２０１１年第４期 （第３９卷） 黑龙江水利科技 Ｎｏ．４．２０１１ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ （Ｔｏｄａｌ Ｎｏ．３９） 文章编号：１００７—７５９６（２０１１）０４—０２７７—０２ 单排帷幕灌浆在新城水库除险加固中的应用 薄春 ，仲兆伟。 （１．黑龙江省水利第一工程处，黑龙江富裕１６１２００；２．黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨１５００８０） 摘 要：单排帷幕具有投资少、工期短、见效快等特点，在新城水库消险加固中取得成功。在施工中针对遇到的问题，实施具体的解 决方案，经过实践单排帷幕灌浆在小型水库除险加固中发挥作用，取得了良好的技术经济效益。 关键词：新城水库；单排帷幕；压水试验；效果分析 中图分类号：ＴＶ５４３ 文献标识码：Ｂ １ 水库概况 新城水库位于黑龙江省延寿县城南偏东１６ｋｍ，在蚂蚁 河右岸石头河中下游，于１９５８年动工兴建，１９７５年建成。经 ３０多年的运行，虽然没有发生大的险隋，但在溢洪道、拦河坝 坝后始终有渗水现象，尤其是消险前几年渗水越来越严重， 几乎一年四季漏水不断，土坝有多处塌陷。由于水库险情 ＜５ Ｌｕ。 ４主要施工方法 ４．１工作流程 施工前准备一安装钻机一造孔一压水试验一灌浆一封 孔一转移设备。 ４．２钻孑Ｌ、冲洗及压水试验 ４．２．１钻孔 此次造孔选用ＳＨ一３０型钻机和ＸＹ一２ＰＣ两种钻机。 多，不能按设计安全运行，严重影响了水库效益的正常发挥， 同时也对水库下游人民生命财产造成了严重的威胁。 ２地质概况 库区位于张广才岭低山丘陵区，岩石坚硬，节理裂隙发 育、岩体破碎完整性差。该地区隶属于新华夏系第二沉降带 与第二隆起带的过渡带，是伊春——延寿地槽褶皱系丰 茂——亚布力地槽褶皱带。 地下水含水层岩性主要为级配不良砂、级配不良砾，地 首先用３０型钻冲击开孔，穿过混凝土；下‘ｐ１２７ ｍｍ套管护壁， 然后用２ＰＣ钻机，用 Ｏ ｍｍ的合金钻头造孔，带‘ｐ８９ ｍｍ套管 跟进，至心墙底部；然后改用小口径￣５９ ｍｍ的金钢石钻头进 行岩石造孔。 钻孔是帷幕灌浆的关键环节，具体施工步骤为： １）用水准仪测定孔位，孔位偏差控制在１０ ｃｍ以内。 ２）钻机固定牢固，钻孔方向保持垂直，采取ＫＸＰ一１型测 斜仪，孔斜误差控制在１．５％以内。 ３）用水平尺操平钻机，对准孔位，低压低速开钻造孔。 ４）对地层岩性的预测和判断，及时调整钻进参数。 黏土心墙造孔技术要求比较高，宜采取小压力、低转速、 限水量、匀速钻进，为了避免黄泥堵死钻头，影响钻进速度和 下水与河水的水力联系密切。基岩裂隙水分布于低山丘陵 区的岩石裂隙中，受地形、构造、岩性的制约，分布不均匀。 根据前期地质勘察和坝体外观现状发现拦河坝、溢洪道等建 筑物基础坐落在全风化花岗岩体上，该层破碎或破屑状，以 下是强风化带，节理裂隙较发育属中等透水岩层。 ３设计方案 此次施工帷幕长度为１３５ ｍ，主要布置在渗水比较严重 的大坝右侧，进行单排帷幕灌浆，孔距为１．５ ｍ，黏土心墙孔 深３—８ ｍ，岩下孔深１０ ｍ；分３序施工，透水率设计标准为ｑ ［收稿日期］２０１１一ｏ３—１２ 质量，施工单位研制了“外八字”型的钻头，不仅避免了烧钻 的问题，而且大大提高了钻进速度。 ４．２．２冲孔 ［作者简介］薄春（１９７６一），男，黑龙江密山人，工程师；仲兆伟（１９５６一），男，黑龙江哈尔滨人，高级工程师，建造师。 ・－－——２７７．－－—— ２０１１年第４期 （第３９卷） 黑龙江水利科技 ＮＯ．４．２０ｌ１ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ （Ｔｏｄａｌ Ｎｏ．３９） 每当完成钻孔后，加大泵量，增加流速，使孔壁得到充分 有效的冲洗，将孔内沉淀物冲出之后施以８０％的灌浆压力， 直到回清水后持续１０ ｍｉｎ，达到孔底沉淀物＜２０ ｅｍ。 ４．２．３压水试验 各灌浆孔在灌前，每段进行一次简易压水试验。 ４．３帷幕灌浆 根据坝体钻探揭露，黏土心墙部位透水性较弱；接触段 部位为花岗岩，呈全风化～强风化状态，渗透性较强，是此次 变水灰比。当吸浆量很小，已接近屏浆标准时，虽灌入量达 Ｎ３ｏｏ Ｌ，此时仍以原来的灌浆浓度灌至结束。 ４．３．４灌浆结束标准 采用自下而上分段灌浆法时，在该段最大设计压力下， 注入率≤１ ＩＺｍｉｎ继续灌注３０ ｒａｉｎ可以结束；采用自上而下分 段灌浆法时，继续灌注６０ ｒａｉｎ可以结束。 ４．３．５封孑Ｌ 基岩封孔：孔口采用压力灌浆封孔法。 灌浆的重点部位。为此将灌浆压力、段长、灌浆的上下顺序 进行适当调整，具体见表１。 表ｌ 各段段长与灌浆压力一览表 ４．３．１黏土心墙灌浆 黏土心墙灌浆采用充填式灌浆法。用黏土和水泥混合 浆液，黏土与水泥的比例为８：２。黏土选用原心墙建设时的 土料场；黏粒含量为２０％一４０％，粉粒含量为３０％一７０％，水 与干料的比例为３：１，采用自下而上全孔灌浆，射浆管位置距 孔底０．５０ ＩＴＩ。压力为０．０５ｋＰａ。 ４．３．２基岩灌浆 将第一段设为岩下２．０ ｍ，采用自上而下灌浆；其余各段 段长为３～５．０ ｎｌ，采取自下而上灌浆，分序加密，孔口封闭的 施工方法。 接触段是灌浆的重点部位，渗透性较强，分２次灌浆，第 一次用０．１５ ｋＰａ低压开灌，水灰比为２：１，第二次：待凝２４ ｈ 后，重新扫孔，复灌，灌浆压力为０．２０ ｋＰａ，开灌水灰比为４：１。 其余各段灌浆压力为０．３ ｋＰａ，灌浆浆液的浓度由稀到 浓，逐级变换。水灰比采用７个比级，开灌采用５：１。 ４．３．３水灰比浓度的变换 在正常灌浆中，当某一级水灰比浆液灌入达到３００ Ｌ以上 或灌浆时间已达３０ ｒａｉｎ时，压力、吸浆量均无改变或改变不明 显时，改浓一级灌入。注入率＞３０ ＩＭｍｉｎ时，改为越级变浓。 当灌浆压力不变，吸浆量均匀减少，压力均匀升高时不得改 －－－——２７８・－・—— 心墙封孔：每孔灌浆完毕后，待孔周围泥浆不再流动时， 将孔内浆液吸出，扫孔到底，用直径２—３ ｃｍ黏土球分层回 填、捣实。 ４．４灌浆效果分析 本次帷幕灌浆共布置９Ｏ个灌浆孔，灌浆总进尺１ ３５０ ｍ， 其中： ｂＪ￣４５０ ｍ，基－￣－９ｏｏ ｍ，基岩注入水泥５４ ｔ，平均单位注 灰量６０ ｋｇ／ｍ。黏土心墙注入干料１．５７ ｔ，平均单位注入量 ３．５ ｋｇ／ｍ。 基岩各序孔注灰量呈明显递减规律，其中：Ｉ序孔单位注 灰１０５ ｋｇ／ｍ；ＩＩ序孔单位注灰６０ ｋｓ／ｍ；ＩＩＩ序孔单位注灰 １５ ｋｇ／Ｉｌｌ。 说明基岩中存在较大的裂隙，吃浆量较大，尤其接触段 及以下２ｍ区间有较大的空洞，是耗灰量最大的部位。 在该区共布置了７个检查孔，共压水１４段，透水率全部 满足设计要求＜５ Ｌｕ。所有压水段透水率最大为４．０２ Ｌｕ，最 小的为０．０７ Ｌｕ。经质量评定全部合格，充分说明通过此次帷 幕灌浆收到了明显的技术效果。 ５ 结论 单排帷幕灌浆具有投资少，占用施工场地小，施工方法 简单，进度快，并可在地下水位以下施工等优点。通过新城 水库帷幕灌浆的成功经验，证明土坝坝基是可采用单排帷幕 灌浆进行防渗处理，只要选择合理的灌浆材料和技术参数， 严格控制工序，根据实际改进钻进工艺，防渗目的是完全可 以达到的，并能收到良好的效益。 参考文献： ［１］徐庆强．帷幕灌浆在土石坝除险加固中的应用［Ｍ］．长春：吉 林科学技术出版社，２００５．
