淺談固結(jié)灌漿在防滲墻砂卵礫石地層中的應(yīng)用
      某水利樞紐工程上下游圍堰砂卵礫石基礎(chǔ)由于采礦被人工擾動(dòng)、分選、堆積，其基礎(chǔ)處理采用槽孔砼防滲墻，為確保槽壁穩(wěn)定和工程安全，考慮對(duì)防滲墻導(dǎo)向槽上下游兩側(cè)的砂礫石基礎(chǔ)進(jìn)行固結(jié)灌漿處理，上游堰頂寬度10m，最大堰高31m，下游堰頂寬度10m，最大堰高13m。


1　工程概況
　　該工程具有灌溉、生態(tài)、供水、發(fā)電、防洪等效益。水庫(kù)正常蓄水位739.50m，總庫(kù)容24.19億m3，正常蓄水位下庫(kù)容20.45億m3，死水位680m，死庫(kù)容1.27億m3，電站裝機(jī)容量140MW。工程規(guī)模為大    （1）型。主要建筑物大壩、1#、2#副壩、泄水建筑物為1級(jí)建筑物；發(fā)電引水系統(tǒng)、廠房為3級(jí)建筑物，發(fā)電洞進(jìn)水口閘井按一級(jí)建筑物設(shè)計(jì)；圍堰等臨時(shí)建筑物為4級(jí)。
      2　地質(zhì)條件
     （1）上游圍堰工程地質(zhì)　河谷段（40~250m）：河床寬120m，高程641.50m，河谷寬210m。河床覆蓋層厚9~11m，巖性為第四系全新統(tǒng)沖積砂卵礫石層，已完全被淘金者人工擾動(dòng)。下伏基巖為上石炭統(tǒng)（C3Ka+b）變質(zhì)砂巖，巖層產(chǎn)狀310°NE∠70°。根據(jù)鉆孔資料，強(qiáng)風(fēng)化層厚2.40~4.50m，弱風(fēng)化層厚2.50~9.50m，微風(fēng)化~新鮮巖石堅(jiān)硬完整。該段巖體透水率q<5Lu界限在基巖面以下4.40~15.40m，q<3Lu界限在基巖面以下5.90~21.20m。
     （2）下游圍堰工程地質(zhì)　河床段（0~270m）：河床覆蓋層厚3~10m，巖性為第四系全新統(tǒng)沖積砂卵礫石層，已完全被淘金者人工擾動(dòng)。下伏基巖為上石炭統(tǒng)變質(zhì)砂巖，產(chǎn)狀為310°~315°NE∠75°，與圍堰軸線夾角約為89°。根據(jù)鉆孔資料，強(qiáng)風(fēng)化層厚0.40~6m，弱風(fēng)化層厚0.50~3.80m，微風(fēng)化~新鮮巖石堅(jiān)硬完整。該段巖體透水率q<5Lu界限埋深在基巖面以下9~20m，q<3Lu界限埋深在基巖面以下20~23m。該段沒(méi)有大的斷層或節(jié)理通過(guò)，地質(zhì)條件較好。
      3　施工程序
　　總體施工程序?yàn)椋含F(xiàn)場(chǎng)施工測(cè)量→土方開(kāi)挖→砂礫料回填（臨時(shí)施工平臺(tái)填筑）→砼導(dǎo)向槽施工→導(dǎo)向槽內(nèi)外回填→砂礫石固結(jié)灌漿→砂礫石補(bǔ)充固結(jié)灌漿。
      4　主要施工方法
　　該部位的河床砂礫石層，均為完全人工擾動(dòng)，級(jí)配差結(jié)構(gòu)松散。針對(duì)本工程地層的特殊和復(fù)雜性，防滲墻成槽工藝是一個(gè)主要的問(wèn)題。為合理有效解決成槽工藝，從以下三個(gè)方面采取措施：一是防滲墻兩側(cè)的砂礫石先進(jìn)行固結(jié)灌漿；二是選用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土護(hù)壁泥漿并合理?yè)饺胫鼐�石粉和燒堿，使泥漿具有較高的穩(wěn)定性支承孔壁；三是選用先進(jìn)的旋挖鉆機(jī)帶動(dòng)錐鉆、筒鉆和鑿巖鉆等配套鉆頭進(jìn)行主孔鉆造，遇到較大顆粒的塊石采用沖擊鉆破碎配合使用，副孔采用液壓抓斗直接抓取成槽，從而對(duì)砂礫石層的擾動(dòng)降低到最小程度。通過(guò)采取以上綜合措施，使防滲墻施工效率和質(zhì)量均得到了較大的提高。
     （1）灌漿布置　砂礫石固結(jié)灌漿選擇砂礫石跟管鉆進(jìn)自下而上的分段灌漿的施工方案，取得了較好的效果。其布置方案為：在防滲墻兩側(cè)各布置一排灌漿孔，距墻體邊緣均為0.60m（排距2.20m），孔距1.30m，呈三角形布置，深度以見(jiàn)基巖為準(zhǔn)，分二序施工。因上下游左岸為主河道，當(dāng)右岸121m防滲墻完成以后左岸地下滲流相對(duì)集中，為確保左岸槽壁穩(wěn)定，固結(jié)孔進(jìn)行了合理調(diào)整，孔距變?yōu)?.60～0.80m，孔深以深孔（見(jiàn)基巖）和淺孔（6～7m）深淺交替布置，注灰量由原200kg/m控制提高到300kg/m，并在原兩排灌漿孔結(jié)束后，在其上下游又各增加一排補(bǔ)強(qiáng)灌漿孔，排距0.30m，與上期灌漿孔呈梅花型布置，注灰量以60～80kg/m控制。


     （2）砂礫石固結(jié)灌漿施工工藝　施工工藝為：造孔→下 PVC護(hù)壁管 → 起拔套管→ 下灌漿鉆具→PVC管破碎 → 灌漿 → 封孔。
　　①造孔：采用風(fēng)動(dòng)履帶式跟管鉆機(jī)（（PC460型）造孔跟管管徑φ140mm。鉆進(jìn)過(guò)程中，要求對(duì)砂礫石層、粉砂層，基巖面的分界線進(jìn)行記錄，以便對(duì)后期施工提供參數(shù)。
　�、谙翽VC護(hù)壁管和起拔套管： 造孔結(jié)束后，將特制脆性PVC護(hù)壁管（φ=110mm）下入預(yù)留在孔內(nèi)套管中，起到護(hù)孔作用，PVC管下設(shè)完畢后，利用液壓拔管機(jī)（BG－00型）將預(yù)留在孔內(nèi)的套管拔出。
　　③下灌漿鉆具和破碎PVC管： 孔口下入φ127mm長(zhǎng)1m左右的孔口管，起到孔口封閉器和增加蓋重的作用。使用XY-Ⅱ型鉆機(jī)，鉆頭為特制的偏心合金鉆頭自孔底每3m一段逐段破碎PVC管和逐段灌漿。
　�、芄酀{和封孔： 灌漿采用自下而上分段純壓式灌漿，段長(zhǎng)3m左右，灌漿壓力0.1MPa～0.2０MPa或無(wú)壓灌漿（吃漿量較大時(shí)），開(kāi)灌至結(jié)束水灰比均選用0.60：1，灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：如灌漿段吃漿量較大，以該段總注灰量達(dá)到200～300kg/m標(biāo)準(zhǔn)結(jié)束；當(dāng)灌漿段吃漿量較小，以要求的灌漿壓力灌注5～10分鐘結(jié)束，每孔灌漿時(shí)間控制在1小時(shí)左右。灌漿結(jié)束后，使用水泥砂漿人工封孔。
     （3）砂礫石補(bǔ)強(qiáng)灌漿　其施工工藝為采用XY-Ⅱ型鉆機(jī)，孔徑φ91mm，鉆到一定深度后將鉆具提出，改換φ56mm牙輪鉆具重復(fù)鉆進(jìn)，鉆至基巖面后，不提升鉆具，采用自下而上灌漿，漿液通過(guò)鉆桿進(jìn)入孔內(nèi)，邊提升鉆桿邊進(jìn)行灌漿至孔口一次性結(jié)束。灌漿壓力采用漿液自重壓力，水灰比選用0.60：1，其配比為每罐漿液420L中所需水270kg，水泥450kg，灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：按注灰量60～80kg/m左右灌注，每段總注灰量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后即可結(jié)束。
      5　砂礫石固結(jié)灌漿效果檢查
      （1）灌漿成果　上游圍堰砂礫石固結(jié)罐漿總孔數(shù)193個(gè)（不包括延伸段），灌漿進(jìn)尺1650.40m，注入水泥243（t），平均單注147.20kg/m。
　　下游圍堰砂礫石固結(jié)灌漿總孔數(shù)178個(gè)，灌漿進(jìn)尺1679.60m，注入水泥203（t），平均單注121kg/m。合計(jì)孔數(shù)371個(gè)，進(jìn)尺3 330m，水泥注入量446（t），平均單注134kg/m。上下游圍堰左岸砂礫石補(bǔ)強(qiáng)灌漿進(jìn)尺1 500m，水泥注入量120（t），平均單注80kg/m。
     （2）灌漿效果　為了解砂礫石固結(jié)及補(bǔ)強(qiáng)灌漿效果，在上游左岸砂礫石補(bǔ)強(qiáng)灌漿結(jié)束后，分別布置了兩個(gè)檢查孔，樁號(hào)0+068.94和0+093.0m，采用合金鉆頭（孔徑φ108mm），干鉆法鉆進(jìn)取芯工藝，孔深分別為4.50m和5m。取芯結(jié)果反映，砂礫石巖心中均夾有水泥結(jié)石，厚度3～10mm，且兩孔底部（3～4m）處均取出0.20m長(zhǎng)水泥與砂礫石粘結(jié)一體的柱狀巖芯，說(shuō)明具有較好的固結(jié)效果，對(duì)防滲墻成槽穩(wěn)定起到了重要的作用，達(dá)到了預(yù)期處理的目的。
      6　結(jié)束語(yǔ)
　　從本工程的施工過(guò)程來(lái)看，在導(dǎo)向槽兩側(cè)進(jìn)行固結(jié)灌漿，混凝土防滲墻成槽效果非常好，再加上具有較高穩(wěn)定性的泥漿護(hù)壁，施工過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)明顯的坍塌現(xiàn)象，確保了槽壁穩(wěn)定和工程安全。因此在類似地質(zhì)條件較差（級(jí)配差、結(jié)構(gòu)松散）的顆粒類基礎(chǔ)混凝土防滲墻施工中，采取以上綜合措施，能使防滲墻施工成本大大降低，工作效率和工程質(zhì)量均有明顯提高。