“感谢兄弟们的努力,围堰里这道‘看不见的墙’,我们终于造好了!”伴随着周术灯铿锵有力的声音,现场顿时爆发出一阵热烈的掌声!
由中交二航局承建的重庆市藻渡水库是国家重点推进的150项重大水利工程项目之一,也是目前重庆投资规模最大的水库。水库建成后,不仅会将下游綦江城区的防洪标准由20年一遇提高到50年一遇,还会为当地343万人提供用水保障,新增灌溉面积17万亩,改善灌溉面积6.5万亩。
而修建大坝最重要的一步,就是打造“无水”环境,为后期基坑开挖、坝体建造提供有利条件。这就需要在坝体上游先截断来水,修筑围堰临时挡水,然后通过导流洞方式把挡住的来水下泄到真正坝体的下游。
但是,通常通过修建围堰截流后,并不能完全阻隔河水流向坝体。这是因为围堰通常由土石构成,而围堰底部还有一层由卵石组成的河床,有着极强的透水性,无孔不入的河水会通过围堰和卵石河床渗透入坝体。
这时候,就要为水库输送“营养液”。
困难重重
通常,灌浆作业人员会在围堰顶部打上3排直抵基岩层的“针孔”,然后通过类似“吊瓶”一样的灌浆站和像“输液针”一样的灌浆机,往围堰内部和河床底部注入水泥等填充物,从而在两岸之间形成一堵无法渗透的“墙”,防止水流向坝体建设区。
这说起来容易,做起来却极难!
藻渡水库围堰轴线长95.84米,高20米,虽然拦水后只有3米高的吃水线,但底部河床为第四系冲击砂卵石层,属于强透水至极强透水层,最大厚度更是达到12米,这意味着整个围堰有大约1500平方米的渗水面,相当于3个篮球场的面积。
2024年9月7日,藻渡水库下游围堰建设完成。看着围堰后碗口粗细的水从不同位置涌出,负责大坝建设的项目副经理周术灯眉头紧蹙,“这个怕是不好搞啰!”
“我们粗略数了一下,大大小小的涌水点差不多有13个,这还是看得到的,河床下面的渗水情况估计更糟!”负责灌浆事宜的技术员、也是周术灯的徒弟吕铮洋补充道。
随着钻孔设备和灌浆设备准备完毕,9月7日下午,灌浆作业正式开始。作业队先是在围堰最中央打下第一个孔,然后通过灌浆机按照水和水泥1:1的比例,往河床最底部注入4吨水泥浆,却没有丝毫变化!
之后,灌浆作业人员又调整了水泥浆比例参数,从1:1调至0.8:1,又调至0.6:1,但12吨水泥浆犹如石沉大海,没有掀起任何波澜。而测量结果也显示,整个围堰底部水的渗透量占到整条河道的1/8,流速更是达到近30立方米每秒。
“看来只有下猛药了!”周术灯决定往水泥浆内掺入膨润土。这种材料在遇水后体积会胀大数倍,还有一定的吸附性,能有效堵住砂石间的缝隙。
效果立杆见影,钻孔孔口有了一定的返水现象,但随着灌浆机从下往上继续灌入,效果越来越差,而围堰下游河道不断冒出的灰白浆液意味着绝大部分浆液都被流水冲走了。
之后,项目部又尝试间隙待凝、分级升压等多种灌浆方式,但都没起到什么效果!“现在整个围堰底部都被水浸透了,往内注入泥浆,就如同把一杯冲好的咖啡倒进洗手池没啥差别!”吕铮洋比划着说。
望着有些沮丧的徒弟,周术灯拍了拍他肩膀,“没事儿,我已经给我师父打电话了,他肯定有办法!”
老师下山
9月9日,一辆从重庆市区驶来的汽车沿着山道缓缓开进大坝围堰区,随后一位年过古稀、精神矍铄的老头从车上走下来。他就是周术灯的师父——勘测设计研究方面的专家屈昌华。
作为长期驻守在中国西南地区的勘测设计工作者,屈昌华有着极为丰富的水库建设和灌浆经验。没有过多寒暄,他便拿着图纸和灌浆数据,绕着围堰和灌浆区仔细查看起来。
经过详细比对和探查研究后,他指出,“问题的关键在于水的势能太大和堰体的密实性不够!”原来,围堰所在河床原本就有2米高的落差,加上围堰建设促使河流改道,水位进一步上升,导致上下游间有高达3至4米的落差,灌入的水泥浆很容易就被冲走了。
“现在最好的办法就是像捏馒头一样,把堰体给捏实了!”屈昌华双手交握着比喻道。
在师父的指导下,周术灯迅速从重庆调入两台强夯机,对灌浆平台下游的回填层进行强夯处理。在20吨夯锤巨大的冲击下,地层被迅速挤密,回填层整体渗透系数也大大降低。
而在围堰上游,灌浆团队又增设一层2米厚的粘土防渗层,水下部分采用夯锤压实,水上部分则是分层碾压,延长渗透路径,减小水力坡降和围堰内的水流流速。
前后“夹击”之下,围堰渗水明显减少,出水点也仅剩5个。但灌浆建“墙”的进度依然缓慢,师徒三人再次集聚在一起商讨方案。
以沙治孔
对于灌浆作业来说,最重要的就是留住浆液。而藻渡水库围堰下紧上松的地质条件,意味着依靠传统灌浆方法无法凝固成“墙”。
“总不能在里面塞上棉花吧!”吕铮洋笑着说。
“塞棉花不行,但塞砂子可以。”周术灯答。
“塞沙子?”吕铮洋有些不解。
“对,就是塞砂子!”屈昌华肯定道。
原来,在经过多天的细致观察后,周术灯发现河水面至原河床底部间有约2至4米不能有效碾压的块碎石层,存在架空和孔洞现象,而这一部分恰好就是流失水泥浆液最严重的地方。
再经过与师父详细讨论后,周术灯决定采用级配砂的方式,辅以粘土浆液和水玻璃对这部分进行冲砂处理。但这种灌注方式也有一定风险,就是极易堵管导致废孔。
于是,屈昌华手拿铁锹,亲自上手教授吕铮洋和灌浆作业人员冲级配砂,然后指导大家如何在狭小“针孔”内进行冲砂作业。
在全体灌浆作业人员的共同努力下,冲砂作业得以顺利进行,最终仅有7个孔出现了废孔情况。
冲砂作业的进行极大加强了地底紧实度,这让灌浆作业也变得顺畅起来,打入地底的“药膏”大部分得以留住,并凝固成“墙”。围堰下游的渗水也肉眼可见地变少了。
到了10月19日,孔内的起压情况已经非常明显,出现很大的返水现象,这标志着这道深入地基深处的、看不见的“巨墙”已经成型。之后,灌浆队伍又对中间一排的孔进行钻孔灌浆加密处理。10月25日,围堰下游已基本没有渗水情况,为大坝基坑开挖创造了良好施工条件。
“45天,我们用154个孔打造了一堵22米高的‘看不见的墙’!接下来,我们将集众人之力筑起104.5米高的大坝,为340万重庆人民的生活灌溉用水提供保障。”周术灯充满干劲地说。(向昌文)