猫儿岩水库除险加固工程复合膏浆灌浆的施工控制

龙正君

【摘要】基于提高水库出现加固施工水平的目的，结合猫儿岩水库除险加固工程实例，分析复合膏浆灌浆技术的应用，提出施工控制策略，共享给相关人员参考。根据灌浆施工实践总结，严格按照复合膏浆灌浆技术方案，做好全过程的质控，对保障除险加固的效果起到积极作用。此工程施工积累了丰富经验，具有借鉴价值。

【关键词】水库;除险加固;复合膏浆灌浆;质量控制

现阶段，很多地区都在积极推进水库除险加固工作，提升现有的水利工程安全运行性能，为区域发展提供保障。从加固工程实践分析，新技术和新工艺等的应用，破解了很多技术难题。复合膏浆灌浆是一种全新的控制灌浆技术，作业时利用专用泵开展灌注作业，在钻孔内部灌注复合膏浆，发挥材料的性能优势，制作堵水幕体或者达到堵体的效果，实现防渗堵漏，发挥着积极的作用。

1、案例概述

猫儿岩水库是封堵地下暗河形成，河流干流长度9.8km，干流平均坡降22.2‰，水库控制集雨面积40.68k㎡。工程任务主要以灌溉为主，兼有防洪、发电等综合效益。从水库运行情况分析，水库坝基渗漏是工程主要病险问题。帷幕灌浆区F2、F5、F6处断层是造成库区渗漏的主要因素，该地区属于典型的侵蚀、溶蚀的喀斯特地貌，溶槽、溶隙、溶沟等发育，岩层破碎，裂隙发育，常规帷幕灌浆工艺无法处理此类断层，根据钻孔情况，对于F2、F5、F6处断层区域内岩层破碎或裂缝发育灌段将浆液改为复合膏浆按帷幕灌浆工艺充填后，再采用常规帷幕灌浆加强。

2、猫儿岩水库除险加固工程复合膏浆灌浆技术的应用

2.1 制浆

制浆材料必须称量，称量误差应小于5%。水泥等固相材料应采用重量称量法。粘士浆制备：将粘土送至NTJ-1型粘土复合制浆机中，制成粘土原浆，密度控制在1.25～1.35g/cm3，并存放在浆池中备用，必要时加入微量抗粘土沉淀剂。水泥浆制备：将水泥送至ZL-400C高速制浆机中，高速搅拌时间不小于3min，并输送至储浆筒备用。复合膏浆制备：将粘土浆和水泥浆抽到膏浆制浆机中，搅拌三到五分钟，加入速凝剂搅拌两分钟。根据需要加入外加剂，调节浆液的稠度。复合膏浆浆液流动度100～160mm，结石体28天无限抗压强度可达2～10MPa，其固结体的抗渗系数小于10-7cm/s。

2.2 灌浆作业

根据帷幕灌浆段地质情况，对于F2、F5、F6处断层是主要渗漏区段，帷幕灌浆过程中，发现钻孔在F2、F5、F6处断层区段时，持续钻孔穿断层段，并到达完整0.5m后，浆液改为复合膏浆充填，再采用常规帷幕灌浆加强。灌浆压力根据段深及地层地质情况进行控制，以不抬动为原则，孔口段灌浆压力1.5～2.0MPa。一般情况下，膏浆灌浆结束标准为当孔口峰值压力达到设计压力值时，可结束膏浆灌浆。

2.3 抬动变形观测

在坝基40m帷幕范围内布置3处抬动观测孔，坝中布置一处，两侧各布置一处。抬动观测控制要求：（1）设有抬动变形观测的部位，其观测孔邻近的灌浆孔段在裂隙冲洗、压水试验及灌浆过程中均应进行观测，并将观测成果提交监理人。（2）坝基抬动变形允许值为200μm，或满足设计要求。（3）抬动变形观测应进行观测记录，根据观测数据采取调整措施。抬动装置安装流程如下：（1）钻进观测孔，孔深应深入基岩一定深度。（2）下入两种规格的观测管。将两层管间隙及观测管与孔壁间隙灌入粉细砂，并密实填满间隙。（3）浇筑。在外观测管上部伸出部分与地表浇筑在一起，防止地面水泥浆进入孔内。在进行压水、灌浆前，将千分表用管夹固定在内观测管上，使伸缩杆与地面观测平台接触，以便进行抬动变形观测。图1为观测图。

图1    抬动变形观测示意图

2.4 技术问题的处理策略

溶洞处理。本工程区内发现的溶洞深度在10m以下，主要集中在坝基等部位，由于场地等钻探条件限制，两侧岩体内具体情况难以完全探明，鉴于库区内难以用爆破开挖等方法处理，故采用以下处理措施：（1）在原钻孔旁另钻150mm大直径孔至脱空处，原孔留作排气孔;（2）从洞外泵送混凝土至孔口，經漏斗浇入孔内，在浇筑混凝土的同时向孔内回填粒径8mm以下的卵砾石，浇筑和回填时要注意控制速度，做到均匀、连续，防止堵塞;（3）溶洞浇满后待凝三天，然后将大口径和原孔扫开，通过原孔灌注水泥砂浆，大口径孔作排气孔，吸浆量大时可用混凝土泵灌注，直至灌浆压力达到0.5MPa并停止吸浆为止。（4）分段重复灌注水泥浆，直至达到设计要求的灌浆结束标准。

泥砂充填层的处理。如施工时遇到全充填型的溶洞，充填物为泥或泥夹砂，应采取以下措施：（1）钻孔时遇此地层直接向下钻进，直达坚硬岩石并深入1m;（2）若泥层厚度较大，可利用高压水（压力控制在25～30MPa）进行旋喷冲洗，尽量将孔内的泥砂冲出：带有喷嘴的钻杆要慢速旋转，提升速度控制在60cm/h左右为宜。结合实际情况，按照复合膏浆灌施工设计方案，落实技术问题的处理工作，把关施工作业的质量和效益。

3、猫儿岩水库除险加固工程复合膏浆灌浆质控策略

3.1 制定高质量的灌浆作业方案

水库除险加固施工质量的控制，要从技术方案编制质量控制层面入手，做好全面的把控。复合膏浆灌浆施工技术属于新技术，技术的应用面临着很多挑战和困难，制定技术方案时，要围绕水库现状做好全面勘察和调查，掌握库区的地质条件和环境情况，分析影响复合膏浆灌浆作业的主要因素，按照除险加固的要求，提出灌浆施工技术方案，做好灌浆的质量把控。对复合膏浆灌浆作业采用的工艺和方法，开展深入分析，提出作业流程方案，指导除险加固施工的开展，减少技术应用质量的影响，保障灌浆施工安全有序开展，达到水库除险加固作业的要求[1]。

3.2 做好材料质量的把控

根据复合膏浆灌浆施工实践总结，灌浆材料的质量如何，对除险加固效果起到关键影响，要做好严格把控。设计灌浆制备方案前，要组织开展各项试验，根据对不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液进行下列项目的试验，并形成试验成果，明确材料制备的程序和参数，为灌浆作业的质量和效益把控，提供相应的支持和保障。对使用的材料，例如水泥和粘土等，要提出选择要求和质控措施，落实到各个环节，减少材料质量因素对复合膏浆灌浆施工质量的影响，确保除险加固工程的质量达标。总体而言，对于材料质量的控制，采取以下措施：（1）制定完善的材料质控制度。根据复合膏浆灌浆施工所需的原材料，提出精细化材料质量控制要求，为采购和质量检验等工作的开展，提供依据和支持。（2）落实材料检验检测工作，把关复合膏浆灌浆施工的质量和效益。质检员和保管员等要认真履行自身的职责，认真做好每个工序和环节的质量检验检测，实现对材料质量的有力把控，保障水库除险加固的效果[2]。

3.3 做好灌漿作业监测

复合膏浆灌浆施工技术的应用，受到施工及作业现场环境的影响，极易产生变形问题等，给灌浆作业的效果造成不利影响。基于此，组织复合膏浆灌浆施工作业，要注重施工环节的动态化监测，掌握变形情况和灌浆施工参数把握情况等，落实技术应用质量控制工作。实践中要结合管理需求，配置现代化监测装置，选择适宜的位置布置，搭建信息化监测系统，动态掌握复合膏浆灌浆施工情况，根据施工参数和相关信息开展分析，及时发现灌浆作业的问题，采取灌浆调整和优化措施，以免影响复合膏浆灌浆施工技术的应用效果和质量，无法达到水库除险加固工程设定的目标，保障病害问题得到有效处理。

3.4 认真落实施工控制工作

采用复合膏浆灌浆施工技术，解决水库工程存在的病害问题，必须强化施工现场的管控，认真落实质量与安全的把握工作，实现水库除险加固的效益目标。实践中采取以下控制措施：1）运用PDCA循环法，实施复合膏浆灌浆施工闭环管理，把关技术应用的质量和效果。工程实践中要设置技术应用管理目标和任务，细化落实到各级部门和人员头上，形成强大的动力，助力施工质量管理[3]。2）加大施工现场的监督控制。复合膏浆灌浆施工问题的出现，主要集中在生产环节，因此要做好现场的严格把控。根据设计的复合膏浆灌浆施工程序，明确各个环节的质量控制要求，通过现场巡视检查和检验检测等，发现复合膏浆灌浆施工质量问题，提出改进和优化措施。完成灌浆作业后，开展复合膏浆灌浆质量验收，实现对施工全过程的质量把关。3）加大对复合膏浆灌浆施工管理的考核力度，分析施工管理的不足，采取优化措施，同时实施奖惩措施，调动管理人员的重视度，使其能够认真落实技术应用质量管控[4]。

结语：

综上所述，猫儿岩水库除险加固工程实践中，采用了复合膏浆灌浆施工技术手段，通过围绕材料和工序以及变形观测等，采取严格的把控措施，实现对质量的有效控制。文中结合实践，提出复合膏浆灌浆施工管控措施，为后续相关工程的开展提供借鉴与参考。

参考文献：

[1]尹桂平，杨勇，程功.高塘水库除险加固措施及工程项目后评价研究[J].黑龙江水利科技，2020，48（05）：192-195.

[2]张建成.小型水库除险加固工程施工质量控制难点及对策分析[J].地下水，2020，42（03）：239-240+250.

[3]姚哲峰.小型水库除险加固工程建设管理探析[J].绿色环保建材，2020（05）：228+230.

[4]孙磊.许家湾水库大坝除险加固及其稳定性分析[J].路基工程，2020（02）：163-168+184.