浅谈水库大坝除险加固技术 陈建设 ３３ 【设计与施工】 浅谈水库大坝除险加固技术 陈建设 （南安市水利局，福建南安３６２３００） ［摘 要］ 文章结合福建南安市园峰水库除险加固的实例，重点论述了帷幕灌浆和单管高压旋喷技 术，结合工程中遇到的难点问题及其解决途径，对除险加固技术进行了分析研究，工程验收结果证明 了除险加固措施的正确性。 ［关键词］ 工程实例；园峰水库；大坝；除险加固 中图分类号：ＴＶ ７５５ 文章标识码：Ｂ 文章编号：１００９—００８８（２０１４）０３—００３３—０２ ｌ 工程概况 福建省南安市园峰水库位于南安市洪濑镇大洋村 岑兜，是一座以灌溉为主，兼具防洪、养殖等综合功能 的小（一）型水库，总库容１４６．８万ｒｎ ，受益耕地面积 ２３３．３３ ｈｍ 。工程等级为Ⅳ等，大坝、溢洪道、放水涵 洞等主要建筑物级别为４级，根据《防洪标准》 （ＧＢ５０２０１—９４）的规定，防洪标准采用５０年一遇设 计，校核洪水标准为５００年一遇。随着水库使用年限 ｍ，第二序孔距３ ｍ，共布置５５孑Ｌ，钻孑Ｌ最大深度为 ２１．３／２０，平均孔深为１２．４４／／１，总进尺６９０．４ ｍ，采用 １５０型岩芯钻机钻孔。根据现场实际情况，投入１台 钻机。 ３．１．１施工流程（见图１） 蜡靛锚帆雎档拍 褥 ｛一准箍钻头 不断增加，园峰水库的大坝坝体由于填筑质量不均匀， 同时，坝基为强风化花岗岩，存在渗漏隐患，有必要通 过除险加固，来提升大坝的安全性。 蛳筑托袋触 发 滟般扑 啦蔫 蜡 涮备滟凝 蚀彳Ｌ撼 测船孔滗 黔礼 托、啦 辛；｛ ２工程施工的技术重点和难点 ２０１１年１１月５ Ｅｌ，园峰水库的除险加固工程开 工，主要内容有：大坝加固（坝基帷幕灌浆及单管高压 诫。ｊ氍｝札镳镌取ｍ 旋喷防渗墙）、溢洪道加固、新建输水隧洞、封堵原放 水涵洞、硬化防汛道路、金属结构安装、启闭房土建、管 理房工程等项目。本工程施工难度比较大，所需机械 设备较多，机械组织和管理是施工重点。此外，工程涉 及大坝灌浆及输水隧洞石方开挖等施工工艺，施工工 艺复杂，这是工程施工的难点所在。 图１ 坝体防渗加固施工工艺流程 ３．１．２灌浆施工工艺 ３工程施工的具体措施 ３．１帷幕灌浆 （１）灌浆制浆：①使用专用机戒制浆，如灌浆量少 时，也可采用人工制浆，使用Ｐ．０４２．５ Ｒ普通硅盐水 泥搅拌成浆，使用３５￣Ｌ／ｅｍ 过滤筛将泥浆中的杂物 清除，并滤除大的颗粒。②根据施工实验指标和工程 设计要求，开始进行灌浆制浆，每隔１ｈ，测定１次灌浆 过程中浆液容重和输浆量，每１０ ｄ测定１次浆液的稳 定性和自由析水率，如果浆料中途出现变化，应及时安 排补测。 帷幕灌浆是处理建筑物地基防渗的主要手段，实 际施工时，应该结合工程实际情况，来选择防渗帷幕的 灌浆排数，以及灌浆的方法、压力、孔距、排距等。 帷幕灌浆时，沿迎水坡高程９４．０２ ｍ平台布设１ 排帷幕孔，底高程为深人相对不透水层３．０ ｍ。灌浆 孑Ｌ采用由疏到密的原则，分两序施工。第一序孔距６ （２）灌浆方法：①首先使用稀浆进行灌浆，５ ｍｉｎ 后开始增加泥浆的稠度。密切观察灌浆情况，如果孔 口的压力下降或注浆管出现负压（压力表读数为０以 下），则应该按照技术要求，适当调整浆液稠度和容 重。②进行灌浆时，对第一序孔采取轮灌的方法，注意 ３４ 内蒙古水利 ２０１４年第３期（总第１５１期） 把握“少灌多复”的原则，第一序孑Ｌ灌浆完成后，再进 行第二序孔的施工。③灌浆进行时，应保持注浆管上 端孔压力应小于４．９ Ｘ １０ Ｐａ。④２次灌浆间隔时间不 应少有５ ｄ。 大于１５ ｍ时，每钻进３～５ ｍ用测斜仪器测１次，发现 孔斜率超过规定应随时纠正。 （３）灌浆停止：①当吸浆量≤０．４ Ｌ／ｍｉｎ时，继续 灌浆３０ ｍｉｎ，或≤１．０ Ｌ／ｍｉｎ时，继续灌浆６０ ｍｉｎ，才可 以不再灌浆。②如果工程灌浆始终不能满足停止要 求，应与工程监理积极商量对策，研究处理。 （２）下注浆管：将注浆管下放到设计深度，下管与 钻孑Ｌ合为一体进行。为防止喷嘴堵塞，可采用边低压 送浆，边下管的方法，或临时加防护措施，如包扎塑料 布或胶布等。 （３）喷射灌浆：当喷射管下到设计深度后，喷射１ ３ ｍｉｎ，待注放的浆液冒出后，按预定的提升速度自 ～（４）灌浆孑Ｌ封孔：①当灌浆孑Ｌ封孔工作完成后，应 该要求承包人和监理人共同进行验收，确认达到标准 后才可以封孑Ｌ。②对灌浆孔封孔时，应该等孔灌完，孔 内泥浆不再流动，再取出孔内浆液，并注意扫孔到底， 用直径２～３ ｃｍ、含水量适中的制浆土料分层回填封 孔。 （５）灌浆观测：①灌浆观测有利于确保灌浆质量， 有利于坝身安全，因此，工程中都使用灌浆观测来检验 灌浆效果。②灌浆观测项目包含表面变形、灌浆压力、 裂缝、冒浆及泥浆固结观测等；坝身变形观测分水平位 移、沉陷位移和坝坡位移，应按规范ＳＤ２６６—８８要求 进行观测，出现异常应停止灌浆，并上报监理人，采取 措施处理。③在灌浆过程中，工程应设立专业的灌浆 观测人员，实现工程专管，专门负责灌浆工作，以期控 制好灌浆质量。④灌浆观测与灌浆控制两项工作应该 相互配合，相辅相成，对工程中的很多项目要点进行同 时观测和控制。经过观测本工程未出现坝面变形、裂 缝及冒浆等影响坝身安全等异常情况。 ３．１．３施工中遇到的问题及其解决方法 （１）技术难题：造孔工艺至关重要。造孔与灌浆 的质量密切相关，更与工程进度紧密相连。故正确掌 握造孔的操作要领，确保机组安全、高效运行是冲孔桩 施工技术的最重要环节，在施工中根据不同地质情况， 采用适当的成孑Ｌ机具提高进尺速度，以及保持一定的 泥浆深度，都将影响生产安全、工程质量和进度。 （２）处理方法：在大坝施工中采取了以下处理方 法：①桩机安放在稳固地基上，当地基为松散土时，对 地基进行压实处理，防止因地基沉降不均匀引起机架 倾斜，防止产生孔位偏差。②保证桩孔平整垂直，各桩 孔中心线在设计桩位纵横轴中心线上、误差不大于１０ ｃｍ。③造孔结束后，及时报请监理工程师进行孔位、 深度、孔径、钻孔顺序和孔斜等项目的检查验收工作， 合格后方可进行下一道工序。 ３．２单管高压旋喷 （１）造孔：用水平尺掌握机身水平，垫稳、垫牢、垫 平机架，单管钻孔中心距０．５ｍ，钻孔应深坝基１．０ ｍ。 钻进过程要纪录完整（孔斜率及倾斜方向）终孑Ｌ要经 值班技术人员及监理工程师签字认可。不可擅自终 孔，钻进时要严格控制孔斜，孔斜应小于０．５％，孔深 下而上边喷射边转动，边提升直到设计高度，停送浆， 提出喷射管。喷射灌浆开始后，值班技术人员及监理 工程师应时刻注意检查注浆的流量、压力以及提升速 度参数是否符合设计要求，并且随时做好记录。每孔 旋喷结束后，及时向孔内回浆，保证桩顶密实。 （４）旋喷过程主要技术参数（施工技术参数必须 在施工前先进行现场试验，并将试验成果报送设计单 位调整确定）：浆液喷射压力３２ ＭＰａ，浆液流量１０５ Ｌ／ｍｉｎ，浆液比重１．５ ｇ／ｃｍ ～１．４２ ｇ／ｃｍ ，提升速度１３ ｃｍ／ｍｉｎ，旋转速度１３ ｒ／ｍｉｎ，钻杆垂直度≤０．５％，旋 喷桩间距０．５ ｍ（４－０．０５ ｍ），桩径Ｉ＞０．６ ｍ，桩与桩搭 接长度Ｉ＞０．１ ｍ，渗透参数：ｋ≤１×１０ ｃｍ／ｓ（透水率ｑ ＜１ Ｌｕ）。 （５）开挖检查：在单管高压旋喷防渗墙建成２８ ｄ 后，沿墙轴线布设开挖２处检查点，开挖检查点每处开 挖长３ ｍ、深２．５ ｍ，经检查桩身均匀性、完整性符合设 计要求，墙体连接和墙厚，固结体垂直度、形状符合设 计要求。 （６）钻孔取芯检查：在成墙２８ ｄ后，沿墙轴线布设 钻孔检查点进行钻孑Ｌ取芯检查，共布设７个检查孔，利 用钻空做注水试验，并取芯样做室内试验检测抗压强 度、渗透系数等物理力学性能指标，经检测抗压强度均 大于２．０ ＭＰａ，渗透系数均小于１ Ｘ １０ ｃｍ／ｓ（透水率 ｑ＜１ ｌｕ）。 ４工程施工效果分析 工程完工后，由业主单位南安市洪濑镇 组织泉州市水利水电工程质量监督站、南安市水利局、 福建省水利水电勘测设计院、福建省江海工程咨询有 限公司（监理单位）及福建省五洲建设发展有限公司 等相关单位，进行了完工验收（含大坝加固工程、输水 隧洞及明渠工程、水库管理房工程、金属结构、原涵洞 封堵及其他附属工程等５个分部工程），工程质量合 格，尤其是工程灌浆工艺和单管高压旋喷工艺，得到了 验收单位的好评。 （编校：常淑英） 收稿日期：２０１４—０４—２２ 作者简介：陈建设（１９５７一），工程师，主要从事水利水电工 程管理工作。
