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[摘 要]在水库大坝的长期运行中，不可避免的会受到各种因素的影响而使大坝坝体呈现病险，必须要对其进行加固处理，才能保证大坝起到设计应有的效果，并发挥其特有的蓄挡水作用。在实施过程中应根据不同吸浆量及时调整和改进灌浆方案，最终取得了较好的灌浆加固效果，值得其他同类工程参考借鉴。
[关键词]水库大坝 灌浆工程 防渗加固 施工要点
中图分类号：TU357 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0121-01
一、引言
水库大坝灌浆施工和防渗，是一项特别复杂的系统工程，在具体实践过程中，需要综合考虑诸多方面的因素，结合工程具体情况，严格依据相关的规定和要求来进行施工，保证工程的施工质量，避免有质量问题出现，以便推动我国水利事业获得更好更快的发展。水库建成的目的主要是为了防洪抗旱以及浇灌农田，同时还兼有小规模的发电和一定的渔业养殖功能等，是一座为当地经济发展带来极大帮助的重要水利枢纽工程。由于水库建成时间较早，当时的施工技术水平较低，因此水库的质量并不是特别好，再加上十几年的运行时间，水库已经因为年久失修而发生很多病险症状。为此，当地相关单位决定对该大坝进行加固处理，以保证其继续发挥重要职能作用。
二、水库大坝的水文工程地质条件
在对该水库大坝的加固施工方案进行设计之前，我们先对其水文地质条件进行了详细的钻孔勘察，经过勘察我们发现，该水库大坝的浆砌石块主要是由花岗岩组成，目前已经有多块花岗岩都受到了风化的影响而呈现弱风化状态，而剩下的小部分花岗岩则已经完成呈现出强风化状态，在此情况下，整个坝体都呈现出很松散状态。砌石块之间的间隙较多，且都相互连通，从下游河道观察出来可以发现大量渗水因此可以判定该坝体已经属于严重的渗漏性大坝，整个坝体的渗漏性极高，水库很难按设计要求正常蓄水，同时此现象严重影响了坝体构筑物安全，危及了下游人身财产安全。
三、坝体防渗灌浆设计
基于上述水文地质勘察结果，可以看出采用一般的水库加固技术（如面板加固或防渗体加固等技术措施）是很难达到有效的加固防渗效果的。为此经过研究分析，我们最终决定采用物理灌浆技术进行加固施工。具体的施工设计方案是将坝前库水位降至最低点，然后进行坝体防渗体施工，而坝体防渗体分为三部分进行，即在坝体上钻三排孔进行浆液灌注，每排孔之间的间距为1m，上游排在坝下0+000.1m处，下游排在坝下0+002.1m处，中间排在0+001.1m处，上、下游排孔距为2.0m，中间排孔距为1.0m，分三序进行施工，自孔深1m开始自上而下每5m一段进行灌浆，灌浆压力根据试验确定。灌浆水泥使用P.O42.5级普通硅酸盐水泥。防渗标准q<5Lu。此外，防渗体后至坝址设计了孔、排距分别为3m的坝体固结灌浆孔。施工中遵循先固结后帷幕的顺序，即固结钻灌结束并达到合格标准后展开帷幕钻灌工作。
四、水库坝体防渗加固灌浆施工及处理措施
4.1 灌浆施工试验
为了能够确保灌浆施工效果，合理设计灌浆速度、时间和浆液的配合比，我们决定先对坝体的左岸一部分进行灌浆施工试验，以此来查看灌浆加固效果。使用循环钻灌法，自上而下依顺序分段进行钻灌，分段长度在一到两米之间。首先采用的灌浆材料是原设计中使用的水泥砂浆，由于在孔上部特别是在孔口部位存在较大的孔洞，在灌注浆液的时候不会起压，但在该段灌注时，水泥砂浆具有较好的可灌性以及可控性。然而在孔的中下部，具有较密实的堆石体，并且孔隙内含有大量的砂砾，水泥砂浆发挥较好的可灌性，因此改变了单独使用水泥砂浆的设计，在其中加入含有粉煤灰的水泥浆进行灌注试验，试验证明其具有较好的可控性以及可灌性。在本工程中，虽然没有较大的规模，但是有着较多的灌浆种类，在各个部位分区进行工程灌浆试验结合灌浆施工。因为坝基岩石和右坝肩坡积土层有着较为成熟的技术， 因此各自打孔进行钻灌试验。
4.2 施工时特殊情况的处理
在大坝的灌浆施工中，是依次对三排孔进行灌浆施工的，即a、b、c排孔。在实际的灌浆施工中发现，在a排孔的灌浆施工中，根本就没有回水的现象，甚至中途还有掉钻的现象；直到灌注到b排孔的上游与c排孔的中游时，才稍微有回水的现象并逐渐好转，但是仍然会有部分孔洞仍然会出现回水减少或是消失的现象。说明坝体内部的空隙多需要及时充填在接下来的灌浆工作中冒浆和漏浆现象严重。为此必须要对其进行一定的处理。处理方法为：当冒浆或漏浆不是特别严重，只需要按照正常的灌浆方法进行灌注施工即可；而当冒浆程度很严重时，就需要用水不漏或者是棉纱等填堵材料封堵地表和缝隙，然后再通过低压、浓浆、限流量并间歇灌浆的方法，慢慢的将坝体内部灌满浆液，实现灌浆施工目的。
4.3 灌浆施工技术的要求
（1）灌浆材料。防渗体灌浆上、下游排出现大量吸浆时添加细砂，砂质要求洁净，含泥量<3%；出现漏浆时掺加水玻璃，掺加比例为3%～5%。
（2）灌浆方法。大坝防渗体灌浆上游排和下游排孔先自上而下用水泥砂浆进行充填灌浆，出现漏浆时掺水玻璃进行堵漏处理，再按防渗体灌浆要求，自下而上分段孔内循环灌浆方法复灌至结束标准。防渗体灌浆中间排采用纯水泥浆自上而下分段孔内循环灌浆方法进行灌浆。
（3）施工参数：段长原则上为5m，但当遇孔内钻孔回水消失，即停即灌，不受段长限制；纯水泥灌浆压力上、下游排（1～6）m，压力0.2MPa、（6～16）m采用0.4MPa，16m以下采用0.6MPa；中间排（1～6）m，压力0.3MPa，6m以下压力0.6MPa；充填灌浆当孔口无回水，采用掺加细砂10%～20%进行空隙充填灌浆，一旦出现坝外漏浆，结合掺加水玻璃进行，至孔内填满溢浆为止；浆液的水灰比，充填灌浆浆液一律为0.8∶1，掺砂量按20%左右进行；砂浆充填灌满至孔口返浆，充填灌浆结束。双液灌浆至漏浆现象停止，停止掺加水玻璃，再按纯水泥浆灌浆要求灌至结束标准。
4.4 防渗体灌浆效果
防渗体灌浆按照设计布置和相关技术要求，施工完成钻孔364个，累计灌浆段长8161.08m，灌入水泥3942.5t，单位注入量483.1kg/m，砂480t，水玻璃100t。防渗体灌浆施工完成后，综合效果表明防渗体灌浆质量良好，达到预定效果。在灌浆过程中我们发现，随着灌浆施工的开展，a排的浆液注入量相对最多，而b、c排的浆液注入量则逐渐减少，这说明在浆液灌注的过程中，坝体内部的空隙相互连通，已经逐渐将坝体内部灌满浆液，灌注效果较好。另外，经过质量检测，发现该大坝坝体的浆砌石内部的空隙已经全部被浆液填满，水泥的胶凝状态很好，采用钻孔取芯的方式可以看出，所取出的岩芯多为柱状，这就表明水泥都已经密实的填充在岩石的缝隙中，防渗加固效果较好。坝内防渗体检查孔压水试验透水率均<5Lu，满足设计要求。防渗体灌浆完成14天后，施工检查孔37个，压水试验190段，透水率均<5Lu，全部合格。从后续蓄水效果来看，下游坝面无明显渗漏水现象发生，灌浆加固工作取得了明显效果。
五、结论
水库大坝是水利工程建设施工中的一项重要内容，也是最基本的挡水建筑物。水库大坝是否稳定牢固决定着该水利工程的职能大小。但是由于水库大坝所处的环境较为恶劣，一般在长期的运行下，水库坝体都会出现一些质量病害，最常见的就是坝体渗漏，这种病害严重影响着大坝的安全稳定，必须及时对其进行修复加固处理。相关的施工工作人员需要不断努力，积极学习，提升自己的专业素质水平，总结工程经验，以便更好的开展水库大坝灌浆施工，保证水库大坝的整体质量。
[关键词]水库大坝 灌浆工程 防渗加固 施工要点
中图分类号：TU357 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0121-01
一、引言
水库大坝灌浆施工和防渗，是一项特别复杂的系统工程，在具体实践过程中，需要综合考虑诸多方面的因素，结合工程具体情况，严格依据相关的规定和要求来进行施工，保证工程的施工质量，避免有质量问题出现，以便推动我国水利事业获得更好更快的发展。水库建成的目的主要是为了防洪抗旱以及浇灌农田，同时还兼有小规模的发电和一定的渔业养殖功能等，是一座为当地经济发展带来极大帮助的重要水利枢纽工程。由于水库建成时间较早，当时的施工技术水平较低，因此水库的质量并不是特别好，再加上十几年的运行时间，水库已经因为年久失修而发生很多病险症状。为此，当地相关单位决定对该大坝进行加固处理，以保证其继续发挥重要职能作用。
二、水库大坝的水文工程地质条件
在对该水库大坝的加固施工方案进行设计之前，我们先对其水文地质条件进行了详细的钻孔勘察，经过勘察我们发现，该水库大坝的浆砌石块主要是由花岗岩组成，目前已经有多块花岗岩都受到了风化的影响而呈现弱风化状态，而剩下的小部分花岗岩则已经完成呈现出强风化状态，在此情况下，整个坝体都呈现出很松散状态。砌石块之间的间隙较多，且都相互连通，从下游河道观察出来可以发现大量渗水因此可以判定该坝体已经属于严重的渗漏性大坝，整个坝体的渗漏性极高，水库很难按设计要求正常蓄水，同时此现象严重影响了坝体构筑物安全，危及了下游人身财产安全。
三、坝体防渗灌浆设计
基于上述水文地质勘察结果，可以看出采用一般的水库加固技术（如面板加固或防渗体加固等技术措施）是很难达到有效的加固防渗效果的。为此经过研究分析，我们最终决定采用物理灌浆技术进行加固施工。具体的施工设计方案是将坝前库水位降至最低点，然后进行坝体防渗体施工，而坝体防渗体分为三部分进行，即在坝体上钻三排孔进行浆液灌注，每排孔之间的间距为1m，上游排在坝下0+000.1m处，下游排在坝下0+002.1m处，中间排在0+001.1m处，上、下游排孔距为2.0m，中间排孔距为1.0m，分三序进行施工，自孔深1m开始自上而下每5m一段进行灌浆，灌浆压力根据试验确定。灌浆水泥使用P.O42.5级普通硅酸盐水泥。防渗标准q<5Lu。此外，防渗体后至坝址设计了孔、排距分别为3m的坝体固结灌浆孔。施工中遵循先固结后帷幕的顺序，即固结钻灌结束并达到合格标准后展开帷幕钻灌工作。
四、水库坝体防渗加固灌浆施工及处理措施
4.1 灌浆施工试验
为了能够确保灌浆施工效果，合理设计灌浆速度、时间和浆液的配合比，我们决定先对坝体的左岸一部分进行灌浆施工试验，以此来查看灌浆加固效果。使用循环钻灌法，自上而下依顺序分段进行钻灌，分段长度在一到两米之间。首先采用的灌浆材料是原设计中使用的水泥砂浆，由于在孔上部特别是在孔口部位存在较大的孔洞，在灌注浆液的时候不会起压，但在该段灌注时，水泥砂浆具有较好的可灌性以及可控性。然而在孔的中下部，具有较密实的堆石体，并且孔隙内含有大量的砂砾，水泥砂浆发挥较好的可灌性，因此改变了单独使用水泥砂浆的设计，在其中加入含有粉煤灰的水泥浆进行灌注试验，试验证明其具有较好的可控性以及可灌性。在本工程中，虽然没有较大的规模，但是有着较多的灌浆种类，在各个部位分区进行工程灌浆试验结合灌浆施工。因为坝基岩石和右坝肩坡积土层有着较为成熟的技术， 因此各自打孔进行钻灌试验。
4.2 施工时特殊情况的处理
在大坝的灌浆施工中，是依次对三排孔进行灌浆施工的，即a、b、c排孔。在实际的灌浆施工中发现，在a排孔的灌浆施工中，根本就没有回水的现象，甚至中途还有掉钻的现象；直到灌注到b排孔的上游与c排孔的中游时，才稍微有回水的现象并逐渐好转，但是仍然会有部分孔洞仍然会出现回水减少或是消失的现象。说明坝体内部的空隙多需要及时充填在接下来的灌浆工作中冒浆和漏浆现象严重。为此必须要对其进行一定的处理。处理方法为：当冒浆或漏浆不是特别严重，只需要按照正常的灌浆方法进行灌注施工即可；而当冒浆程度很严重时，就需要用水不漏或者是棉纱等填堵材料封堵地表和缝隙，然后再通过低压、浓浆、限流量并间歇灌浆的方法，慢慢的将坝体内部灌满浆液，实现灌浆施工目的。
4.3 灌浆施工技术的要求
（1）灌浆材料。防渗体灌浆上、下游排出现大量吸浆时添加细砂，砂质要求洁净，含泥量<3%；出现漏浆时掺加水玻璃，掺加比例为3%～5%。
（2）灌浆方法。大坝防渗体灌浆上游排和下游排孔先自上而下用水泥砂浆进行充填灌浆，出现漏浆时掺水玻璃进行堵漏处理，再按防渗体灌浆要求，自下而上分段孔内循环灌浆方法复灌至结束标准。防渗体灌浆中间排采用纯水泥浆自上而下分段孔内循环灌浆方法进行灌浆。
（3）施工参数：段长原则上为5m，但当遇孔内钻孔回水消失，即停即灌，不受段长限制；纯水泥灌浆压力上、下游排（1～6）m，压力0.2MPa、（6～16）m采用0.4MPa，16m以下采用0.6MPa；中间排（1～6）m，压力0.3MPa，6m以下压力0.6MPa；充填灌浆当孔口无回水，采用掺加细砂10%～20%进行空隙充填灌浆，一旦出现坝外漏浆，结合掺加水玻璃进行，至孔内填满溢浆为止；浆液的水灰比，充填灌浆浆液一律为0.8∶1，掺砂量按20%左右进行；砂浆充填灌满至孔口返浆，充填灌浆结束。双液灌浆至漏浆现象停止，停止掺加水玻璃，再按纯水泥浆灌浆要求灌至结束标准。
4.4 防渗体灌浆效果
防渗体灌浆按照设计布置和相关技术要求，施工完成钻孔364个，累计灌浆段长8161.08m，灌入水泥3942.5t，单位注入量483.1kg/m，砂480t，水玻璃100t。防渗体灌浆施工完成后，综合效果表明防渗体灌浆质量良好，达到预定效果。在灌浆过程中我们发现，随着灌浆施工的开展，a排的浆液注入量相对最多，而b、c排的浆液注入量则逐渐减少，这说明在浆液灌注的过程中，坝体内部的空隙相互连通，已经逐渐将坝体内部灌满浆液，灌注效果较好。另外，经过质量检测，发现该大坝坝体的浆砌石内部的空隙已经全部被浆液填满，水泥的胶凝状态很好，采用钻孔取芯的方式可以看出，所取出的岩芯多为柱状，这就表明水泥都已经密实的填充在岩石的缝隙中，防渗加固效果较好。坝内防渗体检查孔压水试验透水率均<5Lu，满足设计要求。防渗体灌浆完成14天后，施工检查孔37个，压水试验190段，透水率均<5Lu，全部合格。从后续蓄水效果来看，下游坝面无明显渗漏水现象发生，灌浆加固工作取得了明显效果。
五、结论
水库大坝是水利工程建设施工中的一项重要内容，也是最基本的挡水建筑物。水库大坝是否稳定牢固决定着该水利工程的职能大小。但是由于水库大坝所处的环境较为恶劣，一般在长期的运行下，水库坝体都会出现一些质量病害，最常见的就是坝体渗漏，这种病害严重影响着大坝的安全稳定，必须及时对其进行修复加固处理。相关的施工工作人员需要不断努力，积极学习，提升自己的专业素质水平，总结工程经验，以便更好的开展水库大坝灌浆施工，保证水库大坝的整体质量。