高噴灌漿水庫管理論文

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一、概述

二道河子水庫位于內蒙古自治區赤峰市松山區西路嘎河中游，水庫大壩為均質土壩，壩址左岸黃土包及溢洪道一帶呈雙層結構，上部為砂壤土和壤土，下部為砂卵礫石層；壩基覆蓋層為砂卵石，并與黃土包下砂卵礫石層相互貫通，透水性強，滲透系數為82～127m／d，砂壤土和壤土的滲透系數為0．24m／d。這樣的土層結構使大壩左岸黃土包和左壩端滲流不穩定，當庫水位較高，蓄水時間較長時，左岸黃土包下游出現大面積漫浸，左壩端下游排水體下有集中滲流出現，伴有流水聲，嚴重威脅著水庫大壩的安全。

經過反復論證分析，決定采用高噴灌漿技術對該水庫進行除險加固。

二、高噴灌漿防滲板墻施工設備及施工工藝

1．施工設備

主要施工設備為：造孔系統、高壓水系統、壓縮空氣系統、制漿供漿系統、提升噴射系統和檢測系統。

2．施工工藝

高壓噴射灌漿施工工藝流程見圖1。

根據設計防滲板墻施工軸線和孔距確定孔位，并作好地面樁標記。鉆頭φ150mm，泥漿護壁，泥漿材料為鈣質膨潤土、黏土、黃土、細砂等。攪拌漿液采用聯合攪漿機制漿，泥漿泵供漿，要求漿液拌合均勻，比重穩定。漿液材料為純水泥漿，水泥為普通硅酸鹽水泥。

噴射灌漿，將高噴管下入到孔內，按造孔記錄及設計板墻底線控制下入深度，然后啟動高壓水泵、空氣壓縮機，攪漿機供漿，同時全面檢查各管路是否封閉，水、漿、氣壓力及流量是否符合設計參數要求，噴射管的噴射方向是否對正。啟動設備3min后，待水泥漿從孔口返漿，再按設計提升速度開始提升。噴射灌漿結束后，進行靜壓回填灌漿，至液面不析水、不下沉為止。

三、用圍井試驗確定施工參數

1996年在壩后的地質條件與壩址相近的地段做了一個五邊形試驗圍井，圍井邊長1．2m，孔深11．1～15．06m，其中土層厚3．7m，砂礫石層厚6．8m，基巖平均埋深10．5m。

試驗中對不同地層的提升速度、擺動角度及水、氣、漿等各項技術參數進行測試，凝固14d后，進行注水試驗，然后全部挖開檢查，發現板墻噴射均勻，連接牢固。其中土層高噴墻體厚度5～7cm，噴嘴雙面有效長度6．55～7．4m；砂礫石層擺角形成墻體厚度30cm以上，雙面有效噴嘴噴射長度為2．7～3．0m，全部滿足設計要求。

經研究論證后確定：高噴板墻孔距為1．1m，灌漿軸線與噴射軸線夾角為30°，墻體采用折線連接，砂礫石層和土層全部采用擺噴，擺角為25°。鉆孔孔斜率必須小于1％，墻體厚度大于20cm，墻體強度大于70MPa，墻體滲透系數小于A×10－6cm／s。

四、高噴防滲板墻的施工

二道河子水庫除險加固的主體工程為高壓噴射灌漿防滲板墻。1996年完成了37m試驗段的施工，1997年又完成了另外37m及50m試驗段。1998～2000年，防滲板墻的施工全面展開，3年間進行了564m設計軸線高噴防滲板墻的施工，共計完成鉆孔626孔，鉆孔總進尺為24777．14m，灌漿總延米為19532．58m，共使用水泥13441．5t。

該防滲板墻設計采用折線連接，分兩序孔進行施工，第一序孔造孔及噴射灌漿完畢，等待14d后，再進行第二序孔的造孔及高噴灌漿的施工。具體墻體連接見圖2、圖3。

五、特殊情況處理

1．漏漿處理

在二道河子水庫大壩高噴灌漿防滲板墻的施工中，有很多孔發生了漏漿現象，說明大壩基礎存在嚴重的集中滲流區及流沙區，對水庫大壩的穩定十分不利。因此發生漏漿時，視嚴重程度采取了停止提升或放慢提升速度的辦法，讓漏漿地層充分灌滿水泥漿，從而達到灌漿的目的。在二序孔的鉆孔中，取出了固結良好的類似混凝土的水泥芯，因而用此方法處理漏漿切實可行。

2．孤石處理

二道河子水庫大壩基礎以砂礫石為主，存在有個別大的孤石。高噴過程中，根據鉆孔記錄，在噴至孤石深度時，采取上、下50cm加大擺角、放慢提升速度的辦法，充分將孤石用水泥漿包住，從而達到板墻充分連接的目的。

3．事故停噴

如在高噴過程中發生停電等停噴事故，再次開噴時則采取復噴的辦法，解決因停噴造成的板墻連續性問題。