广西合浦县山窑水库大坝劈裂灌浆施工质量控制

梁永玖

(广西合浦县水利科技服务站，广西合浦536100)

1 基本概况

白沙山窑水库始建于1957年8月，1959年5月建成，水库现有枢纽工程由主坝、副坝、溢洪道、放水涵四部分组成。水库土坝设计为均质土坝，填筑土料从库区附近的大岭和红茶岭上取用，其土质为黏土或重黏土，由于洪水及取土场积水等原因，在实际施工中，并未按设计要求进行土坝填筑，51 m高程以下筑坝土料采用黏土，51 m至55 m高程坝体土料采用风化土或红壤土，在56 m高程以上坝体由于取土困难，加上汛期施工，大部分利用风化页岩打碎加水压实，风化土不打碎以及洒水不均匀，层与层接合处理不好，造成土坝渗水严重。1973年以后发现外坡从51～66 m高程有大面积积水，因此，渗漏问题是大坝本身填筑施工质量问题。

2 坝体渗漏的工程地质条件分析

根据原有设计资料，山窑水库坝基出露岩石为页岩，坝右端为土山，土质属壤土，含砂量较大，坝左侧为砂质页岩，表面已风化，多为紫红色或灰色，水库上下游河槽为黏土，黏土以下1 m左右为坚硬的砂质页岩。坝体建于坚硬页岩之上，坝基础较好。水库坝基为坚硬砂质页岩，渗透性弱，且水库主坝设计时，坝基中间设有2 m高的砼截水墙，其深入基岩深度0.5 m。主坝填筑土料情况:51 m高程以下为黏土，51～55 m高程采用部分风化土和红壤土，56 m高程以上由于取土困难，大部分利用风化打碎压实，渗透性强。

从水库渗漏观测资料分析，大坝渗透主要是坝体渗漏。其渗漏的四个原因:

1)土坝填筑时，土层太厚，加上施工机械落后，致使每层填土上实下松，形成水平渗水带。

2)风化土石打碎不合规格，风化料中含砂砾量及未风化碎石过多，加上施工中洒水不均匀，使碾压达不到设计要求，层与层之间接合不好，造成外坡渗水。

3)主坝坝脚反滤体被堵而失效，不能排水，造成大坝渗水从坝坡溢出。

4)由于白蚁等动物在坝身大洞营巢，也是坝体渗漏的原因。

3 劈裂灌浆施工的质量控制

3.1 劈裂灌浆施工步骤控制

劈裂灌浆施工分造孔和灌注两个步骤。造孔:第一排在坝轴线上，第二排平行于坝轴线，并向上游平移3 m位置上，施工方法是先从第二排(上游排)灌起，然后第一排(下游排)，每排施工分三序孔进行，即第一序孔间距12 m，第二序孔间距6 m，第三序孔间距3 m，钻孔深度比原基础深多1 m，两排孔位呈梅花桩形布置。如果造孔由于坝体土层含砾砂量较多，钻孔干钻进尺较困难，效率低，钻机造孔在允许范围内加少许水帮助钻进，提高速度。

劈裂式灌浆采用孔底注浆全孔灌注的方法，即注浆管下到孔底以上0.5～1.0 m处，不设阻浆塞灌浆，经过几次灌注基本不吃浆或孔口压力达到或接近设计压力时，立即停灌，提升注浆管3～4 m，继续灌到设计要求，如此反复灌注，直至该孔灌浆达到设计要求为止。

3.2 劈裂灌浆操作要求控制

为保证灌浆防渗效果，对灌浆施工严格按照规范进行操作，具体要做到如下要求:②灌浆先用稀浆，当坝体一出现裂缝，灌浆压力突然下降，即改为符合要求的稠浆。②灌浆采用分序和“少灌多复”(一次灌浆量少，重复灌浆次数多)，目的是加速浆液在坝体中的析水固结，提高泥墙的质量，控制孔隙水压力在允许范围内，保证坝体安全。③两次灌浆间隔时间≥3 d。④每孔每次平均灌浆量，以孔深计每米孔深控制在0.5～1米之间，每孔灌浆次数在5次以上。⑤孔口压力控制在设计最大允许灌浆压力以内，最大灌浆允许压力△P用下式计算:△P=αδ3－δ2+δt－γh。⑥当浆液升至孔口，经连续复灌3次不再吃浆时，即可停止灌浆，每孔灌完后，将注浆管拔出，然后封孔。

3.3 劈裂灌浆处理问题控制

灌浆出现问题的处理:①裂缝处理:当坝面出现纵向裂缝后，分析发生的原因，如果是劈裂缝，把裂缝控制在一定宽度，然后停灌，待裂缝闭合后再灌，当坝面出现横向裂缝立即停灌，如果裂缝深度较浅，可以开挖黏土回填夯实后现灌，如果裂缝较深，用稠浆灌注裂缝。②冒浆处理:当坝顶和坝坡冒浆，立即停灌，挖开浆口，用黏土料回填夯实，当钻孔周围冒浆，可采用压砂处理。③串浆处理:当第一序孔灌浆时串浆，分析原因如对坝体无影响，用木塞堵住串浆孔，继续灌浆;当灌浆后期串浆，如果是相邻孔串浆，说明已形成连续泥墙。④隆起处理:如坝坡隆起，立即停灌，分析原因，确定不是与滑坡有关的，停5～10 min后再灌。

灌浆综合控制是保证灌浆期间坝体安全和灌浆质量的重要措施。灌浆综合控制包括:灌浆压力控制、横向水平位移控制、裂缝开展宽度控制，综合控制施行于灌浆过程的始终。灌浆量采用泥浆泵流量进行控制，灌浆压力是通过注管上的压力表进行控制，当压力表达到一定数值则停灌，横向位移通过坝顶上预埋的观测点来控制。

3.4 劈裂灌浆施工技术措施控制

①浆液严格按照设计配料，用打浆机搅拌。②做好灌浆土料和浆液试验，再做灌浆试验。③每次灌浆次数通过试验确定。④灌浆先灌上游排，后灌下游排，先灌河槽段后灌岸坡段。⑤灌浆孔口压力最大允许值小于2.8×105Pa。⑥灌浆结束并需经过至少28天才能在灌浆区内钻检查孔进行压水试验。⑦灌浆质量标准为:灌浆完成后渗透系数不大于10～6 cm3/s。⑧尽量推迟和限制坝面出现裂缝，一般限制在3 cm以内，要求停灌后，坝体裂缝基本闭合。⑨灌浆泵和灌浆孔口处均安装压力表，压力表经常进行检查，压力表与管路之间设有隔浆装置。⑩做好大坝变形观测，以确保主坝稳定安全;做好渗流观测，以检查灌浆效果，做好灌浆压力和灌浆量的观测，做好裂缝和冒浆观测及其他观测并作好记录。

3.5 劈裂灌浆管理制度控制

为了确保工程施工质量，除技术控制外，还采取以下行之有效的组织管理制度控制:①组织工地施工管理人员、作业队长、安全质量监督人员熟悉工程有关规范、规程和评定标准及操作程序。②各种管理人员和主要技术人员均应持证上岗，以确保各道工序的施工质量。③严格执行“三检制”。④将工程质量与管理人员及操作人员的利益挂钩，论功行奖，奖优罚劣。⑤制定管理人员，施工操作人员的岗位责任，做到人人有章可循，明确每人的责任。⑥定期或不定期组织召集管理、质检、安监人员总结、分析、讨论、研究怎样提高工程质量的方法、措施步骤，使整个工程质量达到标准。

［1］北海地质勘察院.合浦县山窑水库大坝地质勘察报告［R］.北海:北海地质勘察院，2001.

［2］合浦水水利水电设计室.坝体劈裂灌浆施工专项设计报告［R］.广西:合浦水水利水电设计室，2002.