浅析某小水库帷幕灌浆质量控制
【摘 要】小水库坝基渗漏是小水库病害中比较常见的，本文详细论述了某小水库坝基帷幕灌浆施工各步骤，并结合实际指出了钻孔、压水以及灌浆等各环节施工质量控制的具体措施。
【关键词】小水库；帷幕灌浆；质量控制
1. 前言
据统计，我国已经建设并运营的水库约8.5万座，其中约3万座存在着不同情况的工程质量问题。在这些病险水库中，90%以上是小型水库［1］。在这些存在问题的小型水库中，绝大部分修建于上世纪六、七十年代。在当时特定的历史条件下，修建的水库，特别是小型水库，基本上都没有进行必要的水文、地质勘察。因此，这段时期修建的小水库都不同程度的存在一些问题。经过多年的运营，工程年久失修，长时间带病险运行，已经严重威胁到国家和人民的生命财产安全。
2. 病险水库渗漏
在小型水库中，土石坝所占比例最大。原因是在上世纪六、七十年代，修建的小型水库技术含量一般较低，通常会采用技术门槛较低、原材料比较容易获得的土石坝。在土石坝中，由渗流引起的病险是比较常见的。据统计，我国由渗流而引起的土石坝溃坝事故率约占31.7%，渗漏导致垮坝事故约占29.1%，渗漏造成的溃坝问题比较严重［2］。
土石坝的渗漏，根据部位不同，大体上分为坝体渗漏、坝基渗漏和坝肩渗漏三种。（1）坝体渗漏，坝体渗漏主要与施工质量关系密切，很多土石坝在缺乏必要的碾压设备的条件下，施工质量较差，导致坝体不够密实而发生渗漏。（2）坝基渗漏，一般坝基地质情况都比较复杂，需要进行覆盖层开挖、灌浆等必要措施。而很多小型水库都未进行必要的工程地质勘测，更谈不上对坝基的处理。因此对于修建在岩基上的坝体，防渗情况较好；而对于覆盖层较厚，或者坝基情况较为复杂的，一般渗漏都比较严重。（3）坝肩渗漏，主要是由于在修建大坝前期勘察中，没有对坝肩进行必要的地质勘察，或者是地质勘察不够而导致的。通常是由于坝肩有大裂隙、软弱夹层、或者存在容易渗水的通道等，当水库蓄水后，引起渗漏。
3. 工程实例
3.1 工程概况。
某小型水库建于1960年，为均质土坝，坝高38m。设计总库容220万m3，控制灌溉面积2.5万亩，属于小（ⅰ）型水库。坝基3～4m是砂砾石层，砂砾石层以下15～25m为强风化层。由于水库初建时，受经济、技术、施工条件等因素制约，对坝基没有进行必要的处理，导致坝基渗漏比较严重。本次设计对坝基基岩10lu线以上范围设灌浆帷幕。帷幕设计标准为灌浆后基岩透水率小于5lu。
3.2 帷幕灌浆施工工艺。
帷幕灌浆施工工艺包括测孔定位、钻孔、洗孔、压水、制浆、灌浆、封孔、检查等多个步骤。施工工艺如图1所示。
帷幕灌浆主要分为三大部分：（1）成孔工艺，主要涉及钻孔定位和钻孔。（2）钻孔的测试，主要对成孔进行灌浆前的清洗，并进行压水实验，保证灌浆的质量。（3）灌浆工艺，包括制浆、灌浆、封孔以及检查几个步骤。
3.3 关键控制措施。
（1）钻孔定位与质量控制。
帷幕灌浆的轴线测定是布孔的首要工作，它直接关系到防渗帷幕坐落位置和其尺寸等准确与否，因此，必须格外重视。
本工程采用液压回转式钻机和金刚石钻头钻进工艺，覆层采用泥浆护壁、基岩采用清水钻进工艺。孔径要求为76mm钻机。钻机定位要求准确，立轴垂直，开孔孔偏差值不得大于10cm。由于钻孔垂直度对灌浆影响较大，钻孔过程中每5m进尺便测斜一次，发现孔斜超过设计要求重新扫孔纠偏。帷幕灌浆孔孔底允许偏差值如表1所示。
（2）钻孔冲洗与压水实验。
钻孔结束后，进行钻孔冲洗。结束标准为回水澄清后10min结束。回水达不到澄清的孔段，应继续进行冲洗，直到孔底沉积物厚度不超过20cm即可。灌浆孔在灌浆前采用压力水进行裂隙冲洗，直到回水清净为止，冲洗压力为0.2~0.4mpa。施工中均自上而下分段卡塞进行压水试验。所有灌浆孔都按单点法进行，检查孔采用五点法进行压水试验。
（3）灌浆质量控制。
灌浆采用自上而下分段卡塞，孔内循环式，射浆管底部距孔底不大于50cm。所有钻孔段长均按每5～6m为一段进行施灌。特殊情况下可适当缩短或加长，但不得大于10m。
灌浆浆液的浓度应由稀到浓，逐级变换。水灰比可采用4∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1等五个比级，开灌水灰比采用4∶1。
灌浆分排、分序、分段施工。第一段段长2m，以下按5m~6m一段划分，特殊孔段可适当伸长或缩短，终孔段最大不能超8m。各灌浆段灌浆结束后一般不待凝，一段完成之后直接钻灌下一段，但在灌前涌水、灌浆后返浆时遇地质条件复杂情况，则需待凝，待凝时间应根据设计要求和工程地层具体情况来确定。
灌浆过程中，要注意灌浆压力与注入率之间的对应关系，详见表2。
（4）特殊情况处理。
灌浆过程中发现串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可以进行灌浆，但应以一泵灌一孔。否则应将串浆孔用塞塞住，待灌浆孔灌浆结束后，再进行扫孔、冲洗和灌浆［3］。灌浆工作必须连续进行，若因故中断，可按照下述原则进行处理：应及早恢复灌浆，恢复灌浆时，应使用开灌比级的浆液进行灌注，恢复灌浆后，如注入率较中断前的减少很多，且在短时内停止吸浆，应采取补救措施。灌浆过程中如回浆变浓，要换用相同水灰比的新浆进行灌注。
（5）灌浆质量检查。
检查孔压水试验应在灌浆结束15天后进行，灌浆检查孔的数量为灌浆孔总数的10%。灌浆检查孔为自上而下分段卡塞进行压水试验，试验采用五点法；灌浆质量压水试验检查，检查孔接触段及其下一段的合格率为100%，其余各段的合格率都在90%以上。
4. 结语
处理小水库坝基渗漏，帷幕灌浆是非常重要的技术措施。在施工过程中应严格控制钻孔、压水、灌浆等步骤的施工质量，才能保证帷幕灌浆的效果，从而消除了工程安全隐患，保障水库的安全运行。
参考文献
［1］ 盛金保，李 雷，王昭升. 我国小型水库大坝安全问题探讨［j］.中国水利，2006(2).
［2］ 孙钊.大坝基岩灌浆［m］.北京：中国水利水电出版社，2004.
［3］ 董姣姣.庞庄水库帷幕灌浆质量控制［j］.山西水利科技，2008(4).
［4］ 林宏强.浅谈大任水库大坝帷幕灌浆防渗质量控制［j］.内蒙古水利，2010(6).