帷幕灌浆技术在水库除险加固中的应用分析

张龙洲

【摘 要】通过对原州区贺家湾水库病险成因分析，运用帷幕灌浆技术，成功解决了水库除险加固技术方案中右坝肩渗漏的问题，为类似工程提供翔实的第一手资料。

【关键词】水库；帷幕灌浆；宁夏原州区

Application of curtain grouting technology in reservoir Reinforcement

Zhang Long-zhou

（Guyuan City Water Survey and Design Institute Guyuan Ningxia 756000）

【Abstract】He Yuanzhou by Dangerous Causes Bay reservoir analysis， using curtain grouting technology， successfully resolved the technical solution reservoir reinforcement of the right abutment seepage problems and to provide detailed first-hand information for similar projects.

【Key words】Curtain grouting；Reservoir Ningxia Yuanzhou

固原市位于宁夏回族自治区南部，辖四县一区，总面积1.054万平方公里，占自治区面积的21.8%。截止2013年底，全市共建有水库187座，总库容8.78亿立方米，其中大（二）型1座、中型21座、小（一）型91座、小（二）型水库74座。依据《宁夏小型病险水库除险加固工程报告编制提纲》，2014年3月7日南京水利科学研究院编制完成了《宁夏回族自治区固原市原州区贺家湾水库大坝安全评价报告》，2014年11月15日固原市水利勘测设计院编制完成了《原州区贺家湾水库除险加固工程实施方案》，工程批复投资2400万元。

1. 工程概况

（1）贺家湾水库作为固原市东山坡引水工程唯一的调蓄水库，承担着固原市区、固-西引水、原州区东部引水等数十万人口的供水任务。工程建于2000年，为碾压式黄土均质坝，原设计最大坝高31.25米，总库容320万立方米，调节库容270万立方米，属小（一）型水库。

（2）水库由主坝和输水建筑物两部分组成。土坝为均质土坝，顶宽6.0米，坝长294米，前坡比为1：2. 5-1：3.0，后坡比为1：2.0-1：2.5-1：2.75，坝顶高程1947.00米，正常蓄水位1944.00米，设计洪水位1944.38米，校核洪水位1945.00米，建库初期，由于受投资限制，坝基防渗处理不彻底等多种原因，造成坝体两侧渗漏严重；放建筑物布置于左坝肩，由水塔、输水洞组成，水塔高22.0米，输水洞进口高程1925.00米，长96米（1.2×1.5米钢筋砼矩形涵），原设计泄量为1.0立方米/秒，安装1.2×1.5米铸铁闸门及螺杆式启闭机一套，工作桥长34.15米，为重力墩支承。

2. 除险加固方案

2.1 土坝加固。

坝体加高7.30米，坝顶设高1.2米的防浪墙，采用后加坝方式，加坝后坝体最大坝高38.55米，坝顶高程1954.30米，防浪墙顶高程1955.50米，总库容662万立方米，坝顶长324米，顶宽8.0米；迎水坡坡比加高段为1：2.50，在原坝顶高程1947.0米处设马道，宽2.0米，采用格宾护坡；背水坡坡比为1：2.75、1：3.0、1：3.25，在1941.00米、1928.00米处设置马道，马道宽2.0米，采用现浇砼格网加生物措施护坡，坝后设褥垫式排水并对左、右坝肩坝基防渗采用帷幕灌浆处理。

2.2 水塔加固。

水塔体加高7.30米，塔顶高程1954.30米，与坝顶高程齐平，最大下泄流量为1.0立方米/秒，更换工作闸门及启闭机设备，对原涵洞进行钢管内衬加固，涵洞延长段水平长43米，并新建退水建筑物，在涵洞末端设置一套调流、调压设备。

3. 帷幕灌浆技术

3.1 工程地质。

右坝肩坝基渗漏通道前段为E2S泥岩与K1m泥灰岩不整合接触带及E2S裂隙发育的泥岩，后段为E2S上部裂隙发育的泥岩及砂质泥岩，厚度为8～10米，经现场压水试验时无法升起有效试验压力，存在严重的渗漏，坝后可见渗漏出水现象，经现场测定流量为20L/min。

3.2 主要技术标准。

3.2.1 《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2012）。

3.2.2 《水利水电工程钻孔压水试验规范》（SL25-92）。

3.2.3 《钻孔规程规范》（SL25-92）。

3.2.4 《混凝土拌和用水标准》（JGJ63-89）。

3.3 孔位布设。

右坝体设计帷幕灌浆长度为100米，深度根据地质条件确定，灌浆孔分两排、梅花型布置，分Ⅰ、Ⅱ两序施工，孔排距2.0米，孔向为垂直孔。先导孔布置在先灌排孔，并在Ⅰ序孔中选取，间距9.0米，共布设9个。施工过程中各区灌浆压力、浆液水灰比、变浆标准等技术参数，根据先导孔灌浆技术参数来确定。

3.4 工艺流程。

定钻孔位置→安装（固定）钻机→钻入覆盖层（入岩1.0米）→注浆待凝→钻进第一段洗孔（孔壁、裂隙冲洗）→压水试验→灌浆→钻进第二段洗孔（孔壁、裂隙冲洗）→压水试验→灌浆（不待凝）→钻进第三段洗孔（孔壁、裂隙冲洗）→压水试验→灌浆→钻原灌浆段压水→≤5lu→合格。先导孔压水试验采用五点法，其他孔采用单点法。

3.5 灌浆段长、压力。

（1）灌浆第一段入岩2.0米进行接触部位和基岩表层灌浆，第二段段长3.0米，第三段及其以下各段段长5.0米，终孔段长不大于7.0米。

（2）灌浆压力第一段0.2～0.3MPa，第二段0.4～0.5MPa，第三段0.7MPa，第四段0.8～1.0MPa，第五段1.0～1.2MPa，最大灌浆压力不超过1.2 MPa。

4. 灌浆效果分析

4.1 先导孔。

灌浆工程布置先导孔9个，间距9.0米，按照规范要求，灌浆后主要技术参数见表1。

4.2 Ⅰ、Ⅱ两序孔。

坝体帷幕灌浆共布设Ⅰ、Ⅱ两序孔100个，Ⅰ序孔和Ⅱ序孔各50个，采用逐渐加密法自上而下分段循环式灌浆，先下游，后上游，先Ⅰ序孔，再Ⅱ序孔的原则，依据先导孔灌浆技术参数进行灌浆。

4.3 检查孔。

检查孔的数量不少于灌浆孔的10%，共布设10个孔，检查孔应自上而下分段进行压水试验，试验采用五点法。2015年6月，通过对检查孔压水试验检测，坝体基岩透水率平均值小于5吕荣，与基岩相对不透水层透水率标准相同，坝体帷幕灌浆质量合格（检查孔主要技术参数表见表2）。

5. 结语

宁夏回族自治区固原市原州区贺家湾水库程于2015年3月开工建设，2015年6月坝体帷幕灌浆结束，8月工程竣工，并通过了固原市水务局、发改委组织的验收。该工程所采用的帷幕灌浆技术得到较好的应用，目前工程运行良好，实测水库渗水量大幅度减少，已达到了对该水库除险加固的目的。

参考文献

[1] 白永年、吴士宁、王洪恩. 土石坝加固[M].北京：水利水电出版社.1991年.

[2] 张启岳.土石坝加固技术[M].北京：中国水利水电出版社.1999年.

[3] 宁夏水利水电勘测设计院.《原州区贺家湾水库地质勘察报告》[R].2014年.

[4] 固原市水利勘测设计院.《原州区贺家湾水库设计报告》[R].2014年.