横泉水库坝基处理帷幕灌浆施工

王军兴（山西省水利建筑工程局太原030006）[摘要]：横泉水库坝基基岩岩性主要为Ar3c混合片麻岩，风化程度高，透水性强，为减小基岩渗透性，设计要求对大坝防渗墙下基岩进行帷幕灌浆，文中重点对横泉水库左坝肩坝基防渗墙下基岩段帷幕灌浆的施工方法及灌浆效果进行了介绍。关键词：横泉水库；帷幕灌浆；施工中图分类号：TV543文献标识码：B1工程概况横泉水库工程处于山西省吕梁地区中部，坝址位于山西省吕梁地区三川河支流北川河干流上，方山县班庄与横泉两村之间。枢纽主要建筑物包括大坝、泄洪洞、供水发电洞、电站。坝址河谷地形平坦开阔，河谷宽度650m，河床高程1100~1109m，左岸为黄土台地，右岸为基岩山区。在河流两岸发育有二级阶地。Ⅰ级阶地高出河床2~5m，阶面宽150~300m。Ⅱ级阶地高出河床5~10m，阶面宽100~200m。Ⅰ、Ⅱ级堆积阶地均呈条带状分布于两岸。坝址左岸黄土台地底部为一古河道，属掩埋古河道。坝址区出露的基岩地层有：1）上太古界吕梁山群赤坚岭组（Ar3c）混合斜长片麻岩、混合花岗片麻岩、混合花岗岩，有花岗岩和辉绿岩岩脉侵入，分布于坝基及右岸，为坝址主要涉及的基岩地层。2）下元古界野鸡山群青杨树湾组变质砾岩、石英片岩，分布于右岸。本标段灌浆主要是左岸坝基帷幕灌浆（桩号0-070~0+230），钻孔进尺13314m（含检查孔），灌浆总进尺为3977m。岩性自上而下为Q42pal、Q41pal卵石混合土、混合土卵石、级配不良砾及砂层，厚度15～30m，基岩岩性为Ar3c混合片麻岩，强风化层厚15～30m，地下水位1100～1106m。根据设计要求，帷幕灌浆孔均按一排布置，孔间距均为2m，钻孔为铅直孔，所有部位均按三序孔施工。本次施工拟对坝基基岩10Lu以上部分进行帷幕灌浆处理。2灌浆施工2.1施工工艺流程施工过程中，分三序施工，先进行一序孔的施工，每单元内布置一先导孔，先导孔在一序孔中选择。每单元内孔均按以下工艺流程进行施工：先导孔→Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→质量检查孔。每个灌浆孔的施工工艺流程为：孔位放样→钻机定位→覆盖层造孔至基岩面→套管护壁→基岩钻进第一段→钻孔冲冼→下栓塞→裂隙冲冼→简易压水→灌浆→基岩钻进下一段……→终孔段灌浆→基岩段封孔→起拔套管→覆盖层封孔。2.2钻孔及套管护壁覆盖层钻采用300型回转式地质钻机，钻孔过程中采用黏土护壁。坝基黏土段及砂砾石段边钻进边下套管，开孔钻头直径选用ф89mm硬质合金钻头，跟进至基岩面，基岩段钻进采用ф75mm金刚石钻头。先导孔基岩取芯、编号、照相、绘制柱状图。钻孔全过程采用KXP-1型测斜仪跟踪测斜，保证孔斜控制在设计和规范充许范围内，遇到偏斜，及时采取措施纠编。2.3钻孔冲冼、裂隙冲冼及压水试验钻孔结束后，敞开孔口，将钻杆放入孔底并通入大水流，从孔底向孔外进行钻孔冲冼，直至回水澄清延续10min结束。钻孔冲冼完毕，将灌浆阻塞器在设计位置，进行裂隙冲冼，裂隙冲冼采用压力水脉动方式进行。冲冼压力为灌浆压力的80%，并不大于1MPa，直至回水澄清并延续10min结束，并保证冲冼时间单孔不少于30min。裂隙冲冼结束后采用单点法做简易压水试验，试验持续20min，每5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量；压水压力为灌浆压力的80%，并不超过1MPa，试验结束后计算出各孔段吕荣值，为后续的灌浆提供参考数据。2.4灌浆灌浆施工中均采用25050泥浆泵灌注，采用GJY-Ⅲ型自动记录仪记录。灌浆材料选用32.5R普通硅酸盐水泥，要求水泥细度通过80μm方孔筛余量不大于5%。灌浆采用分段阻塞、分段灌注、孔内循环的方法进行。灌浆时，射浆管距孔底不大于0.5m。灌浆段长上段为2m，下部为5m，特殊情况下可适当缩减或加长，但不得大于7m。。灌浆管路应保证浆液流动畅通，并能承受1.5倍的最大灌浆压力。灌浆泵和孔口处安装压力表，所选压力表在使用前进行率定。压力表和管路之间设有隔浆装置。灌浆原始记录采用灌浆自动记录仪记录。施工中灌浆孔严格地按照分序逐渐加密的原则进行，即先灌先导孔和Ⅰ序孔，再灌Ⅱ序孔，后灌Ⅲ序孔。2.4.1灌浆压力和浆液比级本标段灌浆压力采用经监理、业主审批的试验确定压力，灌浆压力如表1。表1各段帷幕压水、灌浆压力单位：MPa