广西桂平金田水库大坝为浆砌石“T”形支敦坝，建于1970年，最大坝高53 m，坝顶长245 m。该坝砌筑时采用低标号的水泥石灰混合砂浆，石块采用当地的红色细砂岩。经过20多年的运行，整个大坝渗漏比较严重，到处可见流白浆现象。为保证大坝的安全，经自治区水电厅同意对大坝进行除险加固灌浆处理。
　　经原玉林地区水电设计院设计，大坝造孔灌浆从坝顶分上、下两排进行。排距1.40 m，孔距3.0 m，上、下游孔呈品字形互相错开。钻孔向上游倾斜，顶角15°(溢洪道段6°)。钻孔灌浆按分序加密的原则进行，先施工完下游排再施工上游排，同一排灌浆孔分2个次序施工。灌浆采用自上而下分段钻孔灌浆法。在本文中，主要就自上而下分段钻孔灌浆的斜孔造孔作一些粗浅的分析。

1　造孔
1.1　准备
1.1.1　钻机及钻具的选择
　　本工程主坝段孔深一般为56.0 m左右，坝肩相对较浅，20 m左右。原设计采用不小于150型的钻机造孔。根据我单位的施工经验以及机械设备的场地条件，我们认为采用100型钻机也可以达到技术要求，并能保证工期的完成。在金田工程我们采用1台XY-1A型，1台XY-1A移机型，1台XJ100-2型钻机，全部钻机为北京探矿机械厂生产。支架用与机座连接的斜铁架，提升滑轮固定。钻具参数选择：①钻头的选择。由于金田水库大坝是砌石坝，石质坚硬，如果采用硬质合金钻头钻不动，而如果采用钢砂(铁砂)钻头，因浆砌石孔隙大，相当于钻进破碎岩层，铁砂易于漏掉而不宜采用，又因是斜孔铁砂不易均匀沉积在孔底。故不得不采用金刚石钻头及与之相匹配的扩孔器。②岩芯管的选择。根据我单位以前施工的北流龙门水库浆砌石大坝，以及其他钻探工程来看，钻进砌石坝相当于钻进破碎岩层，如果采用双管岩芯管，要求卡簧、卡簧座、短接之间的选择要求十分严格，不然短岩芯进入到内管后，易于造成卡管，不能钻进，只好提钻处理，影响回次进尺。而采用单管岩芯管，不易造成卡芯事故，起钻取芯时，只要从钻杆内孔放砂或短铁丝就可以得到较高的取芯率，取芯率完全达到灌浆孔的技术要求。根据设计要求，钻头采用Φ75 mm金刚石钻头，在选择钻具供应商时，根据我们以前使用金刚石钻探的经验，及在金田水库大坝施工开始前多个供应商提供的样品试验比较，从钻进效率和技术成本分析，及与供应商的合作情况，选择如下：钻头采用湖南永州金刚石研究所的Φ75电镀金刚石钻头，扩孔器采用湖南长沙二三三厂的扩孔器，岩芯管采用二三三厂的单管岩芯管，长度最长3.50 m。钻杆长度为2.0 m～4.60 m，直径Φ50 mm。钻具螺牙与钻杆同心，钻杆与岩芯管要求常进行直线检查，不合要求的要经矫正符合要求方可使用。
1.1.2　钻机就位
　　进场开工前，先由甲、乙方技术人员会同设计人员进行孔位放样。根据孔位位置移机到位。要求钻机机架长轴方向平行于孔位轴线方向。用水平尺调整钻机水平。调整立轴，使之垂直于孔轴线，并与地面水平面成75°角，角度测量采用垂锤，依三角形原理测量计算得出。上述做好后，在钻机机座四周用冲击钻打孔，打入钢筋或膨胀螺钉紧固机架，并用木头支撑码实。再次检查钻机水平及立轴角度，机架长轴是否与孔位轴线平行。该项工作甲、乙双方技术人员在场检查、测定。
1.2　造孔
1.2.1　开孔
　　以所定的孔位中心为圆心，用油漆画1个圆，直径约为8 cm。依此圆，有时人工凿孔深2 cm～3 cm，有时采用1人操作钻机，另外1人～2人用工具固定控制开孔钻具的摆动，采用中速档(285 r/min)低压开孔。
1.2.2　钻进
　　(1)　开孔。经第一次取芯后，尽量换成长岩芯管钻进。例如第一次开孔钻具长为60 cm，进尺为70 cm，取芯后，采用长1.2 m左右的钻具，一般进尺可达1.5 m左右，提钻后，应换成大约2.50 m的钻具，并尽快换成3.50 m的岩芯管。根据斜孔造成孔斜的原理，当然采用越长的同径岩芯管越好控制孔斜。但岩芯管太长，与孔壁的摩擦力增加很大，钻机转动及提钻受力很大，减少钻机的使用寿命，一般我们用3.50 m的同径岩芯管已经能很好控制孔斜，达到设计要求，钻机受力也不是太大。另外，开孔钻进尽量使用新的扩孔器，因为旧的扩孔器已经过磨损，如开孔用旧扩孔器，孔径变小，在下续钻进再换用新的扩孔器，因孔径变小，常要经扫孔才能下到孔底。
　　(2)　在正常钻进情况下，使用570 r/min，这既符合金刚石钻头的使用规程，也与实际情况相符。根据屠厚泽等人提供的不同岩层孕镶金刚石钻头转速公式：
　　n=60 V_k/πD
式中：n——钻头的转速，r/min；
　　　D——钻头直径，m；
　　　Vk——推荐的线速度，m/s。

表1　不同岩层金刚石钻头钻进推荐线速度表

V∝Pn。

式中：V——机械钻速；
　　　P——钻压；
　　　n——钻头转速。
　　在实际施工中，根据各孔段的情况，由当班机长作适当调整Pn值。实践证明，控制Pn值就是控制钻进时效，因而控速钻进是合理的。
　　
2　灌浆
　　金田水库大坝灌浆我们采用的是双管栓塞灌浆，一次升压灌注纯水泥浆。在每段灌浆前，都进行简易压水试验。根据简易压水试验值，一般开灌水灰比采用5∶1(极少数采用8∶1)，其它比级分别为3∶1，2∶1，1∶1。根据灌浆实际情况，主坝及排洪道每段耗水泥量约为60 kg/m，右坝肩相对大些，一般耗水泥100 kg/m左右。我们认为该砌石坝没有存在太大的裂隙，故不应采用更大的比级(超过1∶1)，不应该也不必采取越级变浓。右坝肩耗浆相对较大，除了ZK2-3号孔段，在6.4 m～8.0 m发现为一空洞，共耗水泥8 400 kg外，其余都是在基岩接触部位，基岩较破碎、风化严重。但根据相邻孔基岩部份的岩芯来看，未发现水泥，故不应采取更浓(超过1∶1)比级的浓浆。
　　在灌浆过程中，如遇从坝体冒浆、漏浆，主要采取人工封堵，低压、限流、浓浆、间歇灌浆高压复灌等措施进行处理。如在灌注ZK2-29号孔8.0 m～16.0 m段时，从内坡约12.0 m处有两小孔射浆，经将压力降至0.05 MPa，浆液浓度采用1∶1灌注，约20 min后，射浆渐停。然后，将浆液改为2∶1，压力增大到最大压力0.5 MPa仍然去浆，但未发现这两个孔继续冒浆，而后将压力降到0.3 MPa，直到灌浆结束。
　　
3　结论
　　金田水库大坝右坝段经采取上述方法处理后，经检查孔(2孔)压水试验，合乎设计要求，坝后渗水也大大减小，基本没有流白现象，达到了预期效果。

　

参考文献

1.屠厚泽.钻探工程学.北京：中国地质大学出版社，1988.137～150.
2.孙　钊.大坝岩石基础灌浆施工.北京：水利电力出版社，1987.72～78.