水库帷幕灌浆工程施工质量控制措施

水库帷幕灌浆工程施工质量控制措施

黎永斌

文山州水务建设服务办公室 云南文山 663000

摘要：本文以德厚水库工程库区防渗帷幕作为研究对象，详细阐述了帷幕灌浆施工各个工序的施工技术要求和质量控制措施，以期为类似工程的施工提供一一些参考和借鉴的施工经验。

关键词：帷幕灌浆；施工质量；管控技术

1工程概况

云南省文山州德厚水库枢纽工程由大坝工程、库区防渗工程和输水工程组成，水库总库容1.13亿立方米，正常蓄水位1377.50米，死水位1340.00米，设计洪水位1378.77米，校核洪水位1380.53米。工程为Ⅱ等大(2)型水库。枢纽工程。大坝采用粘土心墙堆石坝坝型，坝顶设计高程1380.70米，最大设计坝高70.9米，坝顶全长181.72米，大坝及库区采用帷幕灌浆防渗，坝址区域帷幕灌浆线路长2360米，库区帷幕灌浆线路长5127米。输水工程线路总长12.22千米，其中管线长10.2千米，明渠长2.02千米。输水工程向河流上游的花庄片和平远片、下游的马塘片进行提升供水，共设五个提水泵站，泵站总装机容量15.1兆瓦。库区防渗工程右岸帷幕灌浆工程地处库尾咪哩河右岸的罗世鲊村附近，帷幕灌浆线路沿地势成折线形式布置，总长度2.70千米，防渗面积20.18×10⁴平方米，帷幕灌浆顶部高程为正常蓄水位（1377.5米），帷幕灌浆底部延伸至强溶蚀带下限之下10米，帷幕平均深度约74米，最大深度约为122.7米。Ⅱ标起点桩号MKG1+520.77～MKG2+699.34，帷幕线路长度1178.57米，帷幕灌浆为单排布孔，孔间距2米。本次现场生产性试验选取Ⅱ标帷幕线路中长8米的区段进行，试验区段为桩号MKG2+378.764~MKG386.764。

2帷幕灌浆钻孔

2.1施工工序

施工总体程序：施工准备→场地平整→孔位放样→钻先导孔→钻I序孔→钻II序孔→钻检查孔→整理资料→单元工程质评。

帷幕灌浆单孔施工工艺流程：钻孔定位→机具固定→非灌段跟管钻进→孔口管段砂浆（膏浆）灌注→扫孔→孔口管段水泥浆灌注→镶铸孔口管→待凝→接触面段钻进→裂隙冲洗兼简易压水试验→接触面段膏浆灌注→扫孔→接触面段水泥浆灌注→扫孔→下一段钻孔、压水试验、浆液灌注、扫孔、水泥浆灌注结束该段……下一段循环直至终孔→封孔→单孔资料整理。

2.2钻孔施工

本试验区段覆盖层厚度约14米，故覆盖层孔段分位两段钻进，覆盖层段钻孔每钻进7~8米进行一次压水试验，随后进行覆盖层灌浆。基岩孔段按2米、3米、5米分段进行钻孔，并做压水试验，钻进深度达到30米后开始膏浆灌浆，待凝后再按2米、3米、5米分段进行水泥浆灌注，直至结束。帷幕灌浆孔钻孔施工流程见图1。

图1 帷幕灌浆孔钻孔流程图

2.2.1 钻孔施工技术要求

钻孔施工技术要求如下：

1）钻孔的孔位、孔向和深度符合设计要求，孔位偏差不超过10厘米。钻孔深度不得小于设计图纸孔深。

2）钻孔底部最大偏差不得超过设计要求。

3）不得因施工造成缝隙或空洞的被堵死。

4）如需埋设的孔口管，必须镶铸稳固密实，孔口管四周不得出现漏浆、冒浆等现象。

5）钻孔取芯要求

① 需要钻取岩芯的钻孔包括先导孔、检查孔和监理工程师指定的其它钻孔，岩芯按取芯顺序统一编号并记录装箱，同时进行岩芯描述和钻孔柱状图绘制。

② 钻进回次最大长度不得超过3米，若发现芯样被磨损或卡钻，应立即将岩芯取出。除监理工程师另有指示，对于钻进循环超过1米的，若芯样品获得率低于80%，则下一次钻进循环深度减少50%，之后依次减少50%，直至循环深度降至50cm为止。如芯样的回收率很低，应更换钻具或调整钻孔方法。

③ 在钻孔过程中，应监测和记录钻孔冲洗水压力、取芯样品长度以及其它能够反映基岩或混凝土特性的因素等数据，并将资料提交监理工程师。

④ 根据监理工程师的指示进行钻取岩芯芯样的试验，并向监理工程师提交试验成果和数据记录资料。

⑤每盒或每箱芯样应拍摄不少于两张的彩色照片，连同钻孔作业的详细施工记录一并提交监理工程师。

⑥ 监理工程师要求保存的岩芯，应存放于指定的地点，存放时应防止散落遗失和混装。

2.2.2 钻孔孔向

帷幕灌浆钻孔方向为垂直，全孔应进行测斜。

2.2.3 钻孔深度

帷幕灌浆孔设计深度在79.69~80.54米之间，实际钻孔孔深为79.7~84.75米。详见表1

表1 帷幕灌浆钻孔深度表

2.2.4 钻孔孔斜

钻孔孔斜允许偏差按表2控制。

表2 德厚水库防渗帷幕钻孔孔底允许偏差（单位：米）

2.2.5 钻孔施工方法

结合施灌区的地质条件、设计图纸、施工技术要求及施工现场实际情况，采用如下钻孔施工方法：

1）先导孔和帷幕灌浆孔采用金刚石钻头回转钻机钻孔。

2）检查孔采用金刚石钻头单动双管钻具钻孔。

2.2.6 钻孔结构

1）根据灌浆方法、施工技术要求，帷幕灌浆先导孔和灌浆孔的开孔直径为110毫米，最小不得低于91毫米。

2）检查孔钻孔直径不低于75毫米。

3帷幕灌浆施工的质量管理措施

为了保证帷幕灌浆钻孔质量，需要采取以下措施：

1）钻孔时孔斜要进行严格测控，对孔深20米以内的偏差要控制严格。

① 钻孔时要选用刚性长钻具和匹配的钻头、钻具、钻杆，尽可能的缩小孔壁与钻具之间的间隙，对所有钻杆进行严格校正以确保同心度。钻杆上螺旋槽式扶正环的加设可以有效防止孔斜，降低钻孔弯曲度。

② 钻机要求固定牢固、无缝接触安装，对立轴方向严格校正，要求孔中心线与立轴中心线一致，对准设计孔位后开孔。钻机枕木底面不允许与地面呈“点”接触状。

③ 本工程按金刚石钻进操作规程执行，钻孔时要求按“轻压、高速、中泵量”的操作规程严格执行。

④ 钻灌段长要在规定的范围内，回次进尺要严格控制。

⑤ 工程地质人员需要熟悉相关钻探资料及灌区内的地质资料。在施工过程中要跟班对地层进行判断和预测，主要参考钻进时采取的岩芯以及孔内返水颜色、返出的岩粉颗粒。这样做的目的是可以根据判断改进钻进工艺参数，提高钻孔质量。

⑥ 由硬岩体换层钻入软岩体时，应适当降低泵量，提高钻机转速高速钻进，如钻速持续不降，可采取适当增加压力的方法，使岩芯堵塞后进行岩芯的提取。

⑦ 金刚石单动双管钻具下放至距离孔底约0.5米位置，开泵进行冲孔，清洗孔底，防止岩粉进入内外管之间的环状间隙影响钻具的单动性能和冲洗液通道。

2）在钻孔过程中如果遇到岩层或岩性变化，或是发生掉块、掉钻、卡钻、坍孔、失水、涌水、回水变色、钻速变化等异常情况，均需在钻孔记录表中进行详细记录。

3）结束灌浆孔（段）的钻进后，要对钻孔进行冲洗，冲洗后的孔底沉渣厚度不允许超过20厘米。

4）对暂时中止钻孔作业的孔口要妥善保护。

5结语

帷幕灌浆完成后需要对水库进行单元验收，在质量评定为合格后进行检测；经过检测和观察，帷幕灌浆施工防渗效果明显，取得了预期效果。德厚水库在帷幕灌浆施工过程中开展了标准化施工，严格遵守帷幕灌浆施工的技术要点与标准，在施工中严格把控施工质量，充分落实质量管理规范，使施工质量管理与施工效率得到全面提升。

参考文献

[1]仲深意.断层破碎带帷幕灌浆施工质量控制[J].水利水电技术，2013，44（7）：77~78.

[2]《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-2014）[S].北京：中国水利水电出版社，2014.

[3]云南省文山州德厚水库库区帷幕灌浆工程的成果涉及资料、数据