复杂地质下的防渗墙施工与帷幕灌浆技术

一、工程概况
华坪县营盘山水库属小(二)型水库，始建于一九六五年 (一九九五年增加坝高3.0米)，坝高30米(坝顶高程1515.0米)，坝顶长93米，坝顶宽约4.0米。水库库容约40万立万米，坝下输水涵洞长约160米，溢洪道为开敞式溢洪道，位于右坝肩，长192米。水库修建在石龙坝乡龙井村委会龙井河上游,蓄水主要是靠蓄积龙井河上游各支沟汇流的天然雨水。输水涵洞布置在坝轴中线靠右侧的大坝底部，为浆砌块石圆拱直墙式城门洞型结构，由于年久失修，边墙及顶拱多处砂浆脱落，涵洞进口段（30m）渗漏严重，局部形成孔洞，存在集中漏水。1989营盘山水库距离涵洞进口3.0m（距离涵洞轴线2.0m）右侧出现直径近3.0m的漏斗形陷坑，涵洞进口段被拉裂，当年对涵洞进口段5.0m剥离后重新衬砌，对坝体进行填筑，还对右坝肩及右岸滑坡体进行过浆砌石护坡处理，涵洞未出现明显的渗漏现象，有一定的防渗效果。当年右岸滑坡体进行过浆砌石护坡处理，至今未出现明显的滑移现象。1991年涵洞漏水十分严重，漏水量达0.4m3/s，当年对涵洞轴线周围迎水坡面（40×30m2）1200.0m2进行塑料薄膜防渗处理。处理后渗水量明显减少，但在今后的十几年运行来看，涵洞渗水量一年比一年增大，到了用水季节水库成了空库。
二、本工程施工程序及施工特点
2007年4月，为了更好地发挥营盘山水库的经济效益，增加灌溉面积，拟定在输水涵洞两侧及沿坝轴线采取维幕灌浆和充填灌浆等技术手段进行防渗加固处理。
具体方案是：沿输水涵洞轴线两侧布设灌浆孔，孔间距为3.0m；在前坝坡输水涵洞轴线两侧（长45m）加密两排灌浆孔，孔间距为3.0m。共计灌浆孔60个。每个灌浆孔要求深入基岩不小于2.m。沿坝轴线93米布设梅花型两排灌浆孔，孔间距为3.0m。共计灌浆孔62个。
2.1施工程序
施工程序：现场施工测量→灌浆管埋设→坝体维幕灌浆孔钻探→坝体维幕灌浆施工→砂砾石固结灌浆孔钻探→砂砾石固结灌浆施工→基岩防渗墙造孔及浇筑→基岩帷幕灌浆施工→检查孔布置→压水实验→临时施工平台拆除。
灌浆孔按灌浆设计要求布置，施工孔位与设计位置误差要求≤10cm，均为铅直孔。
2.2 本工程施工特性
本工程采用垂直灌浆及防渗墙,而坝下砂砾石层因成孔和成墙非常困难。槽孔防渗墙大部分在水下施工,须采取有效的排水措施以确保施工质量和施工安全。
三、防渗墙的施工
3.1施工平台填筑与导向槽
上、下游围堰基础处理的施工平台填筑与导向槽型式相同,施工平台在防渗墙中心范围内清基至砂砾石层后进行填筑,底宽40m,顶宽20m,高度3m,坡比1∶2.5,顶部高程1515.0m。导向槽底宽1.5m,高1.0m,墙厚0.3m,内墙净宽1.05m。底部高程为1485.0m,呈L形钢筋混凝土(C20、F200)挡水墙型式。
3.2 防渗墙造孔及成槽
因本工程地层的特殊和复杂性,防渗墙成槽工艺是一个主要的问题,为合理有效解决成槽工艺,从以下三个方面采取有效措施：一是防渗墙两侧的砂砾石先进行固结灌浆；二是选用优质膨润土护壁泥浆并合理掺入重晶石粉和烧碱使泥浆具有较高的稳定性支承孔壁；三是选用先进的旋挖钻机带动锥钻、筒钻和凿岩钻等配套钻头进行主孔钻进,遇到较大颗粒的块石采用冲击钻破碎配合使用，副孔采用液压抓斗直接抓取成槽的“两钻一抓法”工艺,从而对砂砾石层的扰动降低到最小程度。因采取以上综合措施,使防渗墙施工效率和质量均得到了较大的提高。
3.3 固壁泥浆
泥浆用于支承孔壁、稳定地层、悬浮携带钻渣和冷却钻头及钻具的重要作用。根据规范要求配置泥浆的粘土应满足以下要求:粘粒含量大于50%,塑性指数大于20,含砂量小于5%,二氧化硅和三氧化二铝含量的比值为3~4。考虑该部位砂砾石层的松散和不稳定性，确定粘土宜部分选用商品膨润土，部分选用当地合适的粘性红土，基本能满足以上要求。并考虑钻进主孔和抓斗抓取副孔的不同成槽条件,为降低成本且能满足要求,主孔选择粘土膨润土浆和副孔选择纯膨润土浆的不同浆液。
四、防渗墙下基岩帷幕灌浆
设计参数是防渗墙下基岩布置一排帷幕注浆孔,孔距2m,孔深进入基岩7m,透水率q≤10Lu的防渗标准。帷幕灌浆施工按钻孔→压力水冲洗→压水试验→灌浆→封孔→效果检查的流程进行。 分享到： 更多
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