灌浆试验在灌浆工程中指导作用分析

袁 歧

( 延寿县加信镇水利站，黑龙江 延寿150700)

1 工程概况

关门山水库位于蚂蚁河左岸一级支流大柳河中下游。是一座防洪、除涝、灌溉为主，结合发电、养鱼等综合利用的中型水库。

本次除险加固工程主要有溢洪道、输水洞、土坝等3个部分。其中大坝帷幕灌浆工程分为黏土心墙灌浆和坝基帷幕灌浆，工程于2009年开工，2011年完工。

土坝建在级配不良细砾( 厚度约2.00 m) 上，下卧泥质弱胶结、胶结砂岩。

2 试验的目的

通过本次灌浆试验进一步了解土坝的心墙及基岩的工程地质状况、为帷幕灌浆的进一步设计与施工提供准确可靠的试验资料; 确定合理的灌浆技术参数、适宜的灌浆材料、灌浆界限以及论证帷幕灌浆进行防渗处理的必要性和可行性［1］。

3 试验区的选择及试验孔布置

本次试验段选择在坝外侧渗漏明显灌帷幕线桩号0 +180 ～0 +190，共布设试验孔10个( 其中检查孔1个) ，按分Ⅲ序逐级加密的布设原则，孔间距为1.5 m. 孔深19.9 ～25.4 m。

表1 总工程任务量

4 帷幕灌浆技术要求

4.1 灌浆压力

基岩0 ～2 m采用0.2 MPa，2 ～8 m采用0.3 MPa心墙采用0.05 MPa。

4.2 浆液选择

本次试验水泥标号不应低于425#。

黏土心墙段充填式灌浆: 依据设计要求采用粉质黏土或黏土掺加20%水泥的混合浆液进行充填式灌浆，水泥与土重量比为1∶1 ～4∶1，浆液容重为1.4～1.69 g/cm3。

基岩采用纯水泥浆，按重量比由稀至浓共7个等级为:5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1。

4.3 浆液浓度的变换

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 min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 L/min时，可根据情况越级变浓。

当灌浆压力不变，吸浆量减少或压力升高时不得改变水灰比。

4.4 屏浆标准

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 L/min，继续灌注30 min，可以结束灌浆。

4.5 钻孔与压水试验

钻孔采用H30 冲击钻机与XY—300 回转钻机相结合施工，黏土心墙采用H30 钻机钻孔深度要穿透的底板，下套管至基岩下0.5 m。基岩采用XY—300 回转钻机，孔径60 mm进行基岩钻探至岩下8 m。

采用自下而上进行压水试验，0 ～2 m 段采用0.1 MPa和2 ～8 m段采用0.2 ～0.3 MPa。

基岩部分采用单点法压水试验，压力为灌浆压力的80%约0.1MPa ～0.2MPa，实际操作中，基岩0～2.0 m，采 用 压 力 为0.1 MPa，2.0 m 至 终 孔 采用0.2 MPa。

压入流量稳定标准，在稳定的压力下每5 min测读一次压入流量，连续四次读数中最大值与最小值之差＜最中值的10% 或最大值与最小之差＜1 L/min时本阶段试验即可结束取最终值做为计算值。

4.6 封孔

基岩部分:采用压力灌浆封孔法

心墙部分:每孔灌浆完毕后，待孔周围泥浆不再流动时，将孔内浆液取出，扫孔到底，用直径23 cm、含水量适中的黏土球分层回填捣实，均质坝采用灌注稠浆或含水量适中的的制浆土料捣实。

4.7 特殊情况处理

在进行试验段施工过程中，G9 孔基岩以下8 m，压水试验值20.6 lu，所以经监理和设计同意加深至12 m后，压水试验值较为合理，岩芯也较为完整，方可终孔。但在进行G1、G3、G5 窜浆较为严重，曾数次灌浆。由于试验段阶段，对于坝基的地质情况不熟悉，曾经出现大面积窜浆、冒浆现象，分析原因作业顺序不合理，水泥结实时间过短，通过限压、限流、间歇等方法摸索出适应本地质条件的灌浆方法，一定程度上影响了灌浆达到最佳效果。

5 帷幕灌浆效果比较分析

从试验成果可知本次灌浆灌入水泥量Ⅰ序孔38 kg/m，Ⅱ序孔22 kg/m，Ⅲ序孔12 kg/m，共计灌入水泥量1 420.4kg。从灌入水泥量明显看出水泥量按序减少的趋势;从基岩压水透水率来看Ⅰ序孔20.6～33 lu，Ⅱ序孔22 lu，Ⅲ序孔5.8lu ～16.5lu，也呈减少趋势，表明灌浆效果明显。

从检查孔成果可知，灌浆效果显著( 见表试验段帷幕灌浆效果比较表) 。

表2 试验段帷幕灌浆效果比较表

6 结 论

通过本次灌浆试验确认灌浆设计参数、施工工艺流程、浆液选择比较合理，并从试验中总结了一套适合本地层的特殊情况处理方法，高效优质地完成了大坝灌浆任务，除险加固后，消除了坝体和坝基的渗透安全隐患。证明了灌浆实验对灌浆的指导作用非常重要，应当予以重视。

［1］王有庆. 基于东坑水库大坝混凝土防渗墙施工组织设计［J］. 黑龙江水利科技，2011，39(06) :37 －39.