漿砌石壩灌漿治漏加固技術

漿砌石壩灌漿治漏加固技術

砌石壩工程在世界上歷史悠久，是重要的壩型之一，數量較多，我國是世界上建造最多的國家，據統計壩高15m以上的達2000余座。這些工程在防洪、發電、灌溉、供水、旅游等方面發揮了巨大作用。但是由于設計、施工或老化、退化等原因，有些砌石壩出現壩基、壩體和接觸帶漏水，致使工程效益下降，危及工程安全。

1 漏水原因

漿砌石壩蓄水后，壩下游面、壩后基礎巖及壩頭接合部位有濕潤冒汗的地方稱為滲水，這是一種較普遍的現象。若滲水發展成為管涌或股水成流則稱為漏水，漏水較嚴重的壩一般都有較多的出逸點，且水量較大。漏水的主要原因有以下幾點：

（1） 壩體局部裂縫、斷裂或壩面勾縫脫落引起漏水；

（2） 壩體無防滲墻或施工質量差引起漏水；

（3） 清基不徹底或壩體與壩基結合不好，造成接觸帶滲漏和壩頭繞滲；

（4） 壩址基巖破碎、裂隙發育或灰巖地層造成壩基漏水；

（5） 由于壩體長期受凍融、沖蝕、溶蝕和潛蝕作用引起漏水。

2 灌漿治漏加固技術

2．1方法簡介

2．1．1壩體、壩基帷幕灌漿；主要充填漏洞和縫隙，防滲裁漏，通過灌漿加固，形成防滲體。此方法 適用于漿砌石重力壩。

2．1．2壩上游面固結灌漿；堵塞漏洞和縫隙，加固補強壩體和提高防滲性能，以進一步提高壩體 的承載能力和完整性。

2．1．3壩下游面追蹤固結灌漿；在下游壩面有漏水或溶蝕物出逸的地方，造成水平孔或斜孔，埋注 漿管進行灌漿，以堵塞漏水通道和壩體空洞、裂縫， 加固壩體，增加壩面穩定性和抗沖刷能力。這種反向 灌漿工藝，非常適合拱壩和支墩壩工程，對重力壩工程只有搞清揚壓力并設排水孔也可采用。采用這種 方法時最好是壩前無水。

2．1，4壩面重新剔勾縫；剔縫后，用高標號水泥砂漿、干硬性預縮水泥砂漿或用防水材料配制高 標號水泥砂漿勾縫，提高壩面防滲漏能力及壩體穩 定性、整體性和抗凍融、抗風浪淘刷能力。 此方法即“前堵、中截、后追蹤”灌漿治漏加固 法。

2．2灌漿前的勘探與試驗 為準確地確定各種灌漿參數，保證質量，首先要進行勘探和試驗。

2．2．1壩體和壩基勘探；目的是查清壩體和壩基的現狀，為設計和施工提供依據。首先在典型漏水 部位進行鉆孔勘探，查明壩內部的石質、膠結材料密 實程度，有無空洞及基巖結構情況等。

2．2．2壓力抬動試驗；目的是查明壩基、壩體的承壓情況，以確定灌漿壓力。在不破壞原結構的條 件下，有效地將漿液壓入壩體內部、基巖裂縫、砂礫 石層中，以保證淄漿效果。

2．2．3壓水試驗；目的是為帷幕及固結灌漿設計提供準確的數據，并指導施工，保證效果。選擇壩 體或壩基典型部位，按照《水利水電工程鉆孔壓水試 驗規程》進行工作，試驗壓力采用設計灌漿壓力，根 據試驗結果、單位吸水量(o))值的大小，確定漿液濃 度、吃漿量大小。o)值越大，吃漿量就越大，漿液就要適當變濃。

2．2．4灌漿試驗；目的是解決帷幕灌漿和固結淄漿的影響半徑、漿液濃度及其它參數等，為布孔和 淄漿設計提供依據。

2．3設備及材料選擇

2．3．1造孔設備；①帷幕灌漿垂直造孔采用回 轉式液壓鉆機，如鉆孔淺時，也可采用風鉆造孔。② 壩上下游固結灌漿(即前堵、后追蹤灌漿)造水平孔 或斜孔，使用風鉆或采用7655型汽鉆機造孔。

2．3．2灌漿設備；有攪拌機、多缸活塞式灌漿機、承壓輸漿膠管、注漿管、膠塞、壓力表、比重計等。

2．3，3灌漿材料；主要是425“普通硅酸鹽水 泥、砂子、粉煤灰、石英粉、水、外加劑等。

2．4布孔和造孔

2．4．1帷幕灌漿布孔，在漏水壩段沿壩頂中心線，以孔距3m、孔徑50mm或75mm為宜，或根據試 驗確定孔距?？咨钽@至漏水部位以下1m一2m，如接 觸帶或基巖漏水，鉆孔可鉆至不透水基巖以下lm一 2m。造孔可一次性造孔，也可分序造孔，破碎地帶上 下分段造孔、分段海漿，同時在漿體凝固5—7天后， 再繼續向下鉆孔，以防止卡鉆、埋鉆事故發生。壩體 與基巖接觸部位和壩基灌漿，也可采取在上游壩腳 打斜孔或垂直孔灌漿堵漏，但造孔前應先清基，在壩腳澆筑0．3m一0．5m厚混凝土，待凝固后再打孔。垂 直或傾角小于5。的帷幕灌漿孔，其孔向的偏差值不 得大于規定值。

2．4．2壩上游固結灌漿布孔；在漏水部位呈 “梅花”型，鉆孔間距和排距lm一3m為宜，根據漏水 情況確定，鉆孔位置選在砌石“了”縫中；在裂縫部 位，可沿裂縫每lm布設一孔?？讖綖?st1:chmetcnv w:st="on" TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="42" UnitName="mm">42mm，孔深 0．7m一1．5m，根據壩體實際情況確定。

2．4．3壩下游面追蹤固結淄漿布孔；在裂縫部位沿縫隙每1m布一孔；在其它滲水部位，按照“梅 花”型布孔，排距和孔距2m一3m為宜，布孔位置在 “T”縫中，也可適當加密布孔。孔深和孔徑同壩上游 面。

2．5施工要求

2，5，1先放空水庫或將庫水位降至灌漿部位以下，再灌漿施工，并做好灌漿各項記錄。

2．5．2洗孔；灌漿前應對孔壁、孔底及裂縫進行沖洗，采用風水聯合沖洗方法，水壓力不大于本段 灌漿壓力的75％，時間以孔深淺確定，直到回清水 為止。

2．5．3維幕灌漿；①采用孔內循環法，自上而 下或自下而上分段灌漿，最后全孔灌注。分段灌漿 時，要在遭漿段以上Oo 5m處加膠塞封堵。通過論證，也可采用小口徑鉆孔孔口封閉灌漿法；⑨壩體內 灌漿長度，一船5nt左右較好，孔深不超過8m時，可 全孔一次性灌注；⑧灌漿壓力按設計控制，但要低于 抬動試驗極限壓力，一般控制在0．2MPa一 0．4MPa。

2．5．4壩面固結和追蹤灌漿；①在孔內預埋注 漿管，孔口管周圍用干硬性水泥砂漿填堵，采用內徑 20mm鋼管，長50cm，插入孔內40cm，外露5Cm“ 10Cm，管頭要加工絲扣，以便與輸漿管連接；⑦采取 一組四孔并聯灌漿法，也可單孔或兩孔一起灌注。對 壩后漏水處重點孔位要采取單孔重點灌漿。灌漿壓 力按設計控制，一般采用0．2MPa一0．25MPa。

2．5．5漿液的濃度；灌漿時應遵循由稀到濃的原則，根據壓水試驗逐級改濃。壩體當注入漿量大于 30L／min時，可越級變濃。當某一級漿液灌注400L 以上，而灌漿壓力和吸漿量均無明顯改變時，可改濃 一級漿液灌注。漿液水灰比一般采用重量比8：1、5 ：1、3：1、2：1、1．5：1、1：1、0，8：1、0．6：1、0．5 ：1九個級別。根據設計，必要時還可摻和粉煤灰、砂于、石英粉、鋁粉等。在灌漿過程中，漿液要每隔一 小時測定一次比重。

2．5．6灌漿時要分2—3序灌注，同時一定要 進行復灌。在設計壓力下，當吸漿量不大于O．4L／ mio時，再續灌30分鐘即可結束。

2．5．7灌漿孔封孔；帷幕灌漿時，豎孔封孔采．用機械導管法，用1：2水泥砂漿從孔底向上逐漸提 升封填密實；壩面固結灌漿水平孔封孔，采用低水灰比1：2水泥砂漿人工填堵搗實。封填材料最好用膨 脹水泥砂漿。

2．5．8特殊灌漿孔處理 (1)灌漿過程中，發現冒漿時，可采用表面封堵、 加濃漿液、降壓等方法處理。 (2)壩體灌漿串漿時，一是串漿孔正在鉆進時，應立即停鉆；二是相鄰孔串漿量大時，可兩孔同時并 灌，三是在串漿孔上部用膠塞封堵。 (3)灌漿過程應連續進行，因故中斷超過30分 鐘，應及時沖洗鉆孔或掃孔后復灌。 (4)在涌水段灌漿時，當涌水壓力超過O．2MPa時。應首先測定涌水壓力及涌水量，再采用：①自上 而下用稠漿灌漿法；⑨對壩基可適當加壓；②海漿結 束有屏漿措施，且時間不少于1小時；④必要時加速 凝劑；⑥采用機械封孔。 (5)壩體吸漿量較大難于結束時，加大漿液濃 度，可采取限流、間歇灌漿、漿液中加速凝劑。 (6)灌漿過程中，若有回漿變濃，則應改稀漿后灌注。若回漿仍變濃，則結束灌漿。

2．5．9加強灌漿觀測；在灌漿期間，應隨時觀測壩體位移、變形情況，發現問題立即停灌或降低壓 力，采取補救措施。

2．6質量檢測

2．6，1質量檢測主要以灌漿前后壓水試驗資料、灌漿資料、灌漿前后鉆孔取巖芯資料、孔內攝影 及蓄水考驗等資料，進行比較綜合評定，或者在灌漿 前后用振動測試分析儀檢測壩體質量。

2．6．2采取檢測孔檢測壩體灌漿質量的原則； ①檢測孔的數量，一般為孔總數的5％一10％；②檢 測孔位置，選在灌漿中心線或下游20cm以內和壩 體漏水嚴重或吃漿量大的部位；⑧檢測孔壓水試驗壓力值為設計正常高水頭的1．5倍；④檢測后，按封 孔要求進行封孔。

2. 6．3灌漿質量評定按合格和優良兩級；凡各 單元工程主要檢測項目全合格，其他檢查項目有 70％及其以上達到標準要求的定為合格。凡各單元 工程中主要檢測項目全部合格，其他檢查項目有 90％及以上達到標準要求的定為優良。