陈志宏+张建法

[摘 要]本文将对某水库放水洞的混凝土堆砌质量和存在的安全隐患以及安全隐患存在的原因进行分析，从而对施工质量和防渗处理技术进行论述。本文可供参考。

[关键词]水库；放水洞；回填灌浆

中图分类号：F436 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）03-0386-01

一、工程基本情况

1、工程概况

某水库项目距离某县城东北20km、距离城镇1.0km，该水库处于某河流支流的中下游河段。该水库的主要功能是农耕灌溉，同时兼有防洪的功能，是一种综合利用的小型水库。水库的关键性工程包括四部分，分别是大坝、溢洪道、放水洞和放水塔。水库坝高为31.5m，坝顶高程为917.1m，坝顶长度为124m。在水库投入使用的40多年里，充分发挥了蓄水灌溉、防洪抗旱的作用，灌溉面积达0.31万亩，灌溉用的水量每年达53.4m3，为当地居民生活和社会经济带来显著效益。

2、放水洞基本情况

在对水库进行加固施工时封堵了原来的放水洞，之后在水库右岸重新建立了防水洞，重新建立的放水洞总长是208m，洞身长为105m，新建立的防水洞设计流量是0.3m3/s，防水洞由四部分组成，分别是进水口段、塔身段、洞身段和出口段。

防水洞的进水口段是由C25钢筋组成的混凝土涵洞，全长为20m，底宽为1.0m；塔身段是新建的用来放水的塔，结构是中空圓形钢筋混凝土，塔高12.70m，内部直径为2.5m，塔壁的厚度为0.4m；洞身段的总长为105m，放水洞的断面为城门洞型，结构是由C25钢筋混凝土组成，洞身尺寸是1.5m×1.8m；出口段是由明渠段和之前的下游输水渠道连接，总长度为79m，明渠段的截面为矩形，尺寸是0.5m×0.8m。

二、放水洞隐患及成因分析

1、隐患状况

2016年4月，该地区水利局组织省、市的专业技术人员对该水库进行详细的检查，检查结果显示：新建放水洞存在安全隐患。隐患主要集中在下面几点：

（1）C25钢筋混凝土堆砌表面有错台、蜂窝等现象，表面粗糙不平；

（2）C25钢筋混凝土堆砌面出现裂缝，出现渗水的情况；

（3）混凝土边墙与拱顶相接的施工缝出现了渗水的情况；

（4）放水洞顶部混凝土堆砌地方与顶部回填土间有存在空腔的可能，但不能确定需要钻孔验证。

2、隐患成因分析

造成防水洞出现的上述安全隐患的原因有两点，第一：在浇筑防水洞时，混凝和钢板、混凝土和围岩之间结合不紧密，出现空隙和孔洞，这受施工技术和能力的限制，难以完全避免。第二：在对安全隐患进行调查后发现，该放水洞在施工期间未严格按照《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》进行施工，放水洞堆砌混凝土还未达到相应的设计强度时就进行了水泥回填。

3、隐患处理必要性

放水洞是水库的重要组成部分。该水库的放水洞建在坝体下的原态土里，已经出现了几次泥石流下滑，如果不及时解决这一问题，坝底很可能会因为空洞而发生垮塌，给水库安全造成很大的影响，所以做好放水洞的防渗漏工作是非常重要的。

处理放水洞渗漏问题的最有效措施是回填灌浆。回填灌浆是利用水泥浆对混凝土和围岩、混凝土和钢板间空隙及空洞进行填充，从而增加结构的密室程度。回填灌浆是放水洞建设完成验收前的最后一道工序。

三、回填灌浆方案

技术人员通过现场勘测结果和对渗漏问题进行细致分析后决定利用回填灌浆的方式对水库放水洞的渗漏问题进行处理，顶部圆心角120度范围内进行回填灌浆，同时对放水洞堆砌混凝土表面的凹陷处进行补充。根据回填灌浆的技术要求以及该水库放水洞的结构标准，确定了一下的回填灌浆方案：

（1）沿着放水洞的拱顶中心线布置一排间距为3m的回填灌浆孔；

（2）回填灌浆的孔洞直径为42mm，孔深40cm，将孔口封堵之后灌填；

（3）利用纯压式灌浆法，分两道工序，第一道工序孔距6m，第二道工序孔距3m；

（4）回填用的浆液按0.6：1或0.5：1的比例配置水灰，即每65.2kg水配108kg水泥或每60.8kg水配121.5kg水泥；

（5）对于素混凝土衬砌采用0.2MPa-0.3MPa的灌浆压力，对于钢筋混凝土衬砌采用0.3MPa-0.5MPa的灌浆压力；

（6） 在规定的压力下，若灌浆孔不再继续吸浆，再继续灌浆10min后即可结束灌浆；

（7） 在结束灌浆之后，需要使用干硬性水泥砂浆对灌浆口进行密封，将孔口抹平。

四、施工过程

1、放水洞回填灌浆

1.1 布孔

由上述可知放水洞洞身全长105m，设计的灌浆孔有35孔，而实际操作过程中有37孔灌浆孔，一序和二序分别是18孔和19孔，此外又添加了14孔。按照设计的灌浆孔分两序排列在拱顶中心线，1号灌浆孔在距离放水洞105m处的地方。利用硬质合金钻头水钻进行打孔，水钻的钻头长40cm、直径为42cm。

1.2 灌浆程序

1号、2号、3号孔都是试验孔，且孔距均为6m，在1—3号孔灌浆结束后，观察灌浆情况，先对一序孔进行灌浆，然后再对二序孔进行灌浆。灌浆孔的顺序如下：

一序：1#、2#、3#、5#、7#、9#、11#、13#、4#、6#、8#、10#、12#、15#、14#、16#、17#、18#；二序：1#、3#、5#、7#、9#、11#、13#、15#、17#、2#、4#、6#、8#、10 #、12 #、37 #、14 #、36 #、16 #；加孔：+7 #、+6#、+4#、+3#、+8#、+5#+2#+1#、+9#、+10#、+13#、+11#、+12#、+14#。

利用压力为0—0.8MPa的往返式单缸泥浆泵进行灌浆，还需要一台两缸移动立竖旋转式搅拌机，搭配高压式橡胶管。

1.3 灌浆过程质量控制

（1）在检验回填灌浆的施工质量时，可以利用取芯检查或者检查孔注浆的方法进行检验，最佳的检测时间是灌浆结束后的7-28天。若被检查的灌浆孔有灌浆异常的现象，可在异常部位20-30m的地方设一个检查孔。

（2）有些灌浆孔在灌浆结束后会发生往外流浆或者向上返浆的现象，这时应对灌浆孔采取闭浆待凝，等待凝固的时间由监理人把控或者最少不能小于24h。

（3）灌漿过程需要时刻注意堆砌混凝土的形变情况，必要时可以安装监测设备，随时观察定期记录观察结果。

（4）如果有突发事件完成灌浆过程阻断，施工人员要尽可能的快速恢复灌浆，因为灌浆时间超过半小时浆液会凝固，所以当中断时间超过半小时应当清洗灌浆孔至最初的状态，若清洗之后再灌浆发展灌浆孔不吸浆，应当就近重新钻孔灌浆。

（5）待灌浆结束后清楚钻孔内的污物或积水，用浓浆把所有灌浆孔密实的封起再抹平，同时要割除露出堆砌混凝土表面的埋管。

（6）检验质量是否合乎规定。

①单孔注浆试验。用和灌浆压力相同的压力将水灰比为2的水泥浆注入检查孔内，初次注浆量10min内小于10L即是合格。

②岩芯检查。取被检测孔的岩芯，浆液密室、填充饱满的即是合格。

2、施工过程中存在问题及解决方法

2.1 存在问题

该水库放水洞用了三个多月完成回填灌浆，灌浆4孔。灌浆过程出现下面两点不足：

（1）还存在一些不再灌浆范围内的渗漏，即回填灌浆没有覆盖全部渗漏处；

（2）侧壁出现浆缝。

2.2 解决方法

（1）增加灌浆孔的数量；

（2）回填灌浆时往浓浆中加入一定比例的速凝剂；

（3）灌浆时减少灌浆量，增加灌浆次数。

五、总结

通过回填灌浆基本上是消除了该水库放水洞的安全隐患，不仅增强了水库的稳固性，还为水利工程的建设积累了经验。为了加快浆液在灌浆孔内的流动速度，可先用稀浆液再用浓浆液；若渗水现象很严重，可以在浆液中掺一定量的速凝剂，浆液比重为2.0；利用交叉式灌注法可确保固结时间；为了消除串孔现象的发生，打一孔、灌一孔；若灌浆孔吃浆量小，需要少灌多重复；若灌浆期间出现突发情况中端灌浆，需要进行复灌。