帷幕灌漿主要施工方法

帷幕灌漿主要施工方法

2009-5-8帷幕灌漿主要施工方法鉆孔與測斜:采用小口徑地質回轉鉆機，金鋼石鉆頭鉆孔，開孔前用“兩點法”地錨固定，用角度尺和地質羅盤校正鉆機立軸。第1段灌漿結束后進行孔口管埋設，埋入基巖深度2m,孔口管采用73mm的無縫鋼管。鉆孔測斜選用KXP-I型測斜儀，一般每10m測1次。鉆孔沖洗與簡易壓水：采用高壓水脈動沖洗，沖洗時間不少于30min，回清水10min。灌漿前均進行簡易壓水試驗，壓水壓力1.0MPa。制漿與檢測：采用集中制漿，分部位供漿，漿液經(jīng)3臺濕磨機串聯(lián)磨制后送入攪拌桶，外加劑為UNF-5型高效減水劑，摻量7%。漿液濃度采用標準漏斗粘度計檢測，要求漏斗粘度小于30s；細度主要采用沉降法，用激光粒度儀校核，要求每10t水泥檢測1次。自動記錄：灌漿記錄全部采用自動記錄儀，自動記錄儀為長江科學院GJY-III型和湖南力合LHGY-2000型。灌漿壓力控制：在施工過程中為了避免抬動破壞，建立了注入率與最大灌漿壓力的關系。帷幕灌漿主要技術指標壩基滲控設計采用常規(guī)防滲排水與封閉抽排相結合的方案?？咨钆c段長：孔深按HN1/3h+c與深入相對不透水巖體頂板以下5m控制，同時要求終孔段應滿足透水率W1Lu、單耗qW20kg/m，否則自動加深；灌漿段長第一段2山，第二段1m，第三段2m，以下各段5m。灌漿壓力：設計灌漿壓力按不小于1.5倍壩前水頭考慮，灌漿壓力值見下表1：灌漿材料與漿液配比：灌漿材料采用濕磨細水泥，細度要求D97<40um，現(xiàn)場按D95<40um按制。采用3：1、2：1、1：1、0.6：1,4個比級。灌漿施工方法：按分序加密的原則，采用“小口徑、孔口封閉、自上而下、孔內循環(huán)、高壓灌漿”方法。結束標準：在設計壓力下，1?3段注入率小于0.4L/min、以下各段小于1.0L/min，延續(xù)灌注時間不少于90min。質量合格標準：質量合格標準qW1.0Lu，接觸段及其下一段的合格率應為100%,以下各段應達90%以上,且q應<2.0Lu。帷幕灌漿特殊情況灌漿過程中，發(fā)現(xiàn)冒漿漏漿，應根據(jù)具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法進行處理。帷幕灌漿過程中發(fā)生串漿時，如串漿孔具備灌漿條件，可以同時進行灌漿。應一泵灌一孔。否則應將串漿孔用塞塞住，持灌漿孔灌漿結束后。串漿孔并行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進和灌漿。灌漿工作必須連續(xù)進行，若因故中斷，可按照下述原則進行處理：應及早恢復灌漿。否則應立即沖洗鉆孔，而后恢復灌漿。若無法沖洗或沖洗無效，則應進行掃孔，而后恢復灌漿?；謴凸酀{時，應使用開灌比級的水泥漿進行灌注。如注入率與中斷前的相近，即可改用中斷前比級的水泥漿繼續(xù)灌注；如注入率較中斷前的減少較多，則漿液應逐級加濃繼續(xù)灌注。恢復灌漿后，如注入率較中斷前的減少很多，且在短時間內停止吸漿，應采取補救措施。涌水問題：涌水是由于壩基巖體裂隙水在四周河水水壓傳遞下，當鉆孔揭露裂隙含水帶后，地下水的排泄釋放過程，屬于地下水正常逕流。對鉆孔涌水問題，采取如下措施：對涌水嚴重部位，增加灌漿孔深、改單排帷幕為雙排帷幕，加密灌漿孔；對涌水孔段，提高灌漿壓力(設計壓方涌水壓力)；提高結束標準，要求屏漿時間不少于1h，閉漿待凝24?48h。通過以上處理后，涌水孔段灌后掃孔均無涌水，且鉆孔涌水量與涌水孔段頻率隨帷幕灌漿排序、孔序增加而減少。灌漿段注入量大，灌漿難于結束時，可選用下列措施處理：⑴低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿；漿液中摻加速凝劑；灌注穩(wěn)定漿液或混合漿液。該段經(jīng)處理后仍應掃孔，重新依照技術要求進行灌漿，直至3.8.6灌漿過程中如回漿變濃，宜換用相同水灰比的新漿進行灌注，若效果不明顯，延續(xù)灌注30min。即可停止灌注。在巖溶地區(qū)的溶洞灌漿，應先查明溶洞的充填類型和規(guī)模，而后采取相應的措施處理。溶洞內無充填物時。根據(jù)溶洞的大小，可采用泵入高流態(tài)混凝土、投入碎石再灌注水泥砂漿、灌注混合漿液等措施。待凝后，掃孔，再灌水泥漿。溶洞內有充填物時，根據(jù)充填物類型、性能以及充填程度，可采用高壓灌漿、高壓噴射灌漿等措施。灌漿注入量大時，可參照第5條進行處理。巖溶地質條件下土石壩帷幕灌漿中出現(xiàn)的特殊情況處理：灌漿是在已建成的大壩頂上進行，在滲透水流的作用下，溶洞、溶蝕裂隙內的充填物幾乎被沖空，構成長期漏水通道，且灌漿是在水庫蓄水情況下進行，地下水流速大，水泥不易沉淀，向下游流動很遠，會出現(xiàn)灌不住漿、吃漿量很大的現(xiàn)象。對此可采取以下措施處理：1.濃漿堵漏。即先灌0.6：1或0.5：1的濃漿。2.用濃漿沖灌細砂。開始時用砂漿泵灌砂漿，即用灌漿泵向孔內灌0.6：1或0.5：1的濃漿，在孔口向孔內加20%?30%粒徑為0.1?0.25毫米的細砂，直至孔口返漿。3.加速凝劑。為加快漿液凝固，避免漿液沿裂隙流失太遠，在濃漿中摻入1%的水玻璃或2%?4%的氯化鈣。4.孔口沖灌礫石、粗砂。用清水在孔口向孔內由粗到細沖灌礫石、粗砂，礫石的粒徑控制在2?5毫米，最大不超過5毫米，砂的粒徑控制在O.5?2毫米，最小不小于0.5毫米，使其沿裂隙流動、積累，使礫石、粗砂在裂隙中堵塞通道，減小滲水流速，形成反濾，建立阻漿滯漿體。帷幕灌漿的問題中斷處理.由于停電、機械故障、器材等問題出現(xiàn)的被迫中斷灌漿情況，應盡快恢復灌漿.恢復時應從稀漿開始，如果吸漿率與中斷前接近，則可盡快恢復到中斷前的稠度，否則應逐級變漿.若恢復后的吸漿率減少很多，則短時間內即告結束，說明裂隙口因中斷被堵，應起出栓塞進行掃孔，沖洗后再灌.串漿處理.采取漿液加濃、降壓、限流灌注，當吸漿率下降時，逐步提高灌漿壓力.被串孔則需掃孔后方可灌漿.冒漿處理.在灌漿過程中發(fā)生表面冒漿時，輕微者，可以稍停灌漿，讓其自行凝固堵漏.嚴重者應先行實行堵漏措施，無效，可越級變濃漿液，降低壓力，中斷間歇等辦法.特大吃漿量的解決方法.在只具有一般性裂痕的巖層中灌漿，大都可在1?3h之內灌注結束，注灰量不會超過100?200kg/m[2].然而有時候會出現(xiàn)大量吃漿不止，長時間灌不結束的情況.其原因大多不是因空隙體積太大沒有灌滿，而是因為地層的特殊結構條件促使?jié){液從附近地表冒出，或始終沿著某一固定的通道從或明或暗的地方流失了.對此，采取以下方法進行處理.進一步降低灌注壓力，限制吸漿率不超過5L/(min•m),以減少漿液在縫隙里的流動速度，促使盡快沉積；在最稠的水泥漿中摻入速凝劑，如水玻璃、氟化鈣等，促使盡快凝結；灌注更稠的水泥砂漿；間歇灌漿，以促使?jié){液在靜止狀態(tài)下沉積，將通道堵住.每次間歇前應灌入的材料數(shù)量和停歇時間，視地質條件、灌漿目的等確定，一般可按每次灌入200?500kg/m，以停歇2?8h掌握.這種特殊情況的灌漿，限制吸漿濾，不使其超過5L/(min•s),以減少漿液在縫隙里的流動速度，促使?jié){液盡快沉積；在最稠的水泥漿中摻入速凝劑，如水玻璃、氟化鈣等促使盡快凝結；灌注更稠的水泥砂漿；間歇灌漿，以促使?jié){液在靜止狀態(tài)下沉積，將通道堵住.每次間歇前應灌入的材料數(shù)量和停歇時間，視地質條件灌漿目的等確定，一般可按每次灌入200?500kg/m,以停歇2?8h掌握.這種特殊情況的灌漿，結束時不必強迫達到設計壓力，但如能達到則必須達到.若到此壓力時就發(fā)生冒漿或大量吃漿的，可在較低的壓力下結束.但凡在低壓結束的，待凝一段時間以后，應再將孔掃開復灌一次，在復灌中爭取達到設計壓力.對于特大漏水通道采用直接充填細骨料的方法。三峽二期工程泄洪壩段位于長江枯水河床及右岸漫灘中堡島部位，建基面高程為4~50m,其中廣3壩段位于枯水河床深槽區(qū)，是三峽大壩最高部位，最大壩高181m。壩基巖體為閃云斜長花崗巖，其中含有細粒閃長巖和片巖包裹體、花崗巖脈及偉晶巖脈。基巖構造裂隙屬細微裂隙，從總體看，透水性微弱，在斷裂發(fā)育帶、卸荷帶及巖脈與斷裂接觸面透水性強。三峽泄洪壩段壩基帷幕分為上游主帷幕和下游封閉帷幕，上游主帷幕為兩排，第一排為豎直孔，第二排為傾向上游1.5°?5°斜孔，孔距均為2m，孔徑60mm；下游封閉帷幕為單排豎直孔，孔距為2.5m，孔徑60mm。帷幕灌漿采用“小口徑鉆孔，孔口封閉，自上而下分段，高壓孔內循環(huán)法”灌漿。上、下游帷幕第3段以下設計壓力分別為6MPa和4MPa。前3段段長分別為2m、1m、2m，灌漿壓力分別為上游主帷幕：1.5MPa、3MPa、4.5MPa，下游封閉帷幕：1MPa、1.5MPa、2MPa；第3段以下一般段長為5m,最長不大于10m,第一段采用傳統(tǒng)阻塞法進行灌漿，灌漿結束后埋入孔口管，待其終凝后開始繼續(xù)鉆進。在帷幕水泥灌漿完工后，經(jīng)過對灌漿的成果資料進行分析發(fā)現(xiàn)，部分孔段淺層存在透水率大或有涌水，且在灌漿壓力已升至2倍設計水頭的情況下，灌漿單耗依然較??；在帷幕檢查孔壓水時也發(fā)現(xiàn)部分壩段的淺層透水率仍然超標，因此又進行了丙烯酸鹽補充灌漿。丙烯酸鹽灌漿主要針對淺層透水率大或有涌水而灌漿單耗較小以及檢查孔壓水時淺層透水率超標的部位。丙烯酸鹽灌漿孔均為垂直孔，采用純壓式灌漿，分兩序加密，孔深5m；分2段壓水檢查，第1段段長2m，第2段段長3m，全孔作1段灌漿，主帷幕壓水壓力2.0MPa，灌漿壓力2.5MPa；封閉帷幕壓水壓力1.0MPa，灌漿壓力1.5MPa，灌漿壓力均低于相應部位的水泥灌漿壓力。2施工特點2.1部分壩段失水回濃現(xiàn)象較為普遍造成漿液失水回濃的主要原因是地層中的細微裂隙只有水和部分細水泥顆?？梢酝ㄟ^，而粗水泥顆粒不能通過。三峽泄洪壩段帷幕灌漿采用的是濕磨水泥，濕磨后水泥粒徑為d50<10um且d97<40um，也就是說平均粒徑為10um的水泥顆粒也只有部分能灌入裂隙。一般認為當水泥粒徑小于裂隙寬度的1/3~1/5時，可灌性較強，因此基本可以判定吸水不吸漿孔段的地層中裂隙寬度小于30~50umo現(xiàn)場為了便于操作，制定如下方法判定失水回濃是否達到了吸水不吸漿的程度：當小循環(huán)灌漿過程中，20~30min內回漿比重超過一個比級且注入率在1?2L/min，此時換原比級的新鮮漿液，若不發(fā)生回濃或回濃不明顯，則正常結束灌漿；若繼續(xù)發(fā)生回漿比重超過一個比級的現(xiàn)象，則判為吸水不吸漿，按吸水不吸漿標準結束灌漿，但總灌注時間仍要求不小于120min。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，筆者認為下面的判斷方法更科學、更準確：三峽二期泄洪壩段壩基帷幕灌漿要求在小循環(huán)（圖1）達到穩(wěn)定狀態(tài)30min后，打開大循環(huán)（圖2）灌注。所謂小循環(huán)就是回漿管的漿液直接回到灌漿泵，再由泵壓入進漿管而不經(jīng)過攪拌桶及流量計。小循環(huán)過程中，自動記錄儀能準確記錄注漿量。而大循環(huán)則是指回漿管的漿液回到攪拌桶后，通過流量計再進入灌漿泵壓入進漿管。大循環(huán)過程中，自動記錄儀已不能有效的記錄注漿量，人工記錄的注漿量有一定的誤差，因此透水不透漿現(xiàn)象在小循環(huán)狀態(tài)下進行判斷比較準確。在小循環(huán)過程中，假設該孔段已達到透水不透漿的程度，孔內（包括進、回漿管）漿液將逐漸變濃，因為對于某一個孔段，孔容（包括進、回漿管容）是一定的，則孔內漿液由稀變濃的需灰量L1應與同一時段內所注入漿液的含灰量L2相等（因為這一時段內，漿液中的水完全灌入裂隙，而灰仍留在孔內）。為了計算方便，根據(jù)試驗結果得出濕磨普通525#水泥漿液灰水比與比重及灰水比與含灰量關系曲線，如圖3所示?，F(xiàn)舉例說明上述判定方法：1X13-II-1#孔第7段：孔容162L，進漿比重1.21kg/L（進漿比重指攪拌桶內漿液比重），30min內注漿量為61L，回漿比重（回漿比重指回漿管內漿液比重）從1.21kg/L變濃為1.3kg/L。根據(jù)圖3，查得：Y=1.21kg/L對應的漿液含灰量為0.3kg/LY=1.3kg/L對應的漿液含灰量為0.43kg/L30min內孔內漿液比重由1.21kg/L變?yōu)?.3kg/L所需灰量：L1=162X(0.43-0.3)=21.1kg此時段內所注入漿液的含灰量：L2=61X0.3=18.3kg兩者相差僅2.8kg，后者已達前者的86.7%?？紤]到管容測量誤差、比重測量誤差以及計時開始時孔內漿液比重沒有完全置換至1.21kg/L,可以認為該孔段為典型的透水不透漿現(xiàn)象，按照吸水不吸漿處理。按照上述方法，對帷幕灌漿中透水不透漿現(xiàn)象進行分析發(fā)現(xiàn)：計算出的L2與L1相差均在20%以內。此外，對于L2小于L1的20%以上時，可以認為孔內漿液置換不充分，孔內仍存留有部分濃漿，不能判為透水不透漿，而應重新置換出孔內濃漿，灌入一定比重的稀漿。若L2>L1，則說明孔內仍在吸漿，按正常情況對待。上述判斷方法的缺點是需要查表計算，不便于現(xiàn)場操作，但就準確性而言，筆者認為這種判斷方法值得推廣。從現(xiàn)場的實際情況來看，很少發(fā)生換新漿后可灌性增強的現(xiàn)象，一般是繼續(xù)回濃，發(fā)生失水回濃后換新漿對于泄洪壩段的地質情況效果不明顯。經(jīng)過孔內高壓循環(huán)一段時間后，漿液流動性降低、粘度增大，而新漿流動性較強、粘度較小，故可灌性較好，但在三峽泄洪壩段，裂隙寬度過小、水泥粒徑過大已成為漿液失水回濃的主要原因，而漿液的流動性和粘度是次要原因，要降低失水回濃發(fā)生的頻率，提高細微裂隙的可灌性，采用粒徑更小的超細水泥是一種有效途徑，但這無疑會增加灌漿成本，而從檢查孔的壓水結果來看，發(fā)生失水回濃頻率較高的壩段灌后防滲能力基本可以滿足設計要求。泄洪壩段7~9主帷幕發(fā)生失水回濃的頻率較高且大部分在開灌30min內迅速回濃，同時注入率在1~2L/min，按吸水不吸漿標準結束，既縮短了灌漿時間又避免了發(fā)生孔內濃漿埋鉆的危險，該部位的帷幕檢查孔除X8-J1最后兩段壓水結果超標外，其余孔段壓水結果均滿足設計要求。2.2數(shù)量較少的大注入率孔段是帷幕防滲的關鍵部位因深槽段基礎下分布有順河向斷裂構造，故大漏量孔段較多。對于壓水時發(fā)現(xiàn)注入率、透水率較大的孔段，首先查找有無外漏點，如有外漏點則對外漏點進行嵌縫、表面封堵，在確認無外漏時，開灌前對制漿站、灌漿泵、攪拌桶、儲漿桶及輸漿管道等設施進行檢查，以確保灌漿的連續(xù)性，不發(fā)生人為的灌漿中斷。因為壓水壓力較低，而灌漿壓力較高，因而壓水時無外漏的孔段，灌漿時不一定沒有外漏，灌漿過程中當漿液注入率較大時，首先查找有無外漏，特別是當已經(jīng)變濃一級漿液而注入率沒有明顯減少時，更要加強查找。當發(fā)現(xiàn)外漏時首先降低灌漿壓力，對外漏點進行嵌縫、表面封堵，當上述措施無效時，采取間歇灌漿，待所灌入水泥漿液初凝后，掃孔復灌。在灌漿注入率較大而無外漏時，需控制灌漿壓力使之與注入率相匹配，因為注入率較大說明裂隙比較發(fā)育，地質條件較差，因而漿液與基巖的接觸面較大，這時如果升至高壓會產生較大的抬動力，很可能會導致抬動破壞。在漿液注入率較大時，需加強抬動觀測，以便控制適當?shù)墓酀{壓力。在漿液比級相同的情況下，裂隙比較發(fā)育的地層中漿液壓力衰減較慢，故較小的灌漿壓力也能得到較大的擴散半徑，因而在漿液注入率較大時不必升高灌漿壓力也能得到理想的灌漿效果。此時需采取措施降低漿液的流動性，例如采用濃漿灌注，以避免不必要的浪費漿材。三峽泄洪壩段壩基帷幕灌漿采用部頒94規(guī)范中推薦的與注入率相匹配的灌漿壓力，如下所示。2.3部分壩段涌水較為普遍泄洪壩段涌水孔段較多主要是因為水位差較大及基巖中沿斷層脈狀透水較豐富，而以深槽段尤為突出。對于涌水孔段在正常灌漿結束后再屏漿1h，視灌入量情況決定待凝時間，一般為12~48h，待凝后掃孔到底，若仍有涌水則需重復灌漿，否則繼續(xù)鉆進。涌水孔段屏漿的作用是使灌入裂隙的水泥漿液在高壓作用下充分排水固結，防止其被涌水頂回。有涌水且漿液灌入量較大的孔段，說明該孔段裂隙比較發(fā)育，裂隙中漿液壓力衰減較慢，先按照灌漿壓力與注入率相匹配原則灌注，當注入率降到10L/min以下時升至設計壓力加孔口涌水壓力進行灌注。這種情況下，能取得足夠的擴散半徑，得到理想的灌漿效果。有涌水而漿液灌入量較小的孔段，說明該孔段裂隙不發(fā)育，裂隙中涌水壓力衰減較快，所測灌漿段涌水壓力小于裂隙中實際涌水壓力，距孔中心線距離愈大，所測涌水壓力與裂隙中實際涌水壓力相差愈大，而灌漿時因漿液的粘度大于水的粘度，故裂隙中漿液壓力衰減更快，但衰減方向與涌水壓力衰減方向相反，故裂隙中漿壓與水壓很快將達到平衡狀態(tài)，因此漿液的擴散半徑很有限。對于這種情況，要得到合適的擴散半徑，需提高漿液的流動性，施工時可以采取以下幾條措施：①提高灌漿壓力，使裂隙中漿壓與水壓在所需要的擴散半徑以外達到平衡狀態(tài)，但灌漿壓力的提高要受到抬動觀測值的限制；②增加布孔密度，使各序孔以較小的擴散半徑連成完整的幕體；③延長灌漿時間。從灌后帷幕檢查孔的情況看，灌前涌水孔段較多的壩段灌后檢查孔仍有少量涌水，但壓水結果表明其防滲能力已滿足設計要求。3水泥灌漿結束后的處理措施在水泥帷幕灌漿結束后，檢查孔壓水時發(fā)現(xiàn)部分壩段的淺層透水率仍然超出設計要求，通過分析認為：在現(xiàn)有的濕磨條件下，水泥顆粒粒徑依然過大，不能滿足這些部位的灌漿要求，而基巖淺層的灌漿效果卻是控制帷幕幕體防滲效果的關鍵部位，在蓄水后將承受較大的水壓，在這種情況下有必要進行化學灌漿，以確保幕體的防滲效果。經(jīng)分析、比較后，化灌材料選用膠凝后基本無毒的丙烯酸鹽。丙烯酸鹽漿液的粘度一般小于2MPa•s，且為溶液，因此具有較強的可灌性，能夠灌入濕磨水泥無法灌入的細微裂隙，對水泥灌漿遺漏的部分進行必要的補充。丙烯酸鹽凝膠的滲透系數(shù)一般小于5x10-7cm/s，滿足設計要求。在水泥帷幕灌漿結束后，檢查孔壓水時還發(fā)現(xiàn)上游主帷幕的透水率較下游封閉帷幕小，這反映出上游主帷幕經(jīng)過高壓和加密后，水泥灌漿質量明顯好于封閉帷幕，因此決定加大下游封閉帷幕丙烯酸鹽灌漿的布孔密度。4幾點認識及建議若臨界壓力小于該孔段的設計壓力，灌漿過程中當升壓至臨界壓力時，漿液注入率將突增，此時如果按注入率較大情況下與注入率相匹配的壓力進行控制，則應降壓，而降壓的結果是壓力低于臨界壓力，漿液注入率大幅下降或基本不吸漿，說明裂隙周圍的巖體發(fā)生了彈性張裂變形，當外力撤消后，裂隙又恢復原狀。這種情況在右縱壩段下游封閉帷幕灌漿過程中曾出現(xiàn)過，這種情況下灌漿壓力該如何控制，則需進一步探討。帷幕檢查孔全孔灌漿壓力為相應部位第一段灌漿壓力，在注入率小于1L/min的情況下穩(wěn)定30min后打開大循環(huán)灌至結束，這些技術要求導致檢查孔全孔灌漿時間過長，例如X18-J-2全孔灌漿歷時5h27min。檢查孔采用傳統(tǒng)阻塞法灌漿，作為射漿管的內管一般無法活動，長時間灌注極易埋內管，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，大部分機組不采用6分鐵管作為內管，而采用塑料管作為內管，若被埋則舍棄順便封入孔內。經(jīng)過長時間灌注孔內水泥漿容易凝結，很可能導致塑料內管從阻塞器下部脫落，這樣在灌漿結束后封孔時回漿比重將迅速達到標準，而孔內稀漿并未被完全置換出來，造成封孔質量難以保證。而壓水合格的檢查孔的主要矛盾是封孔質量，并非灌漿質量，這樣做便造成了本末倒置。鑒于上述原因，可考慮對檢查孔灌漿技術要求進行修改。帷幕灌漿孔一般段長為5m，小循環(huán)穩(wěn)定標準為注入率小于1L/min,考慮到段長因素可以改寫為注入率小于0.2L/m•min，這個穩(wěn)定標準應該也可以在檢查孔全孔灌漿時采用。因檢查孔每段都進行過穩(wěn)定壓水，故壓水全部合格的檢查孔孔內不可能存在較大裂隙，只可能存在多條細微裂隙，這些細微裂隙是造成灌漿時存在注入率的主要原因，經(jīng)改寫后的穩(wěn)定標準既能控制不發(fā)生大裂隙欠灌的情況，又能保證灌漿質量，而且可以大大縮短灌漿時間，避免發(fā)生內管被埋，確保封孔質量。中、小型水庫大壩基礎滲漏處理梅花水庫是一座建于上個世紀五十年代的小（一）型水庫，大壩為高18.2m的均質土壩，軸線長度120m，壩頂寬6m。壩址位于溈山復式巖體內，地層巖石為中生代燕山期黑云母花崗巖。上部為粗顆粒結構，風化深。下部為中顆粒結構，巖石較堅硬，壩基巖石破碎，裂隙發(fā)育，滲透系數(shù)普遍較大。由于當時主要是靠人力夯筑而成，民工“三自帶”，又由于大壩在施工過程中，管理上、設備上、資金上等不足原因，在這種條件下建起來的土壩，其質量較差。隨著運行時間的延長，工程老化，險情問題不斷暴露出來。在蓄水運行中，蓄水效能得不到全部發(fā)揮，且出現(xiàn)了較為嚴重的滲漏現(xiàn)象，這些現(xiàn)象表明了大壩的安全運行受到了嚴重的威脅。如何處理和解決這一問題？通過分析討論：對大壩進行灌漿補強加固是有效的方案，下面就以梅花水庫大壩灌漿方案為例作討論。二、 工程概況梅花水庫位于寧鄉(xiāng)縣流沙河鎮(zhèn)高山村，均勻土質壩，壩頂高程：159.5米、壩長：120米、壩高：18.2米、集雨面積2.43平方公里，正常蓄水位157.0米，相應庫容237萬m3,灌溉面積0.38萬畝，屬?。ㄒ唬┬退畮?，其對下游流沙河鎮(zhèn)集鎮(zhèn)的自來水及周邊6個村的“人飲工程”生活用水，對下游農田都起著舉足輕重的作用，尤其在旱季，作用更明顯，在汛期對下游的洪水亦起著一定的調節(jié)作用。三、 工程存在的問題及原因分析經(jīng)勘測，當庫水位達到155.0m高程時，背水坡右側壩腳及放水涵洞周圍多處有嚴重滲漏現(xiàn)象，壩基滲漏量達200L/min，如果水位達到溢洪時，其滲漏就更嚴重。經(jīng)過分析，壩體土質含沙量較高，碾壓不密實，大壩基礎為強風化花崗巖，基礎節(jié)理、裂隙發(fā)育，清基時強風化層等未完全清除，壩基截水墻未達到弱透水層，同時大壩進行二次施工時二次工程接合部分未處理好，因而造成大壩基礎滲漏嚴重。四、充填式灌漿設計根據(jù)梅花水庫壩基滲漏情況、壩址巖層性質及多年水庫壩基止漏的經(jīng)驗，決定采用充填式灌漿對大壩基礎滲漏進行處理?；A帷幕灌漿的主要目的是減少基礎滲流，減少水庫中水的流失，保證設計水頭，滿足經(jīng)濟效益；降低基礎揚壓力，減小大壩斷面，節(jié)省工程量；防止集中滲流，防止在基礎巖石中發(fā)生沖刷、管涌，減少溶蝕，保證壩基滲透穩(wěn)定和大壩安全。本設計根據(jù)《土壩壩體灌漿技術規(guī)范》(SD266-88)及原省水利水電廳、水利管理局編印《堤壩灌漿技術》進行設計。(一)灌漿工藝1、布孔.造孔具體布孔：具體情況具體分析，視情況而定。但一般按一固定規(guī)則布孔，我們采用馬格公式計算灌漿擴散半徑為1.85m，進行布孔，沿壩軸線從左岸向右岸布設兩排灌漿孔，前后排灌漿之間按三角形布設。即排距為1米，孔距為3米，各孔深度達到滲漏層以下2米。鉆孔灌漿順序的施工原則，采用逐漸加密法，孔距由稀至密，逐漸加密至設計孔距，分三序鉆孔灌漿。該水庫土壩為均質土壩，對壩體采取充填式灌漿，壩體中間灌漿孔設在原壩頂中央，與壩基帷幕灌漿在同一橫斷面上，第一序孔孔距為4m，第二序孔孔距為2m，第三序孔孔距為1m。壩體灌漿和基礎帷幕灌漿相結合，先對壩體的第一、二序孔進行灌漿，壩體灌漿和基礎帷幕灌漿相重合處即壩體第三序孔，先進行帷幕灌漿，再進行壩體灌漿。第二排也分為三序進行，但孔位應與第一排保持鉛直，最大偏差不得大于孔深的2%。壩體灌漿孔為三排，梅花形布置，排距1.0m，孔距1.0m，鉆機干法造孔，孔徑70mm，鉆至壩基巖。灌漿材料采用粘土漿。其組成成分粘粒：粉粒：砂粒為4：5：1，漿液濃度應稀后濃，具體數(shù)值由試驗確定。灌漿采用分段灌注法，由下至上，下套管分段灌注，段長5m。灌漿時先灌上游一排孔，再灌下游一排孔，最后灌中間一排孔。造孔灌漿分三序施工，第一序孔距4m，第二序孔距2m，第三序孔距1m，造一序孔，灌一序孔，灌完一序孔，再灌下一序孔。在灌漿中，應對第一序孔輪灌，采用少灌多復的方法，每米孔深每次灌漿量應控制在0.3?0.5m3,每孔灌漿次數(shù)6次，每次間隔5天。施工單位在灌漿過程中應作好灌漿記錄。灌漿壓力：灌漿壓力應通過現(xiàn)場試驗確定，孔口壓力控制在50KPa以內，在施工過程中根據(jù)實際情況調整確定，灌至大壩上半部分壓力應減少。灌漿結束標準：在規(guī)定的壓力下，注入漿液升至孔口，經(jīng)連續(xù)復灌3次不再吃漿，即可結束灌漿。壩體灌漿在老涵管兩側5m范圍內，第一段灌漿采取少灌多復的方法，使涵管外壁與土體間的滲漏通道充填密實，每孔灌漿次數(shù)6次，每次間隔5天。2、 灌漿壓力根據(jù)《土壩壩體技術規(guī)范》規(guī)定，充填灌漿的灌漿壓力控制在4.9x104Pa即0.5公斤/厘米2，瞬時壓力控制在9.8x104Pa，艮口1.0公斤/厘米2,灌漿機和孔口必須