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【摘 要】水利工程属于国家的基础性建设，随着经济的发展，我们国家在水利工程建设方面取得了显著成效，同时对一些病险水利工程的除险加固工作也在持续进行。本文结合某水库堤坝防渗加固施工情况，对灌浆法在水库防渗加固处理中的应用进行探讨，以促进我国水利工程建设的发展。
【关键词】水库；除险加固；施工
堤坝在进行建设的过程中会由于各种原因而出现渗漏问题，因而针对这些问题，一般都是采用防渗墙与灌浆的方式对堤坝进行处理，从而降低浸润线以及防止渗透问题。另外通过防滑桩等对堤坝的稳定性予以提高。针对滑坡的处理方式需要相对复杂，必须从原因上进行分析，从而解决滑坡问题。最好的方式便是对土体强度指标进行提高，并降低浸润线。近年来，随着新型材料的出现，一些复合土工膜的使用以及加筋材料的使用能够有效提高土体稳定性，因而滑坡问题得到了全面的改善。
1工程概况
某水库是自来水公司水源水库，正常蓄水高程为8.93m。为提高堤坝防渗性能，拟对部分堤坝進行灌浆防渗加固。本次拟进行灌浆加固的堤坝长度为723m。工程共布置灌浆孔1449个，钻孔总深度15697.50m。
2坝体条件
堤坝顶高程10.50m，顶宽5m，表面为碎石泥结路面。坝基为粉砂土，建基面高程3.0m。坝体材料主要为粉质壤土。堤坝护坡材料依次分别为厚度0.35m的浆砌块石、厚度0.30m的碎石垫层和厚度0.30m的粗砂垫层，临江一侧的堤坝护坡按1∶3放坡。库内堤坝前部设防渗粘土斜墙，粘土斜墙底面位于粉砂土上，高程为2.4m。
3施工工艺
根据本工程的实际情况，施工拟采用袖阀管灌浆工法。袖阀管灌浆工法主要特点有：钻孔与灌浆可同步作业、同一部位可进行多次灌浆、避免浆液沿管壁窜冒等。施工工艺流程：钻孔放样、钻机就位、钻孔、清孔、下袖阀管、填料待凝、下止浆塞、开环、灌浆，如下图所示。
图1
3.1钻孔放样
采用全站仪，按照业主提供的基准点放大样。根据大样并按照设计的孔位布置，用钢尺量定孔位，孔位中心插入定位钢筋，定位偏差应符合规范要求。钻孔放样经现场监理复核认可后，进入下一工序。
3.2钻孔和清孔
钻孔设备选用100型或150型工程地质钻机，拟采用硬质合金钻进，泥浆护壁成孔。若业主要求钻进时不能用冲洗液，则采用螺旋提土器钻进。孔径初定为φ110mm。孔深和孔斜须符合设计和规范要求。
采用泥浆护壁钻进时，清孔用泥浆泵循环排渣，直至返出孔口的泥浆无渣土时可停止清孔。若采用螺旋提土器钻进，因该钻进方法为干法钻进，故无须清孔。
3.3下袖阀管和填料
袖阀管采用PVC管经加工制成。在PVC管上每隔30cm～50cm钻一环射浆孔，每组射浆孔外用弹性好的双层橡胶箍箍住。根据孔深配好袖阀管并逐节下入孔内，管的连接采用接头胶结。为利于灌浆施工以及防杂物落入管内，袖阀管的管口须高出堤顶20cm，并在管口设管帽保护。
为防止灌浆时浆液从孔壁冒出和定点灌浆，须在袖阀管与孔壁间填料。填料为低强度的粘土水泥浆，填料配方为水泥∶粘土=1∶2～1∶3；干料∶水=1∶1～1∶5。水泥选用P.O32.5，粘土塑性指数Ip=15～30，具体参数通过现场灌浆试验确定。若采用泥浆护壁钻进或孔内地下水位较高时，填料可在下管之前进行；干法成孔且孔内无地下水，填料可在下管后进行。
3.4待凝、下止浆塞和开环
填料完成后须待凝5～7天。待填料具有一定强度时，在袖阀管内下入止浆塞，用高压稀浆压开胶箍，压裂填料壳，形成浆液进入地层的通道。此压浆过程即为开环。判断开环质量的标准是：
1）填料壳未破坏前，泵压逐渐升高而流量始终为零；
2）填料壳一旦被压裂破坏，泵压骤降或吸浆量骤增。即使开环压力较大也不会给受灌地层带来危害。
3）开环后，流量与压力的关系接近未填料时地层的吸浆情况。
3.5灌浆
3.5.1灌浆材料
灌浆材料为水泥、粘土和水。招标文件要求水泥选用P.O 32.5，灌浆水泥应妥善保存，严格防潮并缩短存放时间。不得使用受潮结块的水泥。粘土塑性指数Ip应达到设计和规范要求，一般粘土塑性指数Ip不宜小于14，粘粒（粒径小于0.005mm）含量不宜低于25%，含砂量不宜大于5%，有机物含量不宜大于3%。灌浆用水应符合拌制混凝土用水的要求。
3.5.2配制浆液
水泥和粘土分别经高速搅拌机搅拌成水泥浆和泥浆后，再放入高速搅拌机混合成粘土水泥浆液，把配制好的粘土水泥浆液抽入低速储浆桶备用。因设计未提供水灰比，招标文件中仅列出粘土与水泥的比例初定为30%～40%，具体参数根据现场灌浆试验确定。
3.5.3灌浆压力
灌浆压力为0.1～0.3MPa。
3.5.4灌浆段长
每孔分两段灌浆。主排帷幕孔灌浆段长分为0.50m～6.50m、6.50m～11.50m，副排帷幕孔灌浆段长分为0.50m～5.50m、5.50m～10.50m。
3.5.5灌浆方法
开环后开始灌浆。灌浆采用循环式自下而上的方法，设计要求的施工顺序为先主排孔后副排孔（一般多为先副孔后主孔），排内分三序施工，即先Ⅰ序后Ⅱ序再Ⅲ序。各孔灌浆按“少灌多复”的原则进行，每一孔段至少灌3次，根据灌浆压力变化，控制复灌次数和复灌时间。
3.5.6灌浆结束标准
每孔段复灌3次不再吃浆时，即可结束该孔段灌浆。
3.5.7封孔
当每孔灌完后，向孔内注满容重大于1.5t/m3的稠浆，如果浆面下降，可继续灌注稠浆，直至浆面升至坝顶不再下降为止。 3.5.8特殊情况处理
1）冒浆处理
坝顶和坝坡冒浆，应立即停灌，挖开冒浆出口，用粘性土料回填夯实。因采用袖阀管灌浆工艺，钻孔周围冒浆基本不会出现，若出现此种情形，采用压砂处理，而后再继续灌浆。水下坝坡或其它不便处理的冒浆，采用稠浆间隙灌注，必要时可灌注速凝浆液。
2）串浆处理
因采用袖阀管灌浆工艺，孔于孔之间的串浆基本不会发生。若与观测装置串浆，应封堵观测孔，施工结束后，重新埋设。
3.6灌浆记录
灌浆原始记录采用FEC-GJ3000多路灌浆监測系统进行自动记录，确保原始记录真实准确。
3.7灌浆质量检查
灌浆结束后，当受检部位满足候凝时间要求时，按监理人或设计要求进行灌浆质量检查。检查方法为：在指定位置钻孔，取出原状样品，进行渗透和抗剪强度试验。设计要求被加固体的渗透系数小于1×10-5cm/s。
4资源配置
4.1主要材料与水、电用量
水泥和土料按进度进场，一般储存量为日正常用量的3倍。水可以就近按需取用。用电负荷为150KW～200KW。
4.2施工主要机械设备配置
钻孔设备选用100型或150型工程地质钻机，钻进循环泥浆供浆选用BW160型泥浆泵。灌浆设备主要选用SGB灌浆泵、输浆泵、FEC-GJ3000多路灌浆监测系统、自制高速搅拌机、自制低速搅拌机、打浆机。详见拟投入本工程主要的施工机械计划表。
拟投入本工程主要的施工机械计划表
5施工质量控制措施
灌浆施工属于隐蔽性工程施工，在灌浆的整个施工过程中，必须严格按照施工组织设计及监理人要求施工。施工前按照规程规范和有关技术文件制定详细的质量控制措施；施工中，严格执行“三级检查、验收”制度，所有施工人员都具有多年的实践经验，安排质检人员对施工过程中的钻孔、冲洗、下管、制浆、灌浆的过程进行全程跟踪检查，以确保施工作业的规范性和灌浆质量的可靠性；通过加强过程控制，不断完善施工措施，使其满足技术要求和有关文件规定，确保灌浆质量，具体措施如下：
1）依据技术要求和规程规范，提出质量控制的要点，由技术人员组织相关人员学习，并以书面形式下发各施工机组并要求其严格执行；
2）狠抓自检及初检工序，配备质检员跟踪检查质量控制点的执行情况，并作好详细的记录，发现问题，及时指出并立即整改，将影响质量的不利因素消灭在初始状态；
3）各种仪器、仪表及水泥等根据设计要求按期率定或检测，合理选择使用各种量程的压力表、比重计等仪器，确保测量精度；
4）从钻孔、洗孔、下管至终孔验收后的灌浆等过程均按照技术要求和有关文件规定进行监督和验收；
6结束语
综上所述，在水库的除险加固工程中防渗技术的应用是非常重要的环节，对于加强水库工程管理，提高水库建设质量具有非常重要的意义。在应用中要结合水库工程的实际情况，从适用性、经济性等多个方面综合考虑，采取科学有效的处理措施，以确保水库除险加固工程的顺利实施。
参考文献：
[1]姜成启.水库除险加固工程中防渗处理设计的应用探讨[J].黑龙江水利科技，2012（7）.
[2]计利刚.防渗处理设计在水库除险加固工程中的运用分析[J].农业与技术，2014（4）.
[3]储昭云.防渗处理设计在水库除险加固工程中的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2013（10）.
【关键词】水库；除险加固；施工
堤坝在进行建设的过程中会由于各种原因而出现渗漏问题，因而针对这些问题，一般都是采用防渗墙与灌浆的方式对堤坝进行处理，从而降低浸润线以及防止渗透问题。另外通过防滑桩等对堤坝的稳定性予以提高。针对滑坡的处理方式需要相对复杂，必须从原因上进行分析，从而解决滑坡问题。最好的方式便是对土体强度指标进行提高，并降低浸润线。近年来，随着新型材料的出现，一些复合土工膜的使用以及加筋材料的使用能够有效提高土体稳定性，因而滑坡问题得到了全面的改善。
1工程概况
某水库是自来水公司水源水库，正常蓄水高程为8.93m。为提高堤坝防渗性能，拟对部分堤坝進行灌浆防渗加固。本次拟进行灌浆加固的堤坝长度为723m。工程共布置灌浆孔1449个，钻孔总深度15697.50m。
2坝体条件
堤坝顶高程10.50m，顶宽5m，表面为碎石泥结路面。坝基为粉砂土，建基面高程3.0m。坝体材料主要为粉质壤土。堤坝护坡材料依次分别为厚度0.35m的浆砌块石、厚度0.30m的碎石垫层和厚度0.30m的粗砂垫层，临江一侧的堤坝护坡按1∶3放坡。库内堤坝前部设防渗粘土斜墙，粘土斜墙底面位于粉砂土上，高程为2.4m。
3施工工艺
根据本工程的实际情况，施工拟采用袖阀管灌浆工法。袖阀管灌浆工法主要特点有：钻孔与灌浆可同步作业、同一部位可进行多次灌浆、避免浆液沿管壁窜冒等。施工工艺流程：钻孔放样、钻机就位、钻孔、清孔、下袖阀管、填料待凝、下止浆塞、开环、灌浆，如下图所示。
图1
3.1钻孔放样
采用全站仪，按照业主提供的基准点放大样。根据大样并按照设计的孔位布置，用钢尺量定孔位，孔位中心插入定位钢筋，定位偏差应符合规范要求。钻孔放样经现场监理复核认可后，进入下一工序。
3.2钻孔和清孔
钻孔设备选用100型或150型工程地质钻机，拟采用硬质合金钻进，泥浆护壁成孔。若业主要求钻进时不能用冲洗液，则采用螺旋提土器钻进。孔径初定为φ110mm。孔深和孔斜须符合设计和规范要求。
采用泥浆护壁钻进时，清孔用泥浆泵循环排渣，直至返出孔口的泥浆无渣土时可停止清孔。若采用螺旋提土器钻进，因该钻进方法为干法钻进，故无须清孔。
3.3下袖阀管和填料
袖阀管采用PVC管经加工制成。在PVC管上每隔30cm～50cm钻一环射浆孔，每组射浆孔外用弹性好的双层橡胶箍箍住。根据孔深配好袖阀管并逐节下入孔内，管的连接采用接头胶结。为利于灌浆施工以及防杂物落入管内，袖阀管的管口须高出堤顶20cm，并在管口设管帽保护。
为防止灌浆时浆液从孔壁冒出和定点灌浆，须在袖阀管与孔壁间填料。填料为低强度的粘土水泥浆，填料配方为水泥∶粘土=1∶2～1∶3；干料∶水=1∶1～1∶5。水泥选用P.O32.5，粘土塑性指数Ip=15～30，具体参数通过现场灌浆试验确定。若采用泥浆护壁钻进或孔内地下水位较高时，填料可在下管之前进行；干法成孔且孔内无地下水，填料可在下管后进行。
3.4待凝、下止浆塞和开环
填料完成后须待凝5～7天。待填料具有一定强度时，在袖阀管内下入止浆塞，用高压稀浆压开胶箍，压裂填料壳，形成浆液进入地层的通道。此压浆过程即为开环。判断开环质量的标准是：
1）填料壳未破坏前，泵压逐渐升高而流量始终为零；
2）填料壳一旦被压裂破坏，泵压骤降或吸浆量骤增。即使开环压力较大也不会给受灌地层带来危害。
3）开环后，流量与压力的关系接近未填料时地层的吸浆情况。
3.5灌浆
3.5.1灌浆材料
灌浆材料为水泥、粘土和水。招标文件要求水泥选用P.O 32.5，灌浆水泥应妥善保存，严格防潮并缩短存放时间。不得使用受潮结块的水泥。粘土塑性指数Ip应达到设计和规范要求，一般粘土塑性指数Ip不宜小于14，粘粒（粒径小于0.005mm）含量不宜低于25%，含砂量不宜大于5%，有机物含量不宜大于3%。灌浆用水应符合拌制混凝土用水的要求。
3.5.2配制浆液
水泥和粘土分别经高速搅拌机搅拌成水泥浆和泥浆后，再放入高速搅拌机混合成粘土水泥浆液，把配制好的粘土水泥浆液抽入低速储浆桶备用。因设计未提供水灰比，招标文件中仅列出粘土与水泥的比例初定为30%～40%，具体参数根据现场灌浆试验确定。
3.5.3灌浆压力
灌浆压力为0.1～0.3MPa。
3.5.4灌浆段长
每孔分两段灌浆。主排帷幕孔灌浆段长分为0.50m～6.50m、6.50m～11.50m，副排帷幕孔灌浆段长分为0.50m～5.50m、5.50m～10.50m。
3.5.5灌浆方法
开环后开始灌浆。灌浆采用循环式自下而上的方法，设计要求的施工顺序为先主排孔后副排孔（一般多为先副孔后主孔），排内分三序施工，即先Ⅰ序后Ⅱ序再Ⅲ序。各孔灌浆按“少灌多复”的原则进行，每一孔段至少灌3次，根据灌浆压力变化，控制复灌次数和复灌时间。
3.5.6灌浆结束标准
每孔段复灌3次不再吃浆时，即可结束该孔段灌浆。
3.5.7封孔
当每孔灌完后，向孔内注满容重大于1.5t/m3的稠浆，如果浆面下降，可继续灌注稠浆，直至浆面升至坝顶不再下降为止。 3.5.8特殊情况处理
1）冒浆处理
坝顶和坝坡冒浆，应立即停灌，挖开冒浆出口，用粘性土料回填夯实。因采用袖阀管灌浆工艺，钻孔周围冒浆基本不会出现，若出现此种情形，采用压砂处理，而后再继续灌浆。水下坝坡或其它不便处理的冒浆，采用稠浆间隙灌注，必要时可灌注速凝浆液。
2）串浆处理
因采用袖阀管灌浆工艺，孔于孔之间的串浆基本不会发生。若与观测装置串浆，应封堵观测孔，施工结束后，重新埋设。
3.6灌浆记录
灌浆原始记录采用FEC-GJ3000多路灌浆监測系统进行自动记录，确保原始记录真实准确。
3.7灌浆质量检查
灌浆结束后，当受检部位满足候凝时间要求时，按监理人或设计要求进行灌浆质量检查。检查方法为：在指定位置钻孔，取出原状样品，进行渗透和抗剪强度试验。设计要求被加固体的渗透系数小于1×10-5cm/s。
4资源配置
4.1主要材料与水、电用量
水泥和土料按进度进场，一般储存量为日正常用量的3倍。水可以就近按需取用。用电负荷为150KW～200KW。
4.2施工主要机械设备配置
钻孔设备选用100型或150型工程地质钻机，钻进循环泥浆供浆选用BW160型泥浆泵。灌浆设备主要选用SGB灌浆泵、输浆泵、FEC-GJ3000多路灌浆监测系统、自制高速搅拌机、自制低速搅拌机、打浆机。详见拟投入本工程主要的施工机械计划表。
拟投入本工程主要的施工机械计划表
5施工质量控制措施
灌浆施工属于隐蔽性工程施工，在灌浆的整个施工过程中，必须严格按照施工组织设计及监理人要求施工。施工前按照规程规范和有关技术文件制定详细的质量控制措施；施工中，严格执行“三级检查、验收”制度，所有施工人员都具有多年的实践经验，安排质检人员对施工过程中的钻孔、冲洗、下管、制浆、灌浆的过程进行全程跟踪检查，以确保施工作业的规范性和灌浆质量的可靠性；通过加强过程控制，不断完善施工措施，使其满足技术要求和有关文件规定，确保灌浆质量，具体措施如下：
1）依据技术要求和规程规范，提出质量控制的要点，由技术人员组织相关人员学习，并以书面形式下发各施工机组并要求其严格执行；
2）狠抓自检及初检工序，配备质检员跟踪检查质量控制点的执行情况，并作好详细的记录，发现问题，及时指出并立即整改，将影响质量的不利因素消灭在初始状态；
3）各种仪器、仪表及水泥等根据设计要求按期率定或检测，合理选择使用各种量程的压力表、比重计等仪器，确保测量精度；
4）从钻孔、洗孔、下管至终孔验收后的灌浆等过程均按照技术要求和有关文件规定进行监督和验收；
6结束语
综上所述，在水库的除险加固工程中防渗技术的应用是非常重要的环节，对于加强水库工程管理，提高水库建设质量具有非常重要的意义。在应用中要结合水库工程的实际情况，从适用性、经济性等多个方面综合考虑，采取科学有效的处理措施，以确保水库除险加固工程的顺利实施。
参考文献：
[1]姜成启.水库除险加固工程中防渗处理设计的应用探讨[J].黑龙江水利科技，2012（7）.
[2]计利刚.防渗处理设计在水库除险加固工程中的运用分析[J].农业与技术，2014（4）.
[3]储昭云.防渗处理设计在水库除险加固工程中的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2013（10）.