灌主帷幕孔，后鉆灌副帷幕孔。帷幕無(wú)論雙排或單排，均分三序次施工，先鉆灌先導(dǎo)孔，后鉆灌Ⅰ序孔，再鉆灌Ⅱ序孔，最后鉆灌Ⅲ序孔”的順序進(jìn)行。 </p><p><b>　　3.2灌漿工藝 </b></p><p>　?。?）灌漿方法。灌漿方式采用“小孔徑孔口封閉、孔內(nèi)循環(huán)，自上而下，不待凝分段鉆灌的方法。”灌漿時(shí)用鉆桿作為灌漿管，鉆桿連接用平接頭連接，灌

6、漿管底端距孔底不大于50cm，灌漿過(guò)程中經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)和上下活動(dòng)灌漿管，回灌漿有15升/分以上的回漿量。因孔口封閉灌漿法施工可以使用大的灌漿壓力，不需在孔內(nèi)下灌漿塞，施工簡(jiǎn)便，節(jié)省大量時(shí)間和人力；每段灌漿結(jié)束后，不待凝，即開始下一段的鉆進(jìn)，加快了進(jìn)度；多次重復(fù)灌注，保證了灌漿質(zhì)量。 </p><p>　?。?）灌漿段長(zhǎng)和灌漿壓力。灌漿段長(zhǎng)度第一段為1.5米，第二段為2.5米，第三段以下均為5.0米，終孔段≤8.0米。第

7、一段的灌漿壓力為1.5MPa，以下每增深一段壓力增加0.5MPa，最大灌漿壓力不大于5MPa </p><p>　?。?）灌漿及封孔。①漿液水灰比:漿液水灰比采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1七個(gè)比級(jí)，開灌水灰比為5:1。②灌漿壓力的控制:當(dāng)每分鐘注入量小于10升時(shí)盡快一次升至設(shè)計(jì)壓力，用于基巖中裂隙不發(fā)育、巖石比較完整的孔段，主要是下游排的Ⅲ序孔以及上游排的Ⅱ、Ⅲ序孔。當(dāng)灌前

8、壓水透水率大于10升/分；或灌漿加不起壓力；或注入量一直很大；采用濃漿低壓灌漿吸漿量有明顯下降趨勢(shì)時(shí)應(yīng)分級(jí)升壓，逐漸升至設(shè)計(jì)壓力。施工中采用的壓力與注入率遵循下表關(guān)系變化： </p><p>　　這樣進(jìn)行壓力控制有效地防止了地面抬動(dòng)；同時(shí)也防止了漿液擴(kuò)散過(guò)大造成浪費(fèi)；防止了“低壓灌漿高壓結(jié)束”的施工情況。 </p><p>　?、酃酀{過(guò)程中漿液比級(jí)變換。當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率均勻減少時(shí)

9、；或當(dāng)注入率不變而壓力均勻升高時(shí)，不改變水灰比。當(dāng)某一比級(jí)漿液的注入量已達(dá)300升以上或灌注時(shí)間已達(dá)1小時(shí)，而灌漿壓力和注入率均無(wú)改變或改變不顯著時(shí)改濃一級(jí)。灌漿孔段鉆進(jìn)過(guò)程中不返水，或注入率大于30升/分時(shí)，或灌漿升不起壓力時(shí)，漿液一次越級(jí)變濃為0.5:1濃漿；其他吸漿量較大的孔段視情況越一級(jí)或二級(jí)變濃；當(dāng)越級(jí)變濃后，注入率突然減少，立即變回原來(lái)比級(jí)的漿液繼續(xù)灌注并查明原因。 </p><p>　　3.3灌漿中

10、特殊情況的處理 </p><p>　　（1）砼中漏水、漏漿和冒漿的處理。灌漿施工過(guò)程中，多次出現(xiàn)漏漿、漏水和冒漿的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)曾出現(xiàn)鉆進(jìn)不返水的情況，01#孔和109#孔在灌漿過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)漿液從回填灌漿管中冒漿的現(xiàn)象。施工中采用了濃漿、限流和閉漿待凝，證明對(duì)以上情況的處理是有效的。 </p><p>　?。?）孔口返漿處理。由于基巖中的裂隙大多具有一定傾斜角度，當(dāng)灌漿壓力超過(guò)一定值后，個(gè)別

11、孔段吃漿突然增大，待灌漿結(jié)束后漿液從孔口大量涌出。按設(shè)計(jì)要求采用延長(zhǎng)屏漿時(shí)間的方法效果并不理想，應(yīng)采用“孔口閉漿”的方法，即先關(guān)閉回漿管上的高壓閥門，再關(guān)閉進(jìn)漿管，讓孔內(nèi)漿液的壓力自行消退，待凝一段時(shí)間后掃孔鉆灌。 </p><p><b>　　四、濕磨水泥灌漿 </b></p><p>　　考慮到玄武巖地區(qū)微裂隙比較發(fā)育（特別是河床段五、六壩段），本工程采用了濕磨水

12、泥灌漿與高壓帷幕灌漿相結(jié)合的施工工藝，從施工的可操作性及處理微裂隙效果來(lái)看是可行的。 </p><p>　　4.1濕磨水泥的生產(chǎn)工藝 </p><p>　　濕磨水泥是把普通水泥通過(guò)高速攪拌機(jī)的拌和、剪切沖擊，迅速將其攪拌均勻，使水泥顆粒分散細(xì)化，再通過(guò)SM―40水泥濕磨機(jī)研磨后進(jìn)一步使水泥受到剪切、分散、沖擊和研磨作用而被分散和磨細(xì)，提高水泥漿液的滲透性，實(shí)現(xiàn)以較小的水灰比施灌。濕磨水泥的

13、生產(chǎn)按以下原則進(jìn)行控制： </p><p>　　（1）供漿量的控制。因SM―40濕磨機(jī)的磨筒容積?。?0升），如果HB80/10泵的送漿量過(guò)大，漿液通過(guò)磨筒速度過(guò)快會(huì)導(dǎo)致漿液的研磨時(shí)間過(guò)少、磨細(xì)程度不夠充分，所以，通過(guò)供漿泵回漿管上閥門調(diào)節(jié)供漿量，使流量控制在8～10升/分。 </p><p>　?。?）濕磨水泥細(xì)度的控制。試驗(yàn)證明濕磨水泥的細(xì)度與漿液的水灰比及研磨時(shí)間有關(guān)。在相同的水灰比

14、的條件下，隨著研磨時(shí)間的增加，磨細(xì)水泥的比表面積越大，細(xì)度越好，同時(shí)漿液的粘度也隨研磨時(shí)間的增加而增大，說(shuō)明濕磨水泥的細(xì)度與粘度存在對(duì)應(yīng)的關(guān)系。在施工現(xiàn)場(chǎng)采用漏斗粘度試驗(yàn)控制濕磨水泥的細(xì)度，操作簡(jiǎn)便，能迅速得出試驗(yàn)結(jié)果，是施工中行之有效的方法。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得到如下控制標(biāo)準(zhǔn)：水灰比為0.6:1的磨細(xì)水泥漿，漏斗粘度控制在45s～72s范圍；水灰比為1:1的磨細(xì)水泥漿，漏斗粘度控制在19s～23s范圍，水泥顆粒比表面積即在6000～8000

15、cm2/g之間。 </p><p>　　4.2 濕磨水泥灌漿 </p><p>　　對(duì)灌漿過(guò)程中吸水不吸漿即裂隙細(xì)小的情況下采用濕磨水泥灌漿。即當(dāng)灌前壓水試驗(yàn)透水率小于2Lu，且5:1普通水泥在設(shè)計(jì)壓力下的注入率小于2.0升/分時(shí)，或在灌漿過(guò)程中發(fā)現(xiàn)“回漿變濃”現(xiàn)象時(shí)改用濕磨水泥灌漿。濕磨水泥灌漿漿液水灰比采用2:1、1:1兩個(gè)比級(jí)，開灌水灰比為2:1。在設(shè)計(jì)壓力下注入率不大于1升/分，延

16、續(xù)灌注時(shí)間不少于30分鐘；同時(shí)滿足灌漿全過(guò)程中在設(shè)計(jì)壓力下的灌漿時(shí)間不少于90分鐘時(shí)結(jié)束灌漿。施工過(guò)程中在上游排（主要是河床段五、六壩段）Ⅲ序孔21個(gè)灌漿段中使用了濕磨水泥，共灌漿72.77米，注入水泥5328公斤，單位注灰量為73.22公斤/米，超出了上游排Ⅲ序孔單位注灰量22.89%。另外在所有檢查孔的灌漿中也使用了濕磨水泥，以上成果表明濕磨水泥漿液比一般水泥漿液的滲透性好，對(duì)于巖石微裂隙發(fā)育的灌漿具有明顯的優(yōu)越性。 </p&

17、gt;<p>　　4.3濕磨水泥應(yīng)用中的一些問題 </p><p>　?。?）產(chǎn)漿量低。按設(shè)計(jì)要求細(xì)水泥的加工其勃氏細(xì)度應(yīng)大于6000～8000cm2/g。而普通水泥要達(dá)到這個(gè)細(xì)度，在SM―40水泥濕磨機(jī)中至少需要研磨5分鐘以上，那么產(chǎn)漿量?jī)H為6.7～10升/分。如果灌漿孔的吸漿量超過(guò)濕磨機(jī)的產(chǎn)漿量，將會(huì)造成灌漿的間斷，影響灌漿的質(zhì)量和工效。所以濕磨水泥灌漿最適合于透水率不大、裂隙微小、吸漿量不大的

18、地質(zhì)段或用于Ⅲ序孔補(bǔ)強(qiáng)灌漿。另外，如果通過(guò)控制普通水泥的研磨時(shí)間來(lái)改變水泥的細(xì)度，以適應(yīng)不同的地層特點(diǎn)以及施工中的具體情況，濕磨水泥灌漿的可操作性可能會(huì)更好。 </p><p>　?。?）初凝時(shí)間短。水泥的細(xì)度達(dá)到6000～8000cm2/g時(shí)，其初凝的時(shí)間縮短為2小時(shí)左右，漿液在高壓力作用下又加速了細(xì)水泥的水化作用。所以在確定濕磨水泥灌漿的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，把在設(shè)計(jì)壓力下注入率不大于1升/分的延續(xù)灌注時(shí)間，定為不少于

19、30分鐘。 </p><p>　　五、灌漿效果分析及評(píng)價(jià) </p><p>　　5.1 灌前、灌后壓水試驗(yàn)分析 </p><p>　　對(duì)下游排的先導(dǎo)孔和Ⅰ序孔的灌前壓水試驗(yàn)的透水率進(jìn)行分析，施工前壩基的透水率很大，并且透水性的變化、分布較為復(fù)雜，以右岸2#、3#、4#壩段壩基的透水性最為復(fù)雜。帷幕灌漿施工后，從已完成的25個(gè)檢查孔的壓水試驗(yàn)成果分析，被檢查的有效的1

20、73個(gè)試驗(yàn)段的單位透水率，只有7段大于1Lu，占總數(shù)的4%。有些檢查段的透水率甚至為0，壩基的滲透率90%小于0.1Lu，而且基巖的透水性很均一，右岸2#、3#、4#壩段壩基的透水率全都很小。說(shuō)明了帷幕灌漿質(zhì)量滿足了設(shè)計(jì)的防滲要求。 </p><p><b>　　六、結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　水庫(kù)壩基帷幕灌漿工程，運(yùn)用普通高壓灌漿為主、濕磨水泥灌漿補(bǔ)強(qiáng)的施