水库大坝灌浆施工及防渗加固处理方案

某水库进水口基岩由细粒花岗岩组成，上游方向强卸荷水平深度为5m~9m，弱卸荷水平深度为21m~56m，进水口基础置于弱风化Ⅲ~Ⅳ类岩体上。本工程所处地段，主要分布着花岗岩，而花岗岩中有不少的破碎石，属于中等透水性等级。进口处边坡岩体存在块裂结构，局部地方为镶嵌结构，岩体相对较为破碎，容易漏水，属于Ⅳ类的岩体，故其边坡稳定性是比较差的。该工程的地下水大多来自基岩裂缝之间的缝隙水，呈网状分布，整个岩体的透水分布请极不均衡。

1 施工现场布置

1.1 施工平台

进水口处需要搭设施工平台，其高程为EL809.5m~850.0m，采用0.5 的混凝土盖板。由于帷幕灌浆的施工必须与该部位混凝土浇筑同时结束，故无法提前形成0.5m 厚贴坡砼。因此，对该部位进行混凝土浇筑时，预留的部位需要形成台阶式的灌浆平台，台阶宽度为3.2m，台阶高度为15m 左右，最大的砼盖则需要达到10m。

1.2 水泥浆制浆站

本工程中帷幕灌浆施工的轴线比较长，但业主对工期要求还很紧，为了保障工程顺利完工，施工企业加大了设备的投入量。同时，为了不影响到施工，施工企业采取了集中制浆的办法，在工程的上游围堰右侧建造了一个制浆站，制浆站面积为15m×10m，保持水泥的储存量不会小于180t。

1.3 施工排污

由于目前大坝帷幕灌浆廊道形成时间较晚，拟在4#进水口帷幕灌浆廊道与大坝帷幕灌浆廊道的相交部位，塔体砼预埋Ф219 的排污管，并在管口预留二次回填槽。预留槽尺寸为60cm×60cm×60cm。待帷幕灌浆完成后采用微膨胀砼回填。边坡段帷幕灌浆通过灌浆台阶式平台汇集到3#灌浆平洞内。4#灌浆平洞帷幕灌浆排污通过底板边沟经EL960m 上坝道路汇集在上游围堰左端头，通过处理后引入河道。

2大坝防渗加固处理方案及灌浆施工的特点

坝体上游的浆砌石重力墙体型较为单薄：经验算，其抗滑和抗倾安全系数及断面强度均不满足规范要求，由于坝基未设防渗帷幕，大坝整体抗滑也不稳定。经技术经济比较后，确定了大坝加固的处理方案为：

(1)对坝体内重力墙后的干砌毛石进行固结灌浆处理，以增大浆砌石墙断面尺寸，提高墙身强度和墙体稳定性。

(2)对坝基岩石和右坝肩坡积土进行帷幕灌浆，解决绕坝渗漏和坝基渗漏问题，并减小基底扬压力，提高坝体抗滑稳定性。现行的灌浆技术规范中固结灌浆大多为对坝基、边坡及洞室围岩的破碎岩层及岩体的加固处理，而对于干砌石坝进行固结灌浆技术难度较大，对已成坝体进行帷幕灌浆，且坝肩与坝基属两种不同的地质条件，也具有一定的技术复杂性，具体表现在以下几个方面：

(1)大坝坝体单薄，干砌毛石坝体孔隙率大、连通性好、安全性差，如灌浆压力控制不好，下游坝壳若遭灌注浆液的抬动破坏，将会导致大坝失事。

(2)在大孔隙率毛石堆砌体内钻孔灌浆，存在孔洞大，漏水量大，钻进过程中会遭遇不连续的大块石、砂砾填隙料等不均匀介质，会产生塌孔、掉钻卡钻等情况。结合灌浆试验确定合理的钻灌方法成为该工程的技术关键问题之一。

(3)坝体内结构复杂，干砌毛石砌体孔隙大小悬殊，大孔隙灌浆吃浆量大，灌人量易失控;比较密实部位又存在不吃浆可灌性差问题。因此在干砌毛石体内灌浆，如何选用合理的灌浆材料，如何控制灌浆量，解决灌浆的可控性和可灌性，是该工程及松散堆砌石坝体固结灌浆的技术难题。

(4)对已成坝体的坝基和坝肩进行帷幕灌浆，须处理好帷幕和坝体的衔接;对右坝肩松散坡积土采用与坝基及左坝肩不同的灌浆方法和灌浆材料，是该T程帷幕灌浆的特点。

3水库大坝灌浆技术

该工程共布置了67个坝体固结灌浆孔(OM砰)和34个帷幕灌浆;fL(67#-100#)。由于在基岩及坡积土中的帷幕灌浆技术相对比较成熟，有技术规范可以遵循，故本文着重对干砌毛石坝体固结灌浆进行探讨。

3.1灌浆孔布置

在坝顶沿坝轴线方向布置两排灌浆孔，第—排孔距大坝上游面3.2m，距第一排孔下游2m布置第二排孔，孔间距2m，梅花形布置。第一排孔编号从滞～33#，0-27#孔位于大坝顶，28#～33#孔位于右坝肩。第二排孔编号从34#-66#，34#-60#位于坝顶，61#,-66#孑L位于右坝肩，孔深最大15.5m。

3.2灌浆方法

灌浆采取Ⅲ次序分次加密，第一批间距8m，然后分批加密。坝体灌浆采用自上而下分段循环钻灌法，分段长度2m。

3.3灌浆材料

浆液：坝体内采用水泥砂浆灌注固结。水泥砂浆配酸渺K泥，水泥标号为425#。灌浆用砂：选用中细砂，含泥量不大于5%。水：拌和用水符合饮用水标准。外加剂：施工时根据灌浆试验加入速凝剂、减水剂等，均以水溶液状态加入，最优掺量通过试验确定，用量不大于干料重量的4%。

3.4灌浆压力

灌浆压力按表1控制，以不使灌浆层顶及下游坝壳发生变位或坝体浆砌石不被掀动为原则;且孔口压力小于0.05MPa。

3.5灌浆结束条件

3.5.1灌至不吸浆或最终吸浆量小于1.5L/min,再延续30min即可结束灌浆。

3.5.2不论压力多大，只要灌入干料达到2t/m即可结束该段灌浆。全孔灌浆结束后要及时封孔，封孔用水泥砂浆。

4.施工工艺及质量控制方法

4.1 灌浆孔的布置

灌浆孔施工时，需要遵循“下游排、上游排”的原则，灌浆孔必须按照三序来进行，并且采用加密灌浆施工。

4.2 帷幕灌浆试验及施工工艺流程

4.2.1 施工前的帷幕灌浆试验

本工程中，选取了试验J5 区域。通过试验，我们发现，试验过程中没有出现什么施工问题，随后进行了大面积的灌浆施工。

4.3 钻孔施工

4.3.1 钻孔

为了满足工程施工能力需要，我们采用了XY-2 型的地质钻机进行钻孔。钻孔时，钻头采用金刚石的钻头，且为清水钻进。根据设计要求，帷幕灌浆的钻孔孔径控制在为Φ56mm~Φ75mm 之间。帷幕灌浆的检查孔的孔径为Φ91mm。

4.3.2 钻孔深度

施工人员需要按照设计图纸来确定帷幕灌浆的最终深度。对于不同段的帷幕灌浆，其深度则必须根据施工中的具体情况而定。如果存在塌孔严重且钻孔之后不返水时，其段长就可以取小点，反之则段长稍长些。施工中，待钻孔施工结束后，马上要检测其孔深，如果孔深与最后的终孔相差存在较大差距时，则必须对钻孔进行打捞的处理，如果打捞还没有效果，就以灌浆的段长实际测得的为准。

4.3.3 钻孔偏斜

本工程中，灌浆孔都必须保证垂直度的，因此，必须检查孔是否在施工过程中产生了倾斜。最为基本的检查办法就是测斜仪，施工企业购置专业的测斜仪，该设备使用较为方便，检测时需要把握的原则：在孔深的前部分18m 的范围以内，孔的偏斜量是不能大于整个孔深的1.35%的，竖向产生的偏角必须小于0.75°，其他地方，孔的偏斜夜必须小于整个孔深的1.7%，而钻孔所产生的孔位偏差必须在4.8cm的范围内。在整个灌浆之前，都需要对每个孔进行及时的测量，检查其产生的倾斜量是否超标，如果超标了，首先要请专家进行实地考察，分析原因，然后再采取相关措施加以改正，并完成钻孔和灌浆。

4.4 做好钻孔冲洗、压水试验工作

4.4.1 钻孔冲洗

施工情况良好的的孔段，必须要对钻孔进行冲洗，并且要等到水变得清澈了才可以。

4.4.2 压水试验

帷幕灌浆首先要做的是导孔，对于钻孔后返水情况良好的孔段，需要做好简单的压水处理。压水时间控制在20min 左右，每隔5min读一次表，总共4 次的读数，如果最大值相比于最小值之间的差小于最后的终值12%就可以了。检测孔的压水需要采取单点法来进行。需要控制好试验中的水压力值，通常情况下，与灌浆之前的压水试验的压力差不多就可以。

4.5 灌浆

4.5.1 灌浆材料

根据工程情况，我们选用了标号为P.O42.5 的普通硅酸盐水泥，按照合同，水泥材料是由建设单位负责采购。就地采用了河水，工程中修建了供水池。选用了稳定剂、减水剂、速凝剂等外加剂。所有工程材料都是通过现成验收，监理工程师审核通过后方可使用。

4.5.2 浆液制备

根据工程实际情况，本工程我们采用了几种制浆的方法来进行搅拌。选用了自制500L 容量的水泥浆搅拌机，其生产能力能有效满足本工程的施工要求。搅拌时间分两种来控制，一种是采用高速搅拌，控制时间在30s 以内;另外一种是普通的搅拌，控制时间控制在3min内。

水泥浆液搅拌完成后，不停留直接将其送入到灌浆泵的储浆桶内。从灌注浆液的制备到期用完这段时间不要超过4h，否则就要将之丢弃掉，重新生产新的浆液。另外，在整个过程中，需要采取防晒、放热、防寒、保温的相关措施，浆液的温度控制在5℃~40℃之间。

工程按照设计要求严格进行施工，工程已经顺利完工，到目前为止，水库未再出现渗漏现象，施工处理效果非常良好，受到业主的一致认同。