水库除险加固工程中基岩帷幕灌浆通用技术研究

2017-03-09周宗宁

黑龙江水利科技 2017年12期

周宗宁

(重庆市水利电力建筑勘测设计研究院，重庆 401120)

0 引言

水库除险加固工程作为提高水利工程项目建设使用安全稳定性的重要组成部分，其在应用基岩帷幕灌浆通用技术过程中，因受复杂施工条件，如洞穴、断层以及涌水等情况的影响，降低了施工作用的质量效果。基于此，研究人员应从实践角度出发，即通过勘察手段明确施工所处地质环境的情况下，确定施工技术应用控制程序，进而使钻孔、孔斜控制以及灌浆等施工环节能够以更为高效且高稳定性的状态，服务于工程项目。

1 工程概况

重庆地区某水库除险加固工程，距离县城约80km，涉及地质条件高坡的公路经过水库尾部，且与乡政府距离仅为1km。因此，工程施工建设具有对外交通便利特点。由于工程建设涉及灌浆工程、大坝整治工程以及其他临时工程等，为保护所处地区经济建设与人民群众生命财产安全，应加大除险加固工程的研究力度，将基岩帷幕灌浆通用技术应用于其中，进而使工程建设使用真正起到保护地区进行现代化经济建设成果的作用价值。

2 基岩帷幕灌浆施工程序

本水库除险加固工程建设人员结合施工所处的实际情况，将帷幕灌浆施工划分为3个施工程序，以落实技术应用控制效果的逐渐加密原则。最后，还通过添加孔施工质量的检查，来保证基岩帷幕灌浆施工技术应用的可靠性[1]。

最为关键的第一个施工程序，施工人员需选定帷幕灌浆的其中一个序孔作为先导孔，而后通过认真与详细的搜集坝基与坝体的地质水文资源，来查明工程建设所面临的岩层透水率、坝体渗透性以及耗灰量等，继而为后续基岩帷幕的灌浆施工提供重要数据。实际施工中个，对于先导孔数量的控制，应为总孔数的10%，并用Ⅰ序孔带表示。此过程，施工技术人员应保证每个单位至少布置一个孔。这样一来，后续岩层帷幕灌浆孔的施工，就能按照先导孔的施工情况，确定相应的施工作业方案。与此同时，后续基层帷幕灌浆孔的施工，还可借鉴先导孔施工遇到的地层地质条件、耗灰量、灌浆压力以及岩石透水率情况，作为重点考虑因素。于此，整个水库除险加固工程就能在更具控制效果与施工准备的前提下，保证基岩帷幕灌浆通用技术的应用质量，进而最大限度的为涉及地区人民群众的生产生活提供便利[2]。

3 基岩帷幕灌浆施工通用技术应用控制策略

3.1 钻孔施工技术

实际钻孔施工前，水库除险加固工程的基岩帷幕灌浆施工技术人员应严格按照施工图纸的要求，进行孔位、孔径以及孔斜等施工控制[3]。

具体来说，就是在开孔前按照施工图纸来进行测量放样，进而确定孔位与定钻机的安装固定位置。在安装钻机时，施工技术人员要通过加固校正水平，进而保证立轴方向与孔向的一致性。安装完成后，要经监理人员与质检员检查合理，才能展开下一道工序的施工操作。此外，除险加固的坝体，则应采用硬质合金钻头进行钻进处理，即将开孔孔径尺寸设置为Φ110，以实现孔口的保护。当坝体灌浆施工结束，施工技术人员应立即套入Φ110mm的岩芯管进行护壁，并将采用变径Φ91mm硬质合金清水，回转钻进至设计孔深[4]。

在进行钻孔作业时，要保证孔壁处于平直状态，即根据施工图纸的设计要求，详细记录孔内施工遇到的断层、涌水以及洞穴等情况，进而为孔内实际情况的分析提供实践的理论依据。对于孔深的控制，施工技术人员应按照设计要求，在每段施工结束后，将孔内残留的沉淀岩粉与岩心控制在20cm以内。值得注意的是，钻孔施工过程产生的废浆与废水，应通过科学合理的引排，来避免工程建设对周边生态环境污染影响[5]。

3.2 孔斜控制技术

由于本工程基岩帷幕灌浆单孔的钻进深度处在10-25m之间，故终孔孔距的偏差大小，是保证技术应用控制质量的关键。为此，施工技术人员要严格按照相关管理部门制定的规范标准，将帷幕孔孔底的偏差控制在合理范围内。如表1所示，为帷幕孔孔底允许偏差值。

表1 帷幕孔孔底允许偏差值

从表中所统计的内容可以看出，帷幕孔孔底偏差大多在孔深要求的2.5%以内。为满足这一施工目标要求，施工技术人员应利用地锚加固钻机，来控制钻机运行使用出现的位移现象。此外，还可将埋设的孔口管深入至坝体或是完整的1m基岩。或是采用Φ50mm以上的钻杆，以避免其受力过程出现的变形问题。结合工程施工建设的现场情况，孔斜控制人员应采用较长的岩心管来辅助钻进作业，以提高钻进导向的准确性。实际钻进作业，要每隔5-10m左右距离，来进行一次孔斜测量，并通过及时的纠偏，来提高钻孔孔斜率满足设计控制要求。此过程，施工技术人员可采用KXP-1测斜仪，保证钻孔施工的精确性。最后，施工技术人员还要严格控制钻进立轴转速与压力，如基岩环境为破碎岩层或是软弱岩层，钻进应以低转速、低压力状态进行施工作业。

值得注意的是，在采用上述施工技术应用控制策略，仍无法满足施工图纸的设计使用要求，即钻孔偏斜超出预期规定，则要经监理工程师批准的情况下，采取相应的补救措施。如采用重新钻孔的方式，进行纠偏处理。

3.3 灌浆施工技术

在进行基岩帷幕灌浆施工前，要对完成的钻孔进行洗孔处理。本工程针对坝体采用的洗孔施工技术为干法造孔，即无需通过洗孔处理，而是在灌浆施工完成护壁岩心管安装后，利用高压水枪，将管内的泥浆冲洗干净，进而提高基岩帷幕灌浆孔的作用稳定性[6]。

此后，就可着手进行灌浆段长的确定，即通常情况下控制在5m。但坝体的灌浆段长则要控制在10m以内；在岩石中坝体与基础段长，则要控制在2m以内。对于施工过程遭遇的洞穴、塌孔掉块以及漏水问题，则要结合工程建设的实际情况进行钻进处理。例如，在采用自上而下的分段灌浆施工作业时，施工技术人员要保证与已灌注施工段的重叠部分控制在50cm以上，以避免漏灌现象的出现。

对灌浆方式的确定，基于本水库除险加固工程的实际情况，施工技术人员采用了循环式与纯压式结合的灌浆方式。通常情况下，施工要以循环式的灌浆为主，而在特殊的施工地段，则应采用纯压式的灌浆进行操作控制。例如，灌浆施工过程存在涌水问题，施工技术人员应采用双液灌浆法进行灌浆处理。即将射浆管安装在距离孔底50cm以内的位置上，以实现浆液在孔段内部的正常流动控制目标。在确定灌浆压力时，施工技术人员可将其暂定为0.3MPa，而后，经对施工现场进行灌浆试验，来进行相应的调整。而后，在确定灌浆待凝时间时，要结合坝体与基岩的接触段施工控制条件，来进行多方协商确定。最后，对于封孔施工技术的应用控制，因工程项目采用了自上而下的分段灌浆方式，故封孔，也要采用分段压力灌浆封孔法，来提高人工封孔作业的质量效果。由此，水库除险加固工程应用基岩帷幕灌浆通用技术的应用，就能无限接近于施工图纸所提出的性能质量要求[7]。