淺談固結灌漿在防滲墻砂卵礫石地層中的應用
      某水利樞紐工程上下游圍堰砂卵礫石基礎由于采礦被人工擾動、分選、堆積，其基礎處理采用槽孔砼防滲墻，為確保槽壁穩定和工程安全，考慮對防滲墻導向槽上下游兩側的砂礫石基礎進行固結灌漿處理，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、供水、發電、防洪等效益。水庫正常蓄水位739.50m，總庫容24.19億m3，正常蓄水位下庫容20.45億m3，死水位680m，死庫容1.27億m3，電站裝機容量140MW。工程規模為大    （1）型。主要建筑物大壩、1#、2#副壩、泄水建筑物為1級建筑物；發電引水系統、廠房為3級建筑物，發電洞進水口閘井按一級建筑物設計；圍堰等臨時建筑物為4級。
      2　地質條件
     （1）上游圍堰工程地質　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沖積砂卵礫石層，已完全被淘金者人工擾動。下伏基巖為上石炭統（C3Ka+b）變質砂巖，巖層產狀310°NE∠70°。根據鉆孔資料，強風化層厚2.40~4.50m，弱風化層厚2.50~9.50m，微風化~新鮮巖石堅硬完整。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　河床段（0~270m）：河床覆蓋層厚3~10m，巖性為第四系全新統沖積砂卵礫石層，已完全被淘金者人工擾動。下伏基巖為上石炭統變質砂巖，產狀為310°~315°NE∠75°，與圍堰軸線夾角約為89°。根據鉆孔資料，強風化層厚0.40~6m，弱風化層厚0.50~3.80m，微風化~新鮮巖石堅硬完整。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。該段沒有大的斷層或節理通過，地質條件較好。
      3　施工程序
　　總體施工程序為：現場施工測量→土方開挖→砂礫料回填（臨時施工平臺填筑）→砼導向槽施工→導向槽內外回填→砂礫石固結灌漿→砂礫石補充固結灌漿。
      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，級配差結構松散。針對本工程地層的特殊和復雜性，防滲墻成槽工藝是一個主要的問題。為合理有效解決成槽工藝，從以下三個方面采取措施：一是防滲墻兩側的砂礫石先進行固結灌漿；二是選用優質膨潤土護壁泥漿并合理摻入重晶石粉和燒堿，使泥漿具有較高的穩定性支承孔壁；三是選用先進的旋挖鉆機帶動錐鉆、筒鉆和鑿巖鉆等配套鉆頭進行主孔鉆造，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，從而對砂礫石層的擾動降低到最小程度。通過采取以上綜合措施，使防滲墻施工效率和質量均得到了較大的提高。
     （1）灌漿布置　砂礫石固結灌漿選擇砂礫石跟管鉆進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，深度以見基巖為準，分二序施工。因上下游左岸為主河道，當右岸121m防滲墻完成以后左岸地下滲流相對集中，為確保左岸槽壁穩定，固結孔進行了合理調整，孔距變為0.60～0.80m，孔深以深孔（見基巖）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束后，在其上下游又各增加一排補強灌漿孔，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）砂礫石固結灌漿施工工藝　施工工藝為：造孔→下 PVC護壁管 → 起拔套管→ 下灌漿鉆具→PVC管破碎 → 灌漿 → 封孔。
　　①造孔：采用風動履帶式跟管鉆機（（PC460型）造孔跟管管徑φ140mm。鉆進過程中，要求對砂礫石層、粉砂層，基巖面的分界線進行記錄，以便對后期施工提供參數。
　　②下PVC護壁管和起拔套管： 造孔結束后，將特制脆性PVC護壁管（φ=110mm）下入預留在孔內套管中，起到護孔作用，PVC管下設完畢后，利用液壓拔管機（BG－00型）將預留在孔內的套管拔出。
　　③下灌漿鉆具和破碎PVC管： 孔口下入φ127mm長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，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。
　　④灌漿和封孔： 灌漿采用自下而上分段純壓式灌漿，段長3m左右，灌漿壓力0.1MPa～0.2０MPa或無壓灌漿（吃漿量較大時），開灌至結束水灰比均選用0.60：1，灌漿結束標準：如灌漿段吃漿量較大，以該段總注灰量達到200～300kg/m標準結束；當灌漿段吃漿量較小，以要求的灌漿壓力灌注5～10分鐘結束，每孔灌漿時間控制在1小時左右。灌漿結束后，使用水泥砂漿人工封孔。
     （3）砂礫石補強灌漿　其施工工藝為采用XY-Ⅱ型鉆機，孔徑φ91mm，鉆到一定深度后將鉆具提出，改換φ56mm牙輪鉆具重復鉆進，鉆至基巖面后，不提升鉆具，采用自下而上灌漿，漿液通過鉆桿進入孔內，邊提升鉆桿邊進行灌漿至孔口一次性結束。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，灌漿結束標準：按注灰量60～80kg/m左右灌注，每段總注灰量達到標準后即可結束。
      5　砂礫石固結灌漿效果檢查
      （1）灌漿成果　上游圍堰砂礫石固結罐漿總孔數193個（不包括延伸段），灌漿進尺1650.40m，注入水泥243（t），平均單注147.20kg/m。
　　下游圍堰砂礫石固結灌漿總孔數178個，灌漿進尺1679.60m，注入水泥203（t），平均單注121kg/m。合計孔數371個，進尺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強灌漿進尺1 500m，水泥注入量120（t），平均單注80kg/m。
     （2）灌漿效果　為了解砂礫石固結及補強灌漿效果，在上游左岸砂礫石補強灌漿結束后，分別布置了兩個檢查孔，樁號0+068.94和0+093.0m，采用合金鉆頭（孔徑φ108mm），干鉆法鉆進取芯工藝，孔深分別為4.50m和5m。取芯結果反映，砂礫石巖心中均夾有水泥結石，厚度3～10mm，且兩孔底部（3～4m）處均取出0.20m長水泥與砂礫石粘結一體的柱狀巖芯，說明具有較好的固結效果，對防滲墻成槽穩定起到了重要的作用，達到了預期處理的目的。
      6　結束語
　　從本工程的施工過程來看，在導向槽兩側進行固結灌漿，混凝土防滲墻成槽效果非常好，再加上具有較高穩定性的泥漿護壁，施工過程中沒有出現明顯的坍塌現象，確保了槽壁穩定和工程安全。因此在類似地質條件較差（級配差、結構松散）的顆粒類基礎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，工作效率和工程質量均有明顯提高。