本發(fā)明涉及水利水電工程領(lǐng)域，尤其涉及一種大流量高流速動(dòng)水條件下地下暗河處的防滲墻施工方法。

背景技術(shù)：

我國(guó)可溶巖約占全國(guó)面積的三分之一，蓄水和引水工程的滲漏，易于發(fā)生滲漏的巖溶化巖層則給修建水利工程帶來(lái)復(fù)雜的問(wèn)題，伴隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的進(jìn)一步加快，水利水電行業(yè)興起已經(jīng)成為當(dāng)今我國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)，并成為衡量國(guó)家繁榮昌盛的重要標(biāo)志。

伴隨著水利水電建設(shè)的熱潮，大型水電站及大型水利樞紐工程以及病險(xiǎn)水庫(kù)等項(xiàng)目的建設(shè)與防治，地基防滲問(wèn)題日益突出。當(dāng)前我國(guó)巖溶地區(qū)已建和在建的部分水利水電工程因地下水長(zhǎng)期滲漏，帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，并時(shí)刻危及到工程的安全。在地下滲漏封堵施工中，設(shè)計(jì)堵漏方案、投資理念及封堵效果一直是一個(gè)世界性難題。

常規(guī)處理方案一般是灌漿材料充填，尤其是在特殊地層中如架空地層、溶洞、溶腔以及寬大裂隙帶效果顯著。但是，在大流量、高流速動(dòng)水條件下，采用現(xiàn)有技術(shù)的方法，使用的灌漿材料很容易被水流稀釋或沖走，浪費(fèi)巨大，且不能將大流量、高流速動(dòng)水條件的地下暗河處的大漏失的動(dòng)水封堵的滴水不漏，效果極其不理想。

此次封堵采用模袋灌漿、水泥水玻璃雙液灌漿與防滲墻相結(jié)合的綜合工藝進(jìn)行堵漏，將地下暗河大漏失水封堵的滴水不漏，取得圓滿成功，因此，本文重點(diǎn)對(duì)模袋灌漿、水泥水玻璃雙液灌漿工藝進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，并介紹了在地下暗河封堵處理中的應(yīng)用情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種大流量高流速動(dòng)水條件下地下暗河處的防滲墻施工方法，可使地下暗河處形成相對(duì)靜水狀態(tài)，將地下暗河封堵的滴水不漏，封堵效果顯著，且造價(jià)低廉，提高施工效率。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供的大流量高流速動(dòng)水條件下地下暗河處的防滲墻施工方法包括：

對(duì)具有大流量高流速動(dòng)水條件的巖溶地區(qū)進(jìn)行防滲墻施工；

根據(jù)防滲墻施工的滲漏情況確定巖溶地區(qū)地下暗河的形狀與跨度；

根據(jù)已確定形狀與跨度的地下暗河，在地下暗河處的防滲墻軸線兩側(cè)分別設(shè)置形狀與跨度和地下暗河分別相匹配的阻水墻；

通過(guò)兩道阻水墻將地下暗河處防滲墻軸線兩側(cè)的動(dòng)水阻斷，以便在兩道阻水墻之間形成處于相對(duì)靜水狀態(tài)的空腔；

在空腔內(nèi)進(jìn)行防滲墻造孔，以便形成防滲墻。

其中，根據(jù)已確定形狀與跨度的地下暗河，在地下暗河處的防滲墻軸線兩側(cè)分別設(shè)置形狀與跨度和地下暗河分別相匹配的阻水墻，包括：

根據(jù)已確定形狀與跨度的地下暗河，在地下暗河處的防滲墻軸線兩側(cè)分別設(shè)置模袋灌漿孔；

通過(guò)支撐管，將模袋下設(shè)在模袋灌漿孔內(nèi)；

通過(guò)支撐管，向模袋內(nèi)灌注水泥漿液；

待所有模袋內(nèi)灌注的水泥漿液凝固后，形成分別位于所述防滲墻軸線兩側(cè)的阻水墻。

其中，通過(guò)支撐管，將模袋下設(shè)在模袋灌漿孔內(nèi)包括：

將所述支撐管由上至下穿過(guò)所述模袋內(nèi)腔；

下設(shè)前，根據(jù)所述地下暗河的深度將所述模袋的上開(kāi)口和下開(kāi)口分別密封并固定在所述支撐管上，以便形成環(huán)繞在支撐管外的漿液容納袋；

以所述支撐管作為支撐，將漿液容納袋下放在所述模袋灌漿孔內(nèi)。

其中，所述支撐管下設(shè)高度為地面高程至所述地下暗河底部以下1m處，以便所述支撐管底部穩(wěn)固。

優(yōu)選的，所述支撐管的位于所述漿液容納袋內(nèi)的部分由上至下間隔設(shè)置多個(gè)灌漿孔。

優(yōu)選的，所述支撐管的灌漿孔呈防止水泥漿液堵塞的梅花形。

進(jìn)一步的，還包括根據(jù)防滲墻施工的滲漏情況，確定位于所述地下暗河上方和下方的網(wǎng)孔狀或?qū)訝畹娜芪g滲漏通道的情況。

進(jìn)一步的，在形成所述阻水墻后，根據(jù)確定的所述溶蝕滲漏通道的情況，向所述溶蝕滲漏通道內(nèi)灌注水泥水玻璃雙漿液，以確保對(duì)所述空腔內(nèi)進(jìn)行防滲墻施工時(shí)，所述空腔處于相對(duì)靜水狀態(tài)。

其中，在下放所述模袋前，需對(duì)模袋進(jìn)行灌漿試驗(yàn)，以確定模袋和灌漿的參數(shù)。

優(yōu)選的，向模袋內(nèi)灌注水泥漿液時(shí)，初始灌漿壓力小于或等于0.5mpa，正常灌注壓力小于或等于0.2mpa，注入流量10l/min-20l/min，用于防止灌注壓力過(guò)大，導(dǎo)致所述模袋出現(xiàn)漏漿事故。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的大流量高流速動(dòng)水條件下地下暗河處的防滲墻施工方法具有如下有益效果：

1、本發(fā)明的方法，在大流量、高流速動(dòng)水條件下地下暗河處防滲墻兩側(cè)各形成一道阻水墻，使得兩道阻水墻之間形成處于相對(duì)靜水狀態(tài)的空腔，在空腔內(nèi)施工形成防滲墻，從而將地下暗河處封堵的滴水不漏，封堵效果顯著，且造價(jià)低廉，提高施工效率。

2、本發(fā)明的方法，在大跨度、超高空腔內(nèi)動(dòng)水條件下采用模袋灌漿工藝形成阻水墻以便形成相對(duì)靜水狀態(tài)的思想，突破了常規(guī)封堵技術(shù)中采用灌漿材料直接封堵的理念，解決了現(xiàn)有技術(shù)中以灌漿材料封堵大流量、高流速動(dòng)水條件下地下暗河時(shí)需耗費(fèi)大量灌漿材料才能封堵地下暗河、且封堵效果不佳的問(wèn)題，并能減少巨額的經(jīng)濟(jì)損失，提高工程施工的安全性。

3、本發(fā)明的方法，在地下暗河封堵中將模袋灌漿工藝、水泥水玻璃雙液漿工藝與防滲墻工藝進(jìn)行綜合運(yùn)用，揚(yáng)長(zhǎng)避短，達(dá)到最佳堵漏效果。

4、本發(fā)明的方法，形成了適用于地下暗河、大型溶蝕通道及大裂隙帶封堵施工技術(shù)的新理念，具有巨大的參考和推廣價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1是采用本發(fā)明方法對(duì)某巖溶地區(qū)大流量高流速動(dòng)水條件下地下暗河進(jìn)行防滲墻施工時(shí)獲得的地下暗河過(guò)流斷面及溶蝕通道分布圖；

圖2是采用本發(fā)明方法對(duì)某巖溶地區(qū)地下暗河模袋灌漿、雙液漿孔位布置圖；

圖3是本發(fā)明提供的大流量高流速動(dòng)水條件下地下暗河處的防滲墻施工方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖3所示，為本發(fā)明提供的大流量高流速動(dòng)水條件下地下暗河處的防滲墻施工方法的流程圖，由圖可知，本發(fā)明的方法包括：

對(duì)具有大流量高流速動(dòng)水條件的巖溶地區(qū)進(jìn)行防滲墻施工；

根據(jù)防滲墻施工的滲漏情況確定巖溶地區(qū)地下暗河的形狀與跨度；

根據(jù)已確定形狀與跨度的地下暗河，在地下暗河處的防滲墻軸線兩側(cè)分別設(shè)置形狀與跨度和地下暗河分別相匹配的阻水墻；

通過(guò)兩道阻水墻將地下暗河處防滲墻軸線兩側(cè)的動(dòng)水阻斷，以便在兩道阻水墻之間形成處于相對(duì)靜水狀態(tài)的空腔；

在空腔內(nèi)進(jìn)行防滲墻造孔，以便形成防滲墻。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的動(dòng)水，是指大流量、高流速流動(dòng)的水，處于相對(duì)靜水狀態(tài)的水是相對(duì)于大流量、高流速的動(dòng)水而言，即，處于相對(duì)靜水狀態(tài)的水的流速非常小或不流動(dòng)。

具體的，本發(fā)明的方法包括如下步驟：

s01、對(duì)具有大流量高流速動(dòng)水條件的巖溶地區(qū)進(jìn)行防滲墻施工

對(duì)具有大流量高流速動(dòng)水條件的巖溶地區(qū)進(jìn)行防滲墻施工，施工時(shí)可采用現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備與方法。

s02、根據(jù)防滲墻施工的滲漏情況確定巖溶地區(qū)地下暗河的形狀與跨度

在防滲墻施工的過(guò)程中，根據(jù)防滲墻槽段發(fā)生的嚴(yán)重塌孔漏漿、掉鉆以及河道內(nèi)滲漏點(diǎn)河水滲漏尾水渠的水面變化情況，并結(jié)合調(diào)查及地質(zhì)勘探，初步確定地下暗河的大致位置。

然后，根據(jù)該槽段防滲墻施工過(guò)程中出現(xiàn)的頻繁塌孔、大量漏漿以及回填大量混凝土均無(wú)明顯效果的情況，確定地下暗河的溶蝕主通道的形狀與跨度信息，以及位于地下暗河頂部及底部一定范圍內(nèi)且與地下暗河主通道相連通的網(wǎng)孔狀或?qū)訝畹娜芪g滲漏通道的形狀、跨度、深度等相關(guān)信息。

s03、根據(jù)已確定形狀與跨度的地下暗河，在地下暗河處的防滲墻軸線兩側(cè)分別設(shè)置形狀與跨度和地下暗河分別相匹配的阻水墻

s31、根據(jù)已確定形狀與跨度的地下暗河的信息，確定在地下暗河處的防滲墻軸線兩側(cè)的模袋灌漿孔的布置圖，并根據(jù)布置圖施工模袋灌漿孔。

其中，在地下暗河處的防滲墻軸線兩側(cè)3m處分別布置一排模袋灌漿孔，每排模袋灌漿孔包括多個(gè)灌漿孔，相鄰灌漿孔之間的孔間距為0.60m，鉆孔孔徑為150mm，鉆孔深度可按照地下暗河底部高程以下1m控制，即，灌漿孔深度至地下暗河底部以下1m。

根據(jù)布置的模袋灌漿孔的信息，采用鉆孔設(shè)備(如m400潛孔鉆機(jī))跟管鉆進(jìn)，鉆孔分兩排兩序施工，排內(nèi)逐序加密，優(yōu)先施工臨河側(cè)排內(nèi)i序孔，再施工ii序孔；然后施工背河側(cè)排內(nèi)i序孔，再施工ii序孔。

詳細(xì)記錄鉆孔施工過(guò)程中出現(xiàn)的塌孔、掉鉆、出水以及鉆進(jìn)速度情況，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)整理繪制出該地區(qū)地層變化的實(shí)際情況及地下暗河形狀與跨度的實(shí)際情況，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)上述確定的地下暗河和溶蝕滲漏通道的形狀與跨度等信息進(jìn)行糾錯(cuò)處理，并以糾錯(cuò)處理后的數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行后續(xù)施工。

s32、位于地下暗河處的防滲墻軸線兩側(cè)的兩排模袋灌漿孔分別施工完成后，通過(guò)多根支撐管，分別將多個(gè)模袋依次下設(shè)在對(duì)應(yīng)的模袋灌漿孔內(nèi)。

其中，在下設(shè)模袋之前，需對(duì)模袋進(jìn)行灌漿施工前的地表試驗(yàn)，以確定模袋和灌漿的參數(shù)。下設(shè)模袋前需要進(jìn)行一系列地表試驗(yàn)，包括：模袋泌水率；泌水后水灰比；模袋的拉伸強(qiáng)度；模袋的延伸率；縫制和綁扎要求；模袋展開(kāi)形態(tài)；注入流量、壓力的控制；模袋安裝及下設(shè)要求；水泥水玻璃雙液漿凝結(jié)時(shí)間；水泥水玻璃雙液漿28天抗壓強(qiáng)度等。通過(guò)各項(xiàng)地表試驗(yàn)，取得模袋灌漿及水泥水玻璃雙液灌漿封堵處理各項(xiàng)施工技術(shù)參數(shù)及施工操作難點(diǎn)及要求，以利于下一步施工的進(jìn)行。

本發(fā)明的模袋采用丙綸細(xì)股紗，其平織密度大、厚度薄、重量輕、強(qiáng)度高。在灌漿壓力作用下，模袋內(nèi)水泥漿中的水分可由模袋內(nèi)析出，而水泥顆粒不會(huì)外漏，這樣可以降低水灰比，提高固結(jié)強(qiáng)度，縮短固結(jié)時(shí)間，泌水率符合要求。

制作時(shí)，模袋呈圓柱形縫制，袋直徑為φ0.8m，上下袖口收緊后直徑為12cm，長(zhǎng)為1m。由于地下暗河高度高，在向模袋內(nèi)灌注水泥漿液時(shí)，模袋受到的側(cè)壓較大，尤其是針縫處，最容易撕裂或張開(kāi)，導(dǎo)致模袋漏漿，因此縫制模袋時(shí)采用折邊雙排縫制，縫制用線采用的規(guī)格為20s/3，其拉力≥3.4kg。

在模袋下設(shè)前，檢查模袋制作是否滿足圓柱形體縫制要求，袋直徑為φ0.8m，上下袖口收緊后直徑12cm，長(zhǎng)1m；需檢查針縫處采用折邊雙排縫制，用細(xì)鉛絲捆綁，鉛絲擰轉(zhuǎn)角度不大于90°且不能折疊模袋，以防灌漿時(shí)不能打開(kāi)或僅部分打開(kāi)模袋，影響灌漿效果。下設(shè)模袋位置嚴(yán)格按照由已探測(cè)的地下暗河實(shí)際形體圖進(jìn)行施工，包括模袋的下設(shè)長(zhǎng)度及深度，模袋的安裝位置上下部分要預(yù)留充分的富裕長(zhǎng)度。

地下暗河空腔高度普遍在5m以上，且處于大流量、高流速的動(dòng)水條件，為防止模袋被水沖走、偏移或者倒塌，因此采用厚壁地質(zhì)鋼管做為支撐管，確保最終形成的阻水墻的墻體穩(wěn)固性和自身結(jié)構(gòu)剛性。

其中，采用φ50mm、壁厚4mm的地質(zhì)鋼管作為支撐、輔助模袋將模袋下設(shè)在模袋灌漿孔內(nèi)。下設(shè)時(shí)，將地質(zhì)鋼管由上至下穿過(guò)模袋內(nèi)腔，根據(jù)地下暗河的深度，在地下暗河的頂部和底部位置將模袋的上開(kāi)口和下開(kāi)口預(yù)先綁扎密封并牢固固定在地質(zhì)鋼管上，以便形成環(huán)繞在支撐管外的漿液容納袋。然后，以地質(zhì)鋼管作為支撐管，將漿液容納袋下放在模袋灌漿孔內(nèi)。地質(zhì)鋼管下設(shè)范圍為地面高程至地下暗河底部以下1m(鉆孔時(shí)已考慮鋼管下設(shè)，鉆孔地下暗河底部以下1m)，以便地質(zhì)鋼管底部穩(wěn)固，且地質(zhì)鋼管的底部焊接封堵，鋼管接口采用焊接方式，接口處用10cm長(zhǎng)的φ8mm鋼筋焊接，以防止折斷。

其中，本發(fā)明的地質(zhì)鋼管(即支撐管)的位于漿液容納袋內(nèi)的部分由上至下間隔設(shè)置多個(gè)用于由地質(zhì)鋼管中心向漿液容納袋內(nèi)灌注水泥灌漿液的灌漿孔，且灌漿孔呈梅花形，以防止灌注水泥漿液時(shí)、水泥漿液堵塞灌漿孔。設(shè)計(jì)時(shí)，地質(zhì)鋼管上的相鄰灌漿孔的間隔為20cm，每個(gè)地質(zhì)鋼管的斷面上設(shè)置3個(gè)灌漿孔，灌漿孔的直徑不小于1cm。

由于地質(zhì)鋼管兼做支撐管和灌漿管，便于模袋下放，并利于地下暗河處模袋的穩(wěn)固。

s33、通過(guò)支撐管，向模袋內(nèi)灌注水泥漿液。

向支撐管的空腔內(nèi)灌注水泥漿液，而為了使模袋在灌注水泥漿液時(shí)能夠瞬時(shí)完全展開(kāi)，初始灌漿壓力控制在小于或等于0.5mpa，優(yōu)選的，初始灌漿壓力控制在0.5mpa。當(dāng)模袋完全展開(kāi)后，向模袋內(nèi)灌液水泥漿液的正常灌注壓力小于或等于0.2mpa，注入流量10l/min-20l/min，每灌注1t水泥漿液后間歇30cm，灌注壓力過(guò)大或者水泥漿液中水不能及時(shí)排除會(huì)引起模袋內(nèi)側(cè)壓偏高產(chǎn)生脹裂或脫線而導(dǎo)致的漏漿質(zhì)量事故，灌注結(jié)束后要求保持0.2mpa壓力屏漿20min。

其中，水泥漿液的水灰比為0.5：1，水泥采用普通的硅酸鹽水泥。

s34、待所有模袋內(nèi)灌注的水泥漿液凝固后，形成分別位于所述防滲墻軸線兩側(cè)的阻水墻。

當(dāng)所有模袋分別下設(shè)在對(duì)應(yīng)的模袋灌漿孔內(nèi)并灌注水泥漿液之后，待水泥漿液凝固，最終在地下暗河處防滲墻軸線兩側(cè)分別形成一道阻水墻，并通過(guò)兩道阻水墻將地下暗河防滲墻軸線兩側(cè)的動(dòng)水阻斷。

s35、在采用向模袋內(nèi)灌漿形成阻水墻后，根據(jù)確定的網(wǎng)狀或?qū)訝畹娜芪g滲漏通道的情況，向溶蝕滲漏通道內(nèi)灌注水泥水玻璃雙漿液，以確保對(duì)兩道阻水墻之間的空腔內(nèi)進(jìn)行澆筑混凝土施工時(shí)，空腔處于相對(duì)靜水狀態(tài)。

根據(jù)上述的鉆孔探測(cè)結(jié)果，在地下暗河頂部以上及底部以下一定范圍內(nèi)為網(wǎng)孔狀或?qū)訝畹娜芪g滲漏通道，其與地下暗河的溶蝕主通道相連通。為防止接觸部位水流沖刷、淘刷以及機(jī)械設(shè)備操作對(duì)地層的擾動(dòng)而造成已形成阻水墻的破壞，造成巖體二次垮塌形成新的滲漏通道等質(zhì)量安全事故，并考慮地下暗河溶蝕主通道上下部位連接區(qū)一定范圍內(nèi)的網(wǎng)孔狀及層狀裂隙滲漏通道，以免防滲墻施工過(guò)程泥漿漏失導(dǎo)致槽孔坍塌及動(dòng)態(tài)流水導(dǎo)致不能成槽的質(zhì)量事故，因此對(duì)該部位進(jìn)行水泥水玻璃雙液漿灌注，將網(wǎng)狀或?qū)訝畹娜芪g滲漏通道堵塞住，確保防滲墻施工范圍內(nèi)處于相對(duì)靜水狀態(tài)，從而徹底解決了防滲墻施工的各項(xiàng)難題。

其中，在地下暗河部位沿防滲墻軸線兩側(cè)3.5m處各布置一排水泥、水玻璃雙液灌漿孔，孔間距為3m，鉆孔孔徑150mm，鉆孔深度為網(wǎng)孔狀或?qū)訝盍严稁У撞扛叱桃韵?m。

其中，本發(fā)明采用的水泥水玻璃雙漿液中的水泥漿液與水玻璃的比例為(0.5:1):0.2，即，水泥漿液的水灰比為0.5:1，水泥漿液與水玻璃的體積比為1：0.2。

雙液灌漿設(shè)備包括兩個(gè)儲(chǔ)漿槽、兩臺(tái)灌漿泵、混合器和灌漿管路等輔助設(shè)施。雙液灌漿除了灌漿泵要滿足灌漿壓力和灌漿流量外，混合器的形式和灌漿過(guò)程中的壓力控制是灌漿的兩個(gè)關(guān)鍵因素，在鉆孔完成后，安裝雙液漿混合器后將雙液塞卡在套管底部；灌注時(shí)先打開(kāi)水泥漿灌漿泵，后打開(kāi)水玻璃灌漿泵；結(jié)束時(shí)先停水玻璃灌漿泵，后停水泥漿灌漿泵；雙液灌漿設(shè)備為兩臺(tái)灌漿泵同時(shí)灌注兩種漿液，通過(guò)混合器在孔口或孔內(nèi)混合。灌漿過(guò)程中需要嚴(yán)格控制兩泵的壓力，以防壓力控制不當(dāng)，造成的漿液混合不完全而影響混合漿液的性能，以及造成堵管事故，因此灌漿過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定的灌漿壓力進(jìn)行控制，當(dāng)灌漿壓力升至1mpa后，結(jié)束灌漿。

s04、通過(guò)模袋灌漿形成的兩道阻水墻將地下暗河的溶蝕主通道堵塞，通過(guò)灌注雙漿液將位于地下暗河頂部及底部一定范圍內(nèi)且與溶蝕主通道相連通的網(wǎng)孔狀或?qū)訝畹娜芪g滲漏通道堵塞，從而將地下暗河處的防滲墻軸線兩側(cè)的動(dòng)水阻斷，在兩道阻水墻之間形成處于相對(duì)靜水狀態(tài)的空腔。

s05、在空腔內(nèi)進(jìn)行防滲墻造孔，以便形成防滲墻

由于兩道阻水墻阻斷了防滲墻軸線兩側(cè)的動(dòng)水，因此在兩道阻水墻之間形成的空腔內(nèi)的水處于相對(duì)靜水狀態(tài)，在該狀態(tài)下，在空腔內(nèi)采用沖擊鉆機(jī)造孔，直至達(dá)到預(yù)設(shè)深度，然后在造的孔槽內(nèi)澆筑混凝土，從而在大流量、高流速的地下暗河處形成無(wú)滲漏的防滲墻。

其中，在空腔內(nèi)進(jìn)行造孔及澆筑混凝土的過(guò)程可采用現(xiàn)有技術(shù)的方法，在此不對(duì)其過(guò)程進(jìn)行描述。

下面，對(duì)采用本發(fā)明方法對(duì)某巖溶地區(qū)的大流量高流速動(dòng)水條件下地下暗河處的防滲墻施工方法進(jìn)行具體描述。

該工程的建設(shè)是為了改善某巖溶地區(qū)的城市水生態(tài)環(huán)境，為該城市發(fā)展提供有力保障，其河道綜合整治工程的重點(diǎn)是在上游電站下放的生態(tài)流量基礎(chǔ)上，通過(guò)經(jīng)濟(jì)合理的工程措施，解決近3km河道因多層鈣芒硝礦長(zhǎng)期受河流沖刷已形成多處溶洞及地下暗河封堵的防滲問(wèn)題。

其中，鈣芒硝礦以及含鈣芒硝粉砂質(zhì)泥巖具有一定的可溶性。溶蝕后呈蜂窩狀，鈣芒硝在地下水的滲流作用下易溶蝕，根據(jù)鈣芒硝含量多少，溶蝕后形狀也各異，鈣芒硝成層發(fā)育段易溶蝕形成條帶狀空腔，鈣芒硝較發(fā)育和不發(fā)育段易溶蝕形成斑點(diǎn)狀或浸染狀，局部呈透鏡狀。

首先，進(jìn)行地下暗河位置的推斷。

在防滲墻施工過(guò)程中，根據(jù)防滲墻14#～16#槽段施工過(guò)程中發(fā)生嚴(yán)重塌孔漏漿、掉鉆以及河道內(nèi)1#、2#滲漏點(diǎn)河水滲漏尾水渠的水面變化情況，并結(jié)合調(diào)查及地質(zhì)勘探，巖層總體產(chǎn)狀n20～30°w/ne∠15～20°，與河谷大角度相交，緩傾下游的情況基本吻合，確定地下暗河的大致位置在防滲墻14#～16#槽段，在該區(qū)內(nèi)無(wú)大的斷層通過(guò)，主要由風(fēng)化粉質(zhì)泥巖層和可溶性該芒硝礦巖層組成，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期水流沖刷引起巖層間鈣芒硝礦溶解以及部分泥巖軟化流失而形成的地下暗河，且在一定范圍內(nèi)伴有網(wǎng)孔狀溶蝕滲漏通道。

接著，確定地下暗河的形狀和范圍。

根據(jù)該部位防滲墻施工出現(xiàn)的頻繁塌孔、大量漏漿以及回填大量混凝土均無(wú)明顯效果的情況，初步確定溶蝕通道的大體位置，通過(guò)模袋灌漿孔施工，根據(jù)鉆進(jìn)情況已探明1#、2#滲漏點(diǎn)溶蝕主通道的范圍在14#～16#槽段樁號(hào)區(qū)域，地層情況如下：

1)、在孔深8m～11.5m區(qū)域，鉆孔時(shí)局部有脫空現(xiàn)象，脫空幅度在0.5m～1m；且有大量地下水在空壓沖擊作用下噴出孔外；

2)、在孔深12.5m～17.5m區(qū)域，鉆孔時(shí)均發(fā)生脫空現(xiàn)象，脫空范圍在3.5m～5m；

3)、在孔深16.5m～17m區(qū)域(地下暗河底部)，存在松散堆積體；

4)、17m～28m均有間歇性脫空現(xiàn)象，脫空范圍為10cm～30cm；且有大量地下水在空壓沖擊作用下噴出孔外；

因此，基本判斷11.5m～18.5m范圍為地下暗河主通道，地下暗河寬13.2m,平均高4m，最高處可達(dá)到5m，在地下暗河頂部以上4m及底部以下11m范圍內(nèi)為網(wǎng)孔狀或?qū)訝畹娜芪g滲漏通道，與地下暗河主通道相連通。地下暗河的形狀與范圍見(jiàn)附圖1。

然后，確定封堵處理方案。

由于該地區(qū)內(nèi)地質(zhì)主要是由風(fēng)化粉質(zhì)泥巖層和可溶性鈣芒硝礦巖層組成，如果通過(guò)灌注水泥或者特殊漿材顯然達(dá)不到預(yù)期堵漏的效果，雖然通過(guò)防滲墻工藝進(jìn)行垂直阻隔封堵在理論上是可行的，但是在大流量高流速動(dòng)水情況下要形成地下連續(xù)墻施工技術(shù)難度高，必須解決造孔成槽、澆筑成墻的問(wèn)題，因此，確定采用本發(fā)明的模袋灌漿及水泥水玻璃雙液漿工藝輔助措施進(jìn)行防滲墻施工的方法，在地下暗河部位沿防滲墻軸線兩側(cè)3m處各設(shè)置一道阻水墻，每道阻水墻由24個(gè)φ0.8m模袋灌漿結(jié)石體組成。當(dāng)所有模袋灌漿孔施工完畢后，最終形成寬約0.8m的阻水墻，將地下暗河防滲墻軸線兩側(cè)動(dòng)水阻斷。然后在兩道阻水墻空腔內(nèi)通過(guò)15#槽孔下設(shè)導(dǎo)管澆筑混凝土，為防止接觸部位水流沖刷、淘刷以及機(jī)械操作對(duì)地層的擾動(dòng)而造成已形成阻水墻的破壞，造成巖體二次垮塌形成新的滲漏通道等質(zhì)量安全事故?？紤]地下暗河主通道上下部位連接區(qū)一定范圍內(nèi)的網(wǎng)孔狀及層狀裂隙滲漏通道，以免防滲墻施工過(guò)程泥漿漏失導(dǎo)致槽孔坍塌及動(dòng)態(tài)流水導(dǎo)致不能成槽的質(zhì)量事故，因此對(duì)該部位進(jìn)行水泥水玻璃雙液漿灌注，確保防滲墻施工范圍內(nèi)處于相對(duì)靜水狀態(tài)，從而徹底解決了防滲墻施工的各項(xiàng)難題。

確定采用本發(fā)明的封堵方案之后，進(jìn)行模袋灌漿及水泥水玻璃雙液漿地表試驗(yàn)。模袋灌漿試驗(yàn)時(shí)，支撐架體采用直徑4cm，壁厚3mm的無(wú)縫鋼管搭設(shè)，扣件連接。模袋灌漿射漿管兼鋼管混凝土構(gòu)件采用直徑5cm，壁厚4mm的地質(zhì)鋼管，模袋采用丙綸細(xì)股紗，模袋灌漿時(shí)采用0.5：1的水泥漿液，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證模袋的縫制綁扎要求、側(cè)壓能力、注入水泥漿液流速的控制、水泥漿液初凝時(shí)間以及根據(jù)灌注時(shí)模袋泌水量計(jì)算模袋內(nèi)水泥充填系數(shù)，灌注結(jié)束后要求保持壓力屏漿20min。

經(jīng)過(guò)反復(fù)多次試驗(yàn)，確定模袋灌漿中的模袋采用丙綸細(xì)股紗，其平織密度大、厚度薄、重量輕、強(qiáng)度高。在灌漿壓力作用下，模袋內(nèi)水泥漿中的水分可由袋內(nèi)析出，而水泥顆粒不會(huì)外漏，這樣可以降低水灰比，提高固結(jié)強(qiáng)度，縮短固結(jié)時(shí)間，通過(guò)泌水性試驗(yàn)研究，泌水率在17％左右，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1模袋實(shí)測(cè)泌水率參數(shù)

上述模袋采用模袋采用丙綸細(xì)股紗縫制成圓柱形，模袋直徑為φ0.8m，上下袖口收緊后直徑12cm，長(zhǎng)1m；由于地下暗河高度高，在灌注時(shí)模袋受到側(cè)壓較大，尤其是針縫處，最容易撕裂或張開(kāi)，導(dǎo)致模袋漏漿，因此縫制采用折邊雙排縫制，縫制用線采用規(guī)格為20s/3，其拉力≥3.4kg；模袋下設(shè)時(shí)采用細(xì)鉛絲捆綁好，鉛絲擰轉(zhuǎn)角度不大于90°且不能折疊模袋，否則不能打開(kāi)或部分打開(kāi)，影響灌漿效果。采用本發(fā)明方法制得的模袋的材質(zhì)實(shí)測(cè)性能指標(biāo)如下表2所示。

表2模袋材質(zhì)實(shí)測(cè)性能指標(biāo)

通過(guò)試驗(yàn)，確定模袋的灌漿壓力及流速的控制。為了使模袋能夠瞬時(shí)完全展開(kāi)，初始灌漿壓力控制在0.5mpa，正常灌注時(shí)，灌漿壓力不大于0.2mpa，注入流量10l/min～20l/min，灌注壓力過(guò)大會(huì)引起模袋內(nèi)側(cè)壓偏高產(chǎn)生脹裂或脫線而導(dǎo)致的漏漿質(zhì)量事故，灌注結(jié)束后要求保持壓力屏漿20min。

進(jìn)行模袋灌漿試驗(yàn)確定關(guān)于模袋的各參數(shù)后，進(jìn)行水泥水玻璃雙液漿試驗(yàn)。試驗(yàn)選取0.5：1和1：1兩種水泥漿液，水玻璃按照體積比10％、15％、20％，確定水泥、水玻璃的體積用量比例，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，了解掌握不同漿液配比的凝結(jié)時(shí)間和抗沖性能以及擴(kuò)散度，需要適合本工程快速硬化、抗水流沖刷以及擴(kuò)散范圍等特點(diǎn)。

其中，在一定水灰比的水泥漿液中加入水玻璃時(shí)，最初水泥水玻璃漿液的凝結(jié)時(shí)間隨著加入水玻璃量的增加而逐漸縮短，但當(dāng)超過(guò)一定的比例以后，漿液的凝結(jié)時(shí)間隨著加入水玻璃量的增加，轉(zhuǎn)變?yōu)橹饾u加長(zhǎng)，具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表3所示。

表3“水泥+水玻璃(體積比)”雙液漿凝結(jié)時(shí)間及抗壓強(qiáng)度(水玻璃濃度35be)

通過(guò)試驗(yàn)，考慮實(shí)際使用時(shí)雙漿液的凝結(jié)時(shí)間、抗沖性能、擴(kuò)散度、需快速硬化、抗水流沖刷以及擴(kuò)散范圍等特點(diǎn)，確定采用水泥水玻璃的比例為(0.5:1):0.2。

確定模袋、灌注水泥漿液及水泥水玻璃雙漿液的相關(guān)參數(shù)后，進(jìn)行封堵灌漿施工。施工時(shí)，在地下暗河部位沿防滲墻軸線兩側(cè)3m處各布置一排模袋灌漿孔，孔間距0.60m，跟管鉆進(jìn)孔徑150mm，鉆孔深度按照地下暗河底部高程下1m控制；另外在地下暗河部位沿防滲墻軸線兩側(cè)3.5m處各布置一排水泥水玻璃雙漿液灌漿孔，孔間距為3m，鉆孔孔徑150mm，鉆孔深度為網(wǎng)孔狀或?qū)訝盍严稁У撞扛叱桃韵?m，模袋灌漿孔及水泥水玻璃雙漿液灌漿孔軸線布置范圍在防滲墻14#～16#槽孔對(duì)應(yīng)樁號(hào)區(qū)域，詳見(jiàn)附圖2。

兩排模袋灌漿孔施工完成之后，在每個(gè)模袋灌漿孔中進(jìn)行模袋下設(shè)及安裝。為便于模袋下放，模袋下設(shè)時(shí)采用地質(zhì)鋼管固定，底部焊接封堵，管接口采用焊接方式，接口處用10cm長(zhǎng)的φ8mm鋼筋焊接，以防止折斷，在模袋安裝部位布置梅花形灌漿小孔，間隔20cm，每個(gè)斷面3個(gè)孔，小孔直徑不小于1cm。

模袋下設(shè)之后，將水泥漿灌注到模袋內(nèi)，待水泥漿液凝固，最終在地下暗河處防滲墻軸線兩側(cè)分別形成一道阻水墻，并通過(guò)兩道阻水墻將地下暗河防滲墻軸線兩側(cè)的動(dòng)水阻斷。

在形成阻水墻之后，向地下暗河頂部以上及底部以下測(cè)定范圍內(nèi)的網(wǎng)孔狀或?qū)訝畹娜芪g滲漏通道內(nèi)灌注水泥水玻璃雙漿液，以便將網(wǎng)狀或?qū)訝畹娜芪g滲漏通道堵塞住，確保防滲墻施工范圍內(nèi)處于相對(duì)靜水狀態(tài)。

最后，在兩道阻水墻之間的空腔內(nèi)進(jìn)行澆筑混凝土施工，形成防滲墻。

采用本發(fā)明的方法，對(duì)該地下暗河處通過(guò)模袋灌漿及水泥水玻璃雙液漿灌注施工，使得地下暗河水過(guò)流量由原來(lái)的25m³/s減少至0.2m³/s，從而形成一個(gè)相對(duì)靜水的狀態(tài)，最后防滲墻施工工藝在模袋灌漿及水泥水玻璃雙液漿工藝的輔助下完成造孔成槽及澆筑成墻施工，地下暗河水被完全堵住。

通過(guò)采用本發(fā)明的模袋灌漿、水泥水玻璃雙液灌漿與防滲墻相結(jié)合的綜合工藝將地下暗河的成功封堵，可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

1、模袋灌漿具有透水不透漿的特性，在大流量高流速的地層中使用是行之有效的。

2、模袋灌漿過(guò)程中對(duì)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)要求嚴(yán)格，需要在施工前進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)以確定其施工技術(shù)參數(shù)，保證在施工過(guò)程中模袋不發(fā)生脹裂漏漿現(xiàn)象。

3、模袋灌漿過(guò)程壓力和流量的控制是封堵是否成功的關(guān)鍵所在，因此，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，嚴(yán)格按照壓力和流量參數(shù)進(jìn)行施工。

4、水泥水玻璃雙液漿適用于動(dòng)水條件下中小型溶洞、溶腔的封堵施工，在大型溶洞、地下暗河封堵中，需要和模袋灌漿技術(shù)綜合使用才能達(dá)到更好的封堵效果。

5、模袋灌漿及水泥水玻璃施工工藝，可有效節(jié)約項(xiàng)目造價(jià)成本，從根本上解決防滲墻造孔成槽及澆筑成墻問(wèn)題，并且使地下暗河周邊地層巖體得到明顯改善。

綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的大流量高流速動(dòng)水條件下地下暗河處的防滲墻施工方法具有如下有益效果：

1、采用本發(fā)明的方法，可以在大流量、高流速動(dòng)水條件下地下暗河處防滲墻兩側(cè)各形成一道阻水墻，使得兩道阻水墻之間形成處于相對(duì)靜水狀態(tài)的空腔，通過(guò)空腔形成防滲墻，從而將地下暗河處封堵的滴水不漏，封堵效果顯著，且造價(jià)低廉，提高施工效率。

2、本發(fā)明的方法，在大跨度、超高空腔內(nèi)動(dòng)水條件下采用模袋灌漿工藝形成阻水墻以便形成相對(duì)靜水狀態(tài)的思想，突破了常規(guī)封堵技術(shù)中采用灌漿材料直接封堵的理念，解決了現(xiàn)有技術(shù)中以耗費(fèi)大量灌漿材料換取封堵效果的問(wèn)題，從而減少巨額的經(jīng)濟(jì)損失，且提高工程施工的安全性。

3、本發(fā)明的方法，在地下暗河封堵中將模袋灌漿工藝、水泥水玻璃雙液漿工藝與防滲墻工藝進(jìn)行綜合運(yùn)用，揚(yáng)長(zhǎng)避短，達(dá)到最佳堵漏效果。

4、本發(fā)明的方法，形成了適用于地下暗河、大型溶蝕通道及大裂隙帶封堵施工技術(shù)的新理念，具有巨大的參考和推廣價(jià)值。

盡管上述對(duì)本發(fā)明做了詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行修改，因此，凡按照本發(fā)明的原理進(jìn)行的各種修改都應(yīng)當(dāng)理解為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。