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摘 要：上、下游堰体架空现象严重，其漏水量仍然比较大。并在很多地方出现大的渗流通道。致使下围堰与纵向围堰一直没有合拢，留着20m的卸压拢口。本文以实际工程为例，结合上、下游堰体填筑结构型式，确定戗堤防渗方案，本着既提高工效又节省成本造孔采用打管成孔法；灌浆采用自下而上纯压灌浆法，可供参考。
关键词：帷围堰架空；打管成孔；纯压灌浆
中图分类号：TV543.8 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）33-0181-02
1 工程概况
重庆草街航电枢纽位于重庆市北碚区以北约18km的嘉陵江上。工程以航电为主，兼顾发电和其他综合利用项目，库容22亿m3，渠化航道180km，电站装机500MW，年发电量20亿kW·h，为一等工程。临时围堰共分为上游围堰、下游围堰、纵向围堰三个部分，施工轴线总长1345m，其中上游围堰轴线长471m、下游围堰轴线长214m、纵向围堰轴线长660m。
2 围堰防渗设计布置
2.1 堰体结构
（1）临时围堰在嘉陵江右侧原河床上，为枢纽横向混凝土和15孔泄洪闸混凝土底板的干地施工服务。共分为上游围堰、下游围堰、纵向围堰三个部分；上游围堰防渗墙施工面顶高程184m，施工面顶宽近23.5m，下游围堰防渗防渗墙施工面顶高程183m，施工面顶宽近16.5m；纵向围堰于12月施工完成。大江截流采用下戗体方案，防渗线布置于截流戗堤上游侧[1]。
（2）上游围堰全部用大块石堆积而成，堰体抛填层厚2～10m，填筑边坡1：2，架空现象严重，其漏水量仍然比较大。并在很多地方出现大的渗流通道。致使下围堰与纵向围堰一直没有合拢，留着20m的卸压拢口。防渗线填筑主要成分为粘土和碎石，渗透性及可灌性均较差，但其自身的结构在水的长期作用下又难以达到自身稳定的要求。河床鹅卵石层厚0～7m，其粒径多在100mm以内，150～200mm以上的漂石也占有一定的比例。根据部位的不同，各层厚度相差较大。左边深槽段由于是主河床冲刷区，槽深最大达14m；右边河心滩段根据现场踏勘，有2～3m鹅卵石覆盖层，出露高程最高部位到181m，系石英砂岩等坚硬岩石属于强透水层。基础岩层系侏罗纪的泥岩，表面多风化，属于软岩，为弱透水层，在急流和深槽部位或河岸部位，部分堰体直接覆盖在基岩上。
2.2 围堰防渗灌浆方案
（1）根据我们在嘉陵江流域的施工经验，结合上游堰体填筑结构型式，确定戗堤防渗方案，上游围堰灌浆轴线距离迎水面边1.5m，右侧于混凝土纵向围堰相接，左侧深入左堰肩20m。上游围堰防渗灌浆施工进度直接影响横向围堰和后序工程的施工。灌浆轴线距离迎水面边1.5m，右侧于混凝土纵向围堰相接，左侧深入左堰肩20m；这次本着既提高工效又节省成本造孔采用打管成孔法；灌浆采用自下而上纯压灌浆法。
（2）围堰防渗范围：上游围堰上至堰面下2m，下至深入基础岩层0.4m。
（3）孔排距确定：共设两排灌浆孔，单排孔距为1.5m，排距1.0m，梅花形布置。戗堤顶部2.0m厚在挖槽后填筑粘土或风化石渣并压实，塑性灌浆与该心墙相接。
3 围堰防渗工序及方法
施工工艺流程为：场地平整→临时建设施工準备→布孔→钻机就位→造孔→提管→通水→灌浆→提管→第二段灌浆→提管→终孔段灌浆→结束灌浆→封孔。
3.1 造 孔
采用XY-2型地质钻机卷扬提起300kg重的掉锤沿？准50钻杆向下冲击钻杆连接套（钻杆下方套着铁制锥头）进尺成孔，穿过填筑层和砂砾石层入基岩0.4m后，掉锤向上反冲击提管20～30cm，这时锥头自然脱离钻杆，通水试验可知。
3.2 灌 浆
（1）采用一次打孔到底、自下而上分段、孔内纯压灌浆工艺。灌浆材料为水泥、细河砂、锯末、水玻璃等灌材，浆液配合比如下：水：（水泥+粉煤灰）=0.5：1；膨润土为水泥的1%；塑化剂为水泥的1～1.2%；
（2）对集中漏水点的处理。由于上游围堰全部用大块石堆积而成，江面水位（181m）与围堰内基坑水位（178m）差达到3m，堰体抛填层厚2～10m，填筑边坡1：2，架空现象严重，其漏水量仍然比较大。并在很多地方出现大的渗流通道，灌入的水泥砂浆被水冲刷带走，针对这种情况施工时采用：
①水泥砂浆0.5：1：1，酌量加入锯末，灌浆耗浆量>1000L/m，采取加大锯末的掺入量和间歇灌注[2]。
②可控性灌浆：水泥+水玻璃双液浆液灌注和双液双管灌注。水泥浆中加入水玻璃主要起速凝作用，凝结时间因掺入量而异。作为速凝剂一般掺量较小，约占重量的3～5%。因本工程漏点水流量较大流速较快，水玻璃掺量相应提高。
③注浆用水玻璃对其模数和浓度有一定的要求，模数M是描述水玻璃性能的一个重要参数，M的大小对注浆影响很大。模数小时凝结时间长，结石体强度低；模数大时凝结时间短结石体强度高。模数过大过小都对注浆不利。注浆时，一般要求水玻璃的模数在2.4～3.4较为合适。
④水玻璃的浓度以波美度Be′表示。水玻璃出厂浓度一般为（50～60）Be′，注浆使用范围（30～40）Be′。其浓度可通过加入适量的水进行变换。水泥水玻璃常用配方为：水泥为42.5号普通硅酸盐水泥，水泥浆的水灰比为1：1～0.8：1、0.5：1。
4 施工成果分析
（1）施工设计造孔314个实际施工加密168个孔合计造孔：482个，合计孔深3632m；耗用水泥：1016.622t，耗用砂：330m3；锯末：25000kg；水玻璃：12t。平均耗灰为：280kg/m，最大耗灰：4500kg/m，最小耗灰：12kg/m。
（2）I序孔返浆孔深基本在离孔口约3～6m左右，II基本在离孔口约5～10m处开始返浆，返浆孔深明显加深。 （3）上游围堰基本孔灌浆结束后，下游围堰卸压拢口合拢，靠近上游低洼处渗水量只有100～150m3/h用一台泵抽水即可。根据以上实际情况分析表明采用打管成孔采用水泥砂浆加锯末和水泥砂浆+水玻璃双液灌浆对回填料及架空较大渗流较明显的堰体防渗堵漏效果非常明显。
（4）上游围堰灌浆前各排各序孔灌前压水平均Lu值随着排序孔序增加递减较为明显，尤其是下游排II序孔灌前Lu值多数<30，说明经过上游排I、II序孔，下游排I、II序孔灌浆，已经基本达到设计要求的防渗效果。从失水情况看，上游排孔失水孔比较多，占失水孔数的79%，而下游排孔失水孔已经很少了，占失水孔数的21%。说明上游排孔的灌浆效果非常明显。
5 结束语
综上所述，通过对本文的分析讨论得出以下结论：
（1）重庆航电枢纽上围堰防渗灌浆，采用钻机打管成孔灌浆较之前纵向围堰高喷灌浆，即节省工程造价，又缩短了施工工期。
（2）采用水泥砂浆和水泥+水玻璃双液灌注效果非常好，为大块石架空围堰地层实现闭气提供了更加行之有效节省成本例证。通过水泥砂浆灌浆施工，堰体内部部分块石架空部位得到了有效的充填，部分改变了原块石堆积体的地质结构，为进一步处理集中漏水地段创造了一定的条件。
（3）單排孔防渗效果不是特别明显，而且水泥砂浆与水泥+水玻璃混合液扩散半径有限，遇到细微渗漏通道可灌性差，必须通过两排之间浆液扩散进行补充才能取得更好的效果。
（4）在实际施工中纯水泥浆与水玻璃分别由注浆泵送到孔口混合注入孔内直至灌浆结束。对于渗流量特别大的地段，施工时在防渗轴线上相距15～20cm打两个孔，在两个孔分别灌入水泥砂浆和水玻璃体积比为3：1，让水泥砂浆和水玻璃在孔底混合。直至灌浆结束，堵漏防渗效果非常明显。
参考文献
[1]周建华，张金接，赵卫全，等.控制性灌浆帷幕在桥墩围堰防渗处理中的应用研究[J].水利与建筑工程学报，2018（04）：11～15.
[2]蒋 蓉.水电站施工围堰防渗施工技术研究[J].居舍，2018（09）：38+16.
收稿日期：2018-10-18
作者简介：张云东（1972-），男，吉林永吉人，工程师，本科，从事水利水电施工工作。
关键词：帷围堰架空；打管成孔；纯压灌浆
中图分类号：TV543.8 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）33-0181-02
1 工程概况
重庆草街航电枢纽位于重庆市北碚区以北约18km的嘉陵江上。工程以航电为主，兼顾发电和其他综合利用项目，库容22亿m3，渠化航道180km，电站装机500MW，年发电量20亿kW·h，为一等工程。临时围堰共分为上游围堰、下游围堰、纵向围堰三个部分，施工轴线总长1345m，其中上游围堰轴线长471m、下游围堰轴线长214m、纵向围堰轴线长660m。
2 围堰防渗设计布置
2.1 堰体结构
（1）临时围堰在嘉陵江右侧原河床上，为枢纽横向混凝土和15孔泄洪闸混凝土底板的干地施工服务。共分为上游围堰、下游围堰、纵向围堰三个部分；上游围堰防渗墙施工面顶高程184m，施工面顶宽近23.5m，下游围堰防渗防渗墙施工面顶高程183m，施工面顶宽近16.5m；纵向围堰于12月施工完成。大江截流采用下戗体方案，防渗线布置于截流戗堤上游侧[1]。
（2）上游围堰全部用大块石堆积而成，堰体抛填层厚2～10m，填筑边坡1：2，架空现象严重，其漏水量仍然比较大。并在很多地方出现大的渗流通道。致使下围堰与纵向围堰一直没有合拢，留着20m的卸压拢口。防渗线填筑主要成分为粘土和碎石，渗透性及可灌性均较差，但其自身的结构在水的长期作用下又难以达到自身稳定的要求。河床鹅卵石层厚0～7m，其粒径多在100mm以内，150～200mm以上的漂石也占有一定的比例。根据部位的不同，各层厚度相差较大。左边深槽段由于是主河床冲刷区，槽深最大达14m；右边河心滩段根据现场踏勘，有2～3m鹅卵石覆盖层，出露高程最高部位到181m，系石英砂岩等坚硬岩石属于强透水层。基础岩层系侏罗纪的泥岩，表面多风化，属于软岩，为弱透水层，在急流和深槽部位或河岸部位，部分堰体直接覆盖在基岩上。
2.2 围堰防渗灌浆方案
（1）根据我们在嘉陵江流域的施工经验，结合上游堰体填筑结构型式，确定戗堤防渗方案，上游围堰灌浆轴线距离迎水面边1.5m，右侧于混凝土纵向围堰相接，左侧深入左堰肩20m。上游围堰防渗灌浆施工进度直接影响横向围堰和后序工程的施工。灌浆轴线距离迎水面边1.5m，右侧于混凝土纵向围堰相接，左侧深入左堰肩20m；这次本着既提高工效又节省成本造孔采用打管成孔法；灌浆采用自下而上纯压灌浆法。
（2）围堰防渗范围：上游围堰上至堰面下2m，下至深入基础岩层0.4m。
（3）孔排距确定：共设两排灌浆孔，单排孔距为1.5m，排距1.0m，梅花形布置。戗堤顶部2.0m厚在挖槽后填筑粘土或风化石渣并压实，塑性灌浆与该心墙相接。
3 围堰防渗工序及方法
施工工艺流程为：场地平整→临时建设施工準备→布孔→钻机就位→造孔→提管→通水→灌浆→提管→第二段灌浆→提管→终孔段灌浆→结束灌浆→封孔。
3.1 造 孔
采用XY-2型地质钻机卷扬提起300kg重的掉锤沿？准50钻杆向下冲击钻杆连接套（钻杆下方套着铁制锥头）进尺成孔，穿过填筑层和砂砾石层入基岩0.4m后，掉锤向上反冲击提管20～30cm，这时锥头自然脱离钻杆，通水试验可知。
3.2 灌 浆
（1）采用一次打孔到底、自下而上分段、孔内纯压灌浆工艺。灌浆材料为水泥、细河砂、锯末、水玻璃等灌材，浆液配合比如下：水：（水泥+粉煤灰）=0.5：1；膨润土为水泥的1%；塑化剂为水泥的1～1.2%；
（2）对集中漏水点的处理。由于上游围堰全部用大块石堆积而成，江面水位（181m）与围堰内基坑水位（178m）差达到3m，堰体抛填层厚2～10m，填筑边坡1：2，架空现象严重，其漏水量仍然比较大。并在很多地方出现大的渗流通道，灌入的水泥砂浆被水冲刷带走，针对这种情况施工时采用：
①水泥砂浆0.5：1：1，酌量加入锯末，灌浆耗浆量>1000L/m，采取加大锯末的掺入量和间歇灌注[2]。
②可控性灌浆：水泥+水玻璃双液浆液灌注和双液双管灌注。水泥浆中加入水玻璃主要起速凝作用，凝结时间因掺入量而异。作为速凝剂一般掺量较小，约占重量的3～5%。因本工程漏点水流量较大流速较快，水玻璃掺量相应提高。
③注浆用水玻璃对其模数和浓度有一定的要求，模数M是描述水玻璃性能的一个重要参数，M的大小对注浆影响很大。模数小时凝结时间长，结石体强度低；模数大时凝结时间短结石体强度高。模数过大过小都对注浆不利。注浆时，一般要求水玻璃的模数在2.4～3.4较为合适。
④水玻璃的浓度以波美度Be′表示。水玻璃出厂浓度一般为（50～60）Be′，注浆使用范围（30～40）Be′。其浓度可通过加入适量的水进行变换。水泥水玻璃常用配方为：水泥为42.5号普通硅酸盐水泥，水泥浆的水灰比为1：1～0.8：1、0.5：1。
4 施工成果分析
（1）施工设计造孔314个实际施工加密168个孔合计造孔：482个，合计孔深3632m；耗用水泥：1016.622t，耗用砂：330m3；锯末：25000kg；水玻璃：12t。平均耗灰为：280kg/m，最大耗灰：4500kg/m，最小耗灰：12kg/m。
（2）I序孔返浆孔深基本在离孔口约3～6m左右，II基本在离孔口约5～10m处开始返浆，返浆孔深明显加深。 （3）上游围堰基本孔灌浆结束后，下游围堰卸压拢口合拢，靠近上游低洼处渗水量只有100～150m3/h用一台泵抽水即可。根据以上实际情况分析表明采用打管成孔采用水泥砂浆加锯末和水泥砂浆+水玻璃双液灌浆对回填料及架空较大渗流较明显的堰体防渗堵漏效果非常明显。
（4）上游围堰灌浆前各排各序孔灌前压水平均Lu值随着排序孔序增加递减较为明显，尤其是下游排II序孔灌前Lu值多数<30，说明经过上游排I、II序孔，下游排I、II序孔灌浆，已经基本达到设计要求的防渗效果。从失水情况看，上游排孔失水孔比较多，占失水孔数的79%，而下游排孔失水孔已经很少了，占失水孔数的21%。说明上游排孔的灌浆效果非常明显。
5 结束语
综上所述，通过对本文的分析讨论得出以下结论：
（1）重庆航电枢纽上围堰防渗灌浆，采用钻机打管成孔灌浆较之前纵向围堰高喷灌浆，即节省工程造价，又缩短了施工工期。
（2）采用水泥砂浆和水泥+水玻璃双液灌注效果非常好，为大块石架空围堰地层实现闭气提供了更加行之有效节省成本例证。通过水泥砂浆灌浆施工，堰体内部部分块石架空部位得到了有效的充填，部分改变了原块石堆积体的地质结构，为进一步处理集中漏水地段创造了一定的条件。
（3）單排孔防渗效果不是特别明显，而且水泥砂浆与水泥+水玻璃混合液扩散半径有限，遇到细微渗漏通道可灌性差，必须通过两排之间浆液扩散进行补充才能取得更好的效果。
（4）在实际施工中纯水泥浆与水玻璃分别由注浆泵送到孔口混合注入孔内直至灌浆结束。对于渗流量特别大的地段，施工时在防渗轴线上相距15～20cm打两个孔，在两个孔分别灌入水泥砂浆和水玻璃体积比为3：1，让水泥砂浆和水玻璃在孔底混合。直至灌浆结束，堵漏防渗效果非常明显。
参考文献
[1]周建华，张金接，赵卫全，等.控制性灌浆帷幕在桥墩围堰防渗处理中的应用研究[J].水利与建筑工程学报，2018（04）：11～15.
[2]蒋 蓉.水电站施工围堰防渗施工技术研究[J].居舍，2018（09）：38+16.
收稿日期：2018-10-18
作者简介：张云东（1972-），男，吉林永吉人，工程师，本科，从事水利水电施工工作。