PAGEPAGE5金窩水庫加高擴(kuò)容工程主壩防滲帷幕鉆孔灌漿工程技術(shù)總結(jié)一、工程設(shè)計及施工技術(shù)要求金窩水庫于2002年11月始將主壩后部干砌石、堆石體拆除，上游漿砌石重力墻上部拆至▽16.90m左右后，改建為埋石砼重力壩以加高擴(kuò)容。在2003年主壩砼澆筑中及2004年底完工后均發(fā)現(xiàn)壩后沿壩坡面或基面多處滲水。根據(jù)珠委意見及向?qū)＜易稍償M由設(shè)計單位按對主壩上游漿砌石墻及其巖基（淺層）進(jìn)行水泥帷幕灌漿的處理方案作出設(shè)計。在2004年4月出的《主壩帷幕灌漿布置圖》設(shè)計基礎(chǔ)上，于2005年4月提出《主壩增加帷幕灌漿設(shè)計修改報告》〔含所附JWS-4G-B-31（修改）圖〕，同時提出了《主壩帷幕灌漿設(shè)計施工技術(shù)要求（修改）》，加上施工應(yīng)遵守的《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范SL62-94》，共為我公司所承擔(dān)的金窩水庫主壩帷幕灌漿工程施工之工作任務(wù)及技術(shù)要求的依據(jù)。設(shè)計采用距離壩軸為1m，孔距為2m的95個孔鉆灌形成一道深達(dá)基巖面以下5m左右、縱長為188m的帷幕墻，即通過灌漿充填漿砌石墻體的縫隙孔洞，同時充填、固結(jié)墻體與基巖接觸面，以切斷滲漏通道，達(dá)到堵漏防滲目的。設(shè)計對施工技術(shù)的基本要求是：釆用強(qiáng)度等級為42.5MPa的普通硅酸鹽水泥按2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1五個比級拌制純水泥漿，由稀至濃逐級變換。釆用灌漿壓力（MPa）為0.1(分段標(biāo)高10～16.5m)、0.2(5～10m)、0.3（0～5m）、0.4（-5～0m）、0.5（-7.5～-5m）五個級別。允許孔位誤差0.1m，孔斜率≤1﹪,孔底偏差0.25m～0.45m,孔底沉積厚≤0.2m,射漿管距孔底不大于0.5m，孔深不小于設(shè)計值，鉆灌分段長為6m。灌漿質(zhì)量檢查以檢查孔壓水試驗成果為主，分段長≤二、施工工藝、方法及異常情況處理㈠、作業(yè)平面布置及有序流水作業(yè)所有生產(chǎn)性設(shè)備設(shè)施安置于寬暢的壩頂，在接近防滲墻中部的圓弧段末端設(shè)置水泥庫、攪拌站、灌漿站、抽水站以便最好地顧及全壩段作業(yè)。95個帷幕灌漿孔劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔又劃分為9個單元工程施工（單元內(nèi)各孔號連續(xù)）按序分段施工，即在場地布局上每臺鉆機(jī)各承擔(dān)連續(xù)的三個單元工程鉆孔施工，分別在左、中、右壩段內(nèi)作業(yè)互不干擾；每臺鉆機(jī)對其承擔(dān)的三個單元工程各孔的分序編號嚴(yán)格按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序次先后進(jìn)行鉆孔作業(yè)；除養(yǎng)護(hù)外一般不停機(jī)，在某孔段灌漿的同時可鉆鑿另一孔段以實現(xiàn)同步流水作業(yè)。灌漿工序按孔段鉆畢的先后統(tǒng)一安排，采用同一壓力、同一水灰比漿液的兩孔段則同時施灌。㈡、鉆孔、沖洗、注水或簡易壓水作業(yè)采用二臺XY-1A型、一臺XY-1A-4型鉆機(jī)鉆孔，沖洗或簡易壓水均以BW-250型灌漿泵加壓，注水則直接用水泵供水。1、孔位放樣、鉆機(jī)就位安裝用鋼尺丈量將帷幕孔縱向位置標(biāo)注在防浪墻面上，與其垂直方向向下游量取0.75m即為孔位。鉆機(jī)就位對準(zhǔn)孔位后通過在機(jī)座下塞木片整平，并用水平尺校正，安裝牢固后以垂球測斜，由監(jiān)理校驗后開孔。2、鉆進(jìn)作業(yè)采用回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)、金剛石鉆頭按灌漿孔段段長3.14～7.39m分段鉆進(jìn)。開孔口徑110mm，終孔口徑91mm或75mm。每孔孔口埋設(shè)長0.40m直徑Ф108mm孔口管。鉆孔每孔段的終止，系根據(jù)段長及所處深度由所下鉆桿鉆具總長，立軸桿上余量由鋼尺丈量確定。鉆孔總孔深可稍超設(shè)計孔深10～15鉆進(jìn)中對孔內(nèi)漿砌石、基巖情況作記錄，同時采用正常鉆速和中等鉆壓平穩(wěn)鉆進(jìn)。每個鉆孔均采取巖芯以反映各孔段性狀。3、沖洗及簡易壓水（注水）每孔段鉆畢后在灌漿前進(jìn)行沖洗清除孔底沉碴不超過20cm，孔中裂隙以壓力水沖洗至回清水。沖洗畢后灌漿前采用0.8倍灌漿壓力以單點(diǎn)法進(jìn)行簡易壓水試驗，壓水20分鐘，每5分鐘測讀一次壓入流量（以貯水桶水位下降值換算），取最后值作為計算值。另對37＃、68＃、79＃先導(dǎo)孔在漿砌石層及其與基巖接觸段進(jìn)行注三、加快進(jìn)度、確保工程質(zhì)量、安全施工的技術(shù)措施㈠、加快進(jìn)度確保工期技術(shù)措施合理進(jìn)行平面布置：抽水、制漿灌漿設(shè)備置于防滲墻中部壩頂上，為作業(yè)提供了方便。三臺鉆機(jī)各承擔(dān)相連的三個單元工程，分別在左、中、右壩段內(nèi)作業(yè)互不干擾，避免了長途移機(jī)，提高了效率。實行有序作業(yè)：每臺鉆機(jī)對其承擔(dān)的三個單元工程各孔的分序編號嚴(yán)格按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序次先后進(jìn)行，灌漿及壓水試驗則按分段完成鉆孔的先后統(tǒng)一進(jìn)行，事前可以做出計劃統(tǒng)籌安排。實行同步流水作業(yè)：鉆機(jī)移動中可順便將后序孔主壩上部砼層先鉆畢。除養(yǎng)護(hù)外不停機(jī)，在某孔段灌漿同時鉆鑿另一孔段。對采用同一壓力、同一水灰比漿液的兩孔段則同時施灌以省時。加強(qiáng)機(jī)組技術(shù)協(xié)作，對鉆機(jī)維修、鉆灌異常情況的處理等集中技術(shù)資源，群策群力統(tǒng)一安排，互相調(diào)劑，盡量不中止鉆灌作業(yè)。平時加強(qiáng)設(shè)備保養(yǎng)，備足易損件，因故停工期突擊檢修設(shè)備、加工購備零配件等，盡量減少機(jī)械停機(jī)時間。加強(qiáng)對技工的崗前技術(shù)培訓(xùn)和交底，遵守操作規(guī)程，避免誤操作和違規(guī)作業(yè)，杜絕因不符合要求而致返工窩工。㈡、確保工程質(zhì)量技術(shù)措施1、鉆孔質(zhì)量保證鉆機(jī)按放樣標(biāo)明的孔位就位、嚴(yán)格對中、整平，安裝穩(wěn)固，以水平儀和垂球校正立軸垂直度（通過在機(jī)座下塞木片調(diào)整），測量孔斜度，經(jīng)驗收合格才開孔。鉆進(jìn)中鉆壓適中，鉆速均勻，避免鉆機(jī)晃動。隨時以水平儀和垂球校正鉆桿偏斜，以控制孔斜偏差不超標(biāo)。禁用彎曲和直徑不一鉆桿。開孔后口埋設(shè)孔口管，分段鉆進(jìn)采取巖芯及時按序擺放好。為控制孔深事先將要用到的鉆具、鉆桿精測出長度，按孔段計劃孔深測算出立軸上余量并隨時量核，保正孔深不小于設(shè)計也不超太多（限10～15cm），終孔后履行驗孔手續(xù)?？锥毋@畢后對鉆孔和裂隙進(jìn)行沖洗，灌漿前作注水或簡易壓水，通過孔深測量檢驗孔底沉積厚度不超標(biāo)。2、漿液制備質(zhì)量保證采用合格（有出廠合格證、抽檢試驗合格且未受潮結(jié)塊失效）的水泥及清潔水拌制，配用量嚴(yán)格稱量(水泥除整包外，散包用磅秤稱,水用拌漿桶根據(jù)容積計量）。用高速攪拌機(jī)拌和時間不小于30秒，拌好漿液必經(jīng)過濾篩濾去結(jié)塊沉碴才進(jìn)入貯漿桶備用，并控制在4h內(nèi)用完，過期禁用。3、灌漿質(zhì)量保證開灌前認(rèn)真檢查供、壓、回漿系統(tǒng)、水、電、漿路接頭是否可靠，孔口管蓋是否固密，確保管路暢通不漏漿，同時檢查壓力表是靈敏、適用、可靠，灌漿過程中亦同樣檢控。漿液的備貯量及用量根據(jù)拌漿桶、貯漿盆容量精確計算，隨時將其漿位變化記錄在冊并換算出注漿量，并視其變化情況了解孔段孔隙發(fā)育情況。灌漿壓力和水灰比變換，視鉆畢孔段簡易壓水（注水）結(jié)果比照已灌鄰孔情況事先制定方案，施灌中視情況按設(shè)計和規(guī)范要求調(diào)整。采用循環(huán)式自上而下分段的孔口封閉灌漿方法，各孔段下入的灌漿管距孔底距離及與孔壁間隙分別不超過50cm和20cm，并令灌漿管經(jīng)常轉(zhuǎn)動和上下活動以免其被固死，確保灌漿不間歇進(jìn)行。嚴(yán)格執(zhí)行灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：保證在規(guī)定壓力下當(dāng)注入率不大于1L/min時繼續(xù)灌注90min灌漿才結(jié)束。全孔灌完后按15m左右分段以壓力灌注0.5:1濃漿封孔密實。為確保灌漿質(zhì)量Ⅲ序孔最下孔段增用了3:1一級稀漿，另Ⅱ序孔下端部分1～2個孔段、Ⅲ序孔下端大部分1～3個孔段將灌漿壓力加大到0.6～0.8MPa,以便漿液更好充實于漿砌石與基巖接觸面孔洞裂縫及基巖細(xì)小裂隙。4、檢查孔定位及壓水試驗質(zhì)量保證根據(jù)規(guī)范和設(shè)計要求確定檢查孔個數(shù)（不小于10﹪帷幕孔數(shù)）并慎重確定檢查孔位置，使其真正具有代表性，能反映整個主壩帷幕灌漿質(zhì)量狀況。嚴(yán)格遵守檢查孔壓水試驗在該部位灌漿結(jié)束14天后進(jìn)行的規(guī)定安排作業(yè)時間。檢查孔鉆孔質(zhì)量保證同帷幕孔，確保檢查孔位于帷幕墻中心線上。壓水試驗前檢查供、壓、回水管路連接是否不漏水，壓力表是否靈敏可靠，下入孔中的卡塞是否定位牢固與孔壁密合不漏水，并在試驗全過程隨時監(jiān)檢，當(dāng)出現(xiàn)接頭漏水、孔口冒水及壓力表值不對時即在處理好后重來。壓水試驗中按規(guī)定時段精確觀測貯漿盆水位下降值，并及時換算成孔段壓入流量，當(dāng)壓入流量穩(wěn)定后才可結(jié)束。記錄準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)可靠。㈢、施工安全保證技術(shù)措施1、在灌漿過程中隨時注意觀察主壩上游面（特別是圓弧段）是否由于灌漿壓力過大而損壞或產(chǎn)生新裂縫，否則要減小灌漿壓力。2、施工用電采用“三相五線制”連接，所有插座插頭要全部接地，所有計量儀表開關(guān)集中于電板（箱）并全部安裝靈敏的漏電保護(hù)器。嚴(yán)禁非電工檢修電路電器。3、現(xiàn)場設(shè)備有明顯的防火標(biāo)志，配備必要的消防設(shè)備器材，確保消防水源充足，供水系統(tǒng)正常工作，消防設(shè)備型號、功率滿足要求，經(jīng)常檢查保養(yǎng)，處于良好狀態(tài)。4、機(jī)械操作嚴(yán)格按操作規(guī)程說明書。工作前檢查，工作中注意觀察，用后及時檢查保養(yǎng)。嚴(yán)禁無證操作、擅離崗位。電動機(jī)械停修時在開關(guān)柜掛警示牌，維修人員未離開不得合閘。四、完工提交的主要文件、竣工資料經(jīng)過不連續(xù)的3個多月施工畢后，我們及時進(jìn)行資料整編，提供的主要文件、資料有：㈠、帷幕灌漿施工現(xiàn)玚記錄原始資料1、鉆孔、測斜班報記錄2、鉆孔沖洗、裂隙沖洗、注水和簡易壓水班報記錄3、灌漿班報記錄4、工程質(zhì)量檢查孔壓水試驗班報記錄㈡、主壩防滲帷幕鉆灌施工成果資料1、各單元工程灌漿孔成果一覽表（附表1）2、各單元工程灌漿分序統(tǒng)計表（附表2）3、各單元工程各次序孔灌漿成果表（附表3）4、主壩帷幕灌漿完成情況表（附表4）5、主壩帷幕灌漿質(zhì)量檢查孔壓水試驗成果一覽表（附表5）6、主壩帷幕灌漿孔平面位置圖（附圖1）7、主壩帷幕灌漿各單元工程綜合剖面圖（附圖2）8、主壩帷幕灌漿質(zhì)量檢查孔巖芯柱狀圖（附圖3）9、主壩帷幕灌漿各單元工程各次序孔透水率頻率曲線和頻率累計曲線圖（附圖4）10、主壩帷幕灌漿各單元工程各次序孔單位注灰量頻率曲線和頻率累計曲線圖（附圖5）11、主壩帷幕灌漿工程照片和巖芯實物㈢、其他資料1、灌漿材料（水泥）抽檢試驗資料水取自水庫，清潔無雜質(zhì)，毌需試驗。水泥為欽州產(chǎn)P.O.42.5普硅水泥，總用量428.5t，按施工時段（即停工前后）分兩批進(jìn)料，有出廠合格證兩份全部合格，抽檢取樣兩組試驗全部合格。2、檢查孔壓水試驗成果計算詳表（見表一:分段壓水試驗成果計算匯總表）11個檢查孔共分37段進(jìn)行鉆孔、壓水試驗，由試驗觀測數(shù)據(jù)代入壓水試驗成果計算式q=Q/(PL)中計算，式中：q—透水率（Lu);Q—壓入流量(L/min)，為貯漿盆水位下降值換算的水量與時段之比值;P—試驗段內(nèi)全壓力（MPa);P=S1+S2;L—孔段長度（m）;S1—壓力表指示壓力（MPa);S2—壓力表中心至壓力起算零線的水柱壓力（MPa)，如圖二，由孔中穩(wěn)定地下水位換算求得。3、市水利局質(zhì)量監(jiān)督部門檢查孔壓水試驗抽檢報告4、先導(dǎo)孔（37＃、68＃、79＃灌漿孔）的漿砌石壩體與基巖接觸段進(jìn)行注水試驗成果如下表二：各孔段簡易壓水5、各單元工程及各序次孔水泥灌注量、單位注入量如表三。五、經(jīng)驗、建議與探討㈠、鉆灌作業(yè)事故經(jīng)妥善處理未致質(zhì)量缺陷帷幕孔57＃孔鉆第四段、51?？足@第三段畢發(fā)生過掉鉆事故，檢查孔JK4鉆第四段發(fā)生過卡鉆事故，鉆具不能打撈上來只好予以灌漿封孔后在旁邊（約20cm處）重新分段鉆孔、灌漿或壓水試驗。帷幕孔10＃及其它孔部分孔段灌漿中出現(xiàn)過從下游地面或從壩體伸縮縫、施工縫面冒漿情況，均通過調(diào)節(jié)壓力，改變漿液水灰比及其他措施予以妥善處理，以上兩類情況均未對工程質(zhì)量產(chǎn)生影響?？傊?，主壩帷幕灌漿工程施工中，從工序到單元工程，從原材料到建筑產(chǎn)品，均未出現(xiàn)過質(zhì)量事故和明顯的質(zhì)量缺陷。㈡、狠抓管理，做到文明安全施工，確保工程質(zhì)量合格。項目經(jīng)理部在監(jiān)理部的指導(dǎo)監(jiān)管下，建立健全了質(zhì)量安全保證體系和各項管理制度，在施工現(xiàn)場加大了管理力度。一方面堅持按規(guī)章文明作業(yè)、安全生產(chǎn)，使工地地處農(nóng)村未出現(xiàn)任何不文明之舉，施工中未出現(xiàn)任何人身、設(shè)備和建筑物安全事故。另一方面落實了質(zhì)量保證現(xiàn)場技術(shù)措施，堅持按設(shè)計和規(guī)范施工，特別是灌漿單位注灰量大大超預(yù)算定額時，仍采取包括調(diào)整灌漿壓力和水灰比等措施，想方設(shè)法使帷幕線上漿砌石孔洞、基巖裂隙盡量充填密實，以達(dá)到最好堵漏效果。本工程雖小但同樣重視，亦從大處著眼，小處著手狠抓了質(zhì)量管理，確保工程質(zhì)量達(dá)到合格要求。㈢、優(yōu)化設(shè)計要求：應(yīng)先試驗后定施工參數(shù)，力求切合實際。由于原漿砌石墻基礎(chǔ)及墻身設(shè)計不完善，施工質(zhì)量差，致孔洞、裂隙發(fā)育，施灌后Ⅰ、Ⅱ序孔墻身與基礎(chǔ)綜合水泥單耗量均大大超過設(shè)計預(yù)算量，三序次孔總平均還超出其45﹪。這說明設(shè)計按正常情況所定帷幕孔距2.00m偏大,不大符合金窩水庫主壩滲漏情況特別嚴(yán)重的實況。應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行灌漿試驗，根據(jù)試驗孔水泥單耗情況調(diào)整設(shè)計孔距，從實際出發(fā)孔距定為1.40m較宜。另外，設(shè)計鉆孔深均達(dá)基巖面以下5m上下，除0+170～0+180段可行外,在其它壩段似無必要，有3m足夠，因重點(diǎn)是砌石層尤其是它與基巖接觸面的堵漏處理?？傊?，有必要對癥下藥有的放矢進(jìn)行㈣、主壩帷幕灌漿宜定在庫水位較低的冬季施工業(yè)主為趕在年底前開展金窩水庫加高擴(kuò)容工程竣工驗收，將主壩帷幕灌漿工程安排在夏季施工，其情有可原但有違科學(xué)。夏季庫水位高，抵消了一部分灌漿壓力，充填了一部分孔隙，同時如上游壩面出現(xiàn)開裂冒漿情況也難以發(fā)現(xiàn)，不利于壓力調(diào)節(jié)的“有的放矢”和灌漿質(zhì)量的充分保證。另一方面，夏季氣溫高，砌石墻身、基巖細(xì)小裂隙大多閉合，使?jié){液通達(dá)性減弱也影響到灌漿效果的充分發(fā)揮。夏季高水位施工也可能是這次通過主壩帷幕灌漿還未根除滲漏的原因之一。㈤建議予以重點(diǎn)補(bǔ)灌，力求根除主壩滲漏。這次主壩帷幕灌漿質(zhì)量檢查孔劃分37段作壓水試驗，其透水率q值均小于