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【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
Quality control of curtain grouting for some small reservoirs
Zhou Guo-qing1,Deng Xiang-hui2
(1.Water Conservancy Burea of Hantai District Hanzhong Shanxi 723000, China;
2.College of civil and architecture engineering, Xi'an Technological University Xi'an Shanxi 710032)
【Abstract】The Leakage of dam foundation for small reservoir is common. The main construction link of curtain grouting are discussed. The quality control measures of the main construction link, such as drilling method, water pressure test and process of grouting , are analyzed combined with the small reservoir engineering.
【Key words】Small reservoir;Curtain grouting;Quality control measures
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）钻孔的測试，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).
［文章编号］1006-7619（2011）02-10-069
［作者简介］ 周国庆(1977-)，男，籍贯：陕西汉中人，职称：工程师，主要从事水利工程施工技术管理工作。
【关键词】小水库；帷幕灌浆；质量控制
Quality control of curtain grouting for some small reservoirs
Zhou Guo-qing1,Deng Xiang-hui2
(1.Water Conservancy Burea of Hantai District Hanzhong Shanxi 723000, China;
2.College of civil and architecture engineering, Xi'an Technological University Xi'an Shanxi 710032)
【Abstract】The Leakage of dam foundation for small reservoir is common. The main construction link of curtain grouting are discussed. The quality control measures of the main construction link, such as drilling method, water pressure test and process of grouting , are analyzed combined with the small reservoir engineering.
【Key words】Small reservoir;Curtain grouting;Quality control measures
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）钻孔的測试，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).
［文章编号］1006-7619（2011）02-10-069
［作者简介］ 周国庆(1977-)，男，籍贯：陕西汉中人，职称：工程师，主要从事水利工程施工技术管理工作。