时间：2022-06-15 07:39:32
摘要:本文介绍了乌克塔斯水库优化设计坝基帷幕灌浆工程，通过灌浆施工所确定的施工工艺和方法。
关键词：坝后渗漏；跟管钻进；帷幕灌浆
Abstract: This paper introduces the Ukraine, reservoir optimization design of dam foundation curtain grouting project, the grouting construction technique and method of the.
中图分类号： TV697.3+2 文献标识码：A
1 概况
乌克塔斯水库除险加固工程，为浇筑式沥青砼心墙堆石坝，主坝地质条件：左坝肩：大部分地段基岩，坡脚处覆盖坡积碎石土，
河床坝基：河床覆盖层为卵石混合土，厚度0.5～5m，下伏凝灰岩、凝灰砂岩。右坝肩：部分地段基岩，中下部表层为残坡积物，厚0.3～3m，岩体强风化层厚1～2m，弱风化层厚6～8m。透水率小于10Lu界线深度在基岩面以下23～50m。
主河床段帷幕灌浆处理：帷幕灌浆深度按岩石透水率小于10Lu控制。
水库于2011年下闸蓄水，发现坝后坡脚由原河床两处地形低点向外渗水，两水沟在坝后坡脚下游约90m汇合成一条水沟，在汇合口下游设一简易量水堰，测得渗漏量约为0.01m3/s。
针对坝后渗漏初步判断渗漏有四个方面造成：（1）沥青心墙混凝土基座和基岩接触面存在渗漏问题；（2）坝基岩体顺河向集中断层段有渗漏问题；（3）已完成的帷幕灌浆底线以下岩体基岩透水率大，存在渗漏问题；（4）目前帷幕灌浆只完成河床段灌浆。
2 帷幕灌浆优化方案及质量合格标准
2.1 帷幕灌浆优化方案
根据目前数据分析防渗处理优化方案为只对坝基和坝肩进行防渗处理，灌浆深度按5Lu防渗线控制。
帷幕灌浆孔布置在心墙上游侧灌浆轴线与坝轴线平行，距离心墙轴线1.2m，距离混凝土基座上游边缘1.43m，灌浆深度按基岩透水率＜5Lu控制。为防止坝肩渗漏，两岸进行延伸灌浆，灌浆以基岩5Lu界线与正常蓄水位相交点为结束点即左岸延伸灌浆50m，右岸延伸灌浆165m，钻孔间距2.0m。河床坝段，钻孔穿过坝体砂砾石需要套管跟进，灌浆时要注意混凝土基座底部与基岩之间接触灌浆，要求该段灌浆卡塞设置在混凝土基座内距底部0.50m，上部两段段长控制在3m以内，钻孔间距2.0m，分三序，先灌一序孔、再灌二序孔、最后三序孔，按设计帷幕灌浆孔深，一序孔采用单点法做压水试验，二序、三序孔最后两段做简易压水试验，透水率值小于或等于5Lu可终孔。
2.2 帷幕灌浆质量合格标准
帷幕灌浆质量检查以分析检查孔压水试验成果为主，同时结合钻孔、取芯资料、灌浆记录和坝后观测成果等综合评定。
检查孔的数量不少于灌浆总孔数的10%，一个坝段或一个单元至少布置一个检查孔，检查孔压水试验在该部位灌浆结束14天后进行。
检查孔压水试验合格标准：设计规定透水率不大于5Lu。混凝土基座与基础接触段及其下一段的合格率为100%。
3 主要施工工艺及方法
施工程序为：首先在河床坝体处理范围内全面交替进行砂砾石层跟管钻进至砼基座顶部，再改用φ91mm钻头钻穿混凝土盖板进入基岩2m后，将止浆塞卡在距混凝土盖板底部0.5m处进行接触段洗孔、压水试验和灌浆，浓浆封孔待凝，封孔浆液高度3m，待凝48小时后再采用φ75mm钻头分别进行基岩钻进和灌浆。
3.1 钻孔
终孔深度控制原则：① 孔位符合设计要求。② 灌浆孔的钻进按灌浆程序分序分段进行。坝体砂砾石层钻孔的垂直度控制在与垂线夹角小于或等于0.7°。
3.2 裂隙冲洗和压水试验
①灌浆孔段在灌浆前采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净为止，冲洗压力为灌浆压力的80%。
②先导孔、检查孔自上而下分段卡塞进行五点法压水试验，其余灌浆孔段均做了简易压水试验，压水试验是在裂隙冲洗后灌浆前进行，压力为灌浆压力的80%。
3.3 灌浆方法和段长
帷幕灌浆采用自上而下孔口封闭循环式灌浆方法，射浆管距孔底0.5m。灌浆段长第一段2m，第二段3m,以下各段段长均为5m。
3.4 灌浆材料和设备
灌浆材料为42.5R普通硅酸盐水泥，浆液搅拌完后通过滤网进入量浆筒后仍需低速搅拌，灌浆泵选用3往复式柱塞泵，输浆管路用1.5寸高压胶管，灌浆泵和回浆管处均安装压力表，压力表须定期检查，压力表与管路之间设有胶皮隔离装置。
3.5 灌浆压力和浆液变换
①灌浆压力按设计要求，尽快达到设计压力，但对于注入率较大的部位分级升压。灌浆压力值见下表。
②灌浆的浆液由稀至浓逐级变换。水灰比采用5:1、3：1、 2：1、 1：1、0.8：1、0.6:1和0.5：1（重量比）七个比级，开灌水灰比采用5：1，灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。浆液注入量已达300L以上，或灌浆时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改换浓一级水灰比。注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。
3.6 灌浆结束和封孔
①各孔段灌浆的结束条件：在设计压力下，当注入率不大于0.4L/min时，继续灌注60min；或不大于1L/min时，延续灌注时间不少于90min；且灌浆全过程中，在设计压力下的灌浆时间不少于120min方可结束灌浆。
②灌浆孔灌浆结束后，采用“置换和压力灌浆封孔法” 进行封闭灌浆并延续30 min。
4 灌浆主要成果及资料分析
乌克塔斯水库防渗处理帷幕灌浆工程，共计完成帷幕灌浆孔299个。灌浆进尺8815.14m，水泥注入量1579.45t，平均单位水泥注入量179.18kg/m，打检查孔33个，取岩心25个孔。
4.1 主坝段帷幕灌浆
主坝段帷幕灌浆，共计完成188个灌浆孔，水泥注入量1160.61t，平均单位水泥注入量188.44kg/m，检查孔共布置22个孔，平均每8个灌浆孔布置一个检查孔。其中Ⅰ序孔43个，平均单位水泥注入量286.62kg/m，Ⅱ序孔46个，平均单位水泥注入量187.78kg/m，较Ⅰ序孔减少了34.5%，Ⅲ序孔86个，平均单位水泥注入量112.23kg/m，较Ⅰ序孔减少了60.8%，较Ⅱ序孔减少了40.2%。
4.2 右岸坝肩及延伸段帷幕灌浆
右岸坝肩帷幕灌浆共完成22个帷幕灌浆孔，水泥注入量180.94t，平均单位水泥注入量258.08kg/m，其中Ⅰ序孔5个，平均单位水泥注入量437kg/m，Ⅱ序孔5个，平均单位水泥注入量332kg/m，较Ⅰ序孔减少了24%，Ⅲ序孔12个，平均单位水泥注入量152kg/m，较Ⅰ序孔减少了65.2%，较Ⅱ序孔减少了54.2%。
4.3 左岸坝肩帷幕灌浆
左岸坝肩帷幕灌浆共完成25个帷幕灌浆孔和三个检查孔，水泥注入量59.27t，平均单位水泥注入量98.7kg/m，其中Ⅰ序孔6个，平均单位水泥注入量158kg/m，Ⅱ序孔6个，平均单位水泥注入量105kg/m，较Ⅰ序孔减少了33.5%，Ⅲ序孔13个，平均单位水泥注入量69kg/m，较Ⅰ序孔减少了56.3%，较Ⅱ序孔减少了34.3%。
由帷幕灌浆资料整理统计可以看出，随着灌浆孔序的加密，单位水泥注入量呈逐渐减少的规律性较为明显。
4.4 压水试验
灌浆前先导孔和Ⅰ序孔全孔均做了压水试验，主坝段压水试验共计359段，透水率最大值为W-208第一段398.78Lu，平均值34.25Lu，基本符合设计要求，不合格段分别进行了补充灌浆，分别进行两段和三段共5段的压水试验检查，其透水率均小于5Lu，最大值3.21Lu，均符合设计要求。
右岸坝肩及延伸段均做了压水试验，透水率最大值为第一段78.14Lu，平均值20.07Lu，透水率大于10lu的孔段占44.8%，主要集中在第一、二段，灌浆后检查孔压水试验透水率均小于5Lu，均符合设计要求。
左岸坝肩帷幕灌浆水试验共计32段，透水率最大值为WZ-008第一段25.83Lu，平均值9.63Lu，透水率大于10lu的孔段占25%。灌浆后检查孔压水试验透水率均小于5Lu，符合设计要求。
5 结论及建议
1、通过对灌浆资料、坝后渗漏情况、检查孔压水试验结果的统计分析，整体表明灌浆效果较好，与地质资料吻合和设计要求基本一致。说明所采用的施工方法和工艺是合理的，达到了预期的目的。
2、施工过程中对地下水位以及坝后渗漏水量的观测可以看出，主坝段桩中均有地下水且地下水位与库水位基本相同，随着灌浆加密坝后渗漏量逐渐减小，由于帷幕灌浆布置了一排孔，帷幕厚度较为单薄且检查孔在第一段和第二段的压水试验中有不合格现象，因此建议主坝段孔距在2m坝段加密为孔距1m（灌浆深度15m左右），从而进一步提高防渗效果和降低坝后渗漏量。
3、由于优化设计方案帷幕灌浆轴线与坝轴线距离0.4m，坝壳料造孔深度15~20m, 因此，坝壳料造孔过程中必须保证钻孔垂直度。