帷幕灌漿施工工藝及效果分析

張　偉　陳金鵬

摘要：文章以高州水庫除險加固工程主壩帷幕灌漿施工為例，闡述了帷幕灌漿施工工藝，提出了灌漿效果評價的方法。

關鍵詞：帷幕灌漿；施工工藝；壓水試驗，灌漿成效

中圖分類號：TV473 文獻標識碼：A

文章編號：1674-1145（2009）08-0167-02

一、概況

高州水庫位于高州市的東北部，鑒江一級支流大井河及曹江上，山良德、石骨水庫通過龍頭坳連通渠連通而成，集雨面積1022km2。原設計是一座以灌溉、防洪、供水為主，結合發電等綜合利用的大（1）型水利樞紐工程。工程于1958年開工，1960年建成。原設計標準為100年一遇設計，1000年一遇校核，正常蓄水位90.0m，相應庫容10.5億m3。經過四十多年的運行，壩體出現多處滲水，且集中在右壩頭及溢洪道右岸處。主壩地質構造相對簡單，主要地層為燕山期花崗巖、花崗片麻巖和第四系沖積層。燕山期花崗巖一般來說裂隙發育張開而且連通性又較好，透水性較強，故燕山期花崗巖是本次灌漿施工的主體。

二、施工任務

本次施工的主要任務是：在壩頂樁號為0-133.50~0+383.50及0+685.60~0+807.60范圍內的基巖進行帷幕灌漿。

右壩段：0+685.60~0+807.60布單排孔，孔距2.5m，布51個灌漿孔；左壩段：0-133.50至溢洪道左岸布兩排孔，排距1.5m，孔距2.5m，布孔50個；溢洪道：布16個孔，為單排孔，孔距為2.5m；溢洪道右岸至0＋383.5共布168個孔，孔距為2.5m，終孔深度原則上以進入弱風化巖5m，如遇微風化巖即止，本次帷幕灌漿共285孔鉆孔深度為10195.75m。

帷幕灌漿在該部位結束14天后施工質量檢查孔，孔數為灌漿孔總數的10％左右，通過壓水試驗檢查灌漿效果。

三、施工設備及灌漿材料

機械設備選用：Xu－100型鉆機14臺，SNS型與250/50型灌漿泵4臺，6臺功率2.2kw供水泵BW-200，水箱2臺，卷揚機1臺，JW180高速雙層灰漿攪拌機3臺，17m3柴移式空壓機1臺，50KW柴油發電機1臺，JZC－350型砼攪拌機1

臺，100t拔管機一臺等。

灌漿材料：采用425號的普通硅酸鹽水泥。

四、施工工藝說明

（一）鉆孔

施工前依據設計圖紙放樣布孔，鉆機就位后，校準孔位及孔號，孔位偏差應不大于10cm，開鉆前鉆機應墊平并校水平，每排孔分三序施工，采用自上而下灌漿，分序加密的原則。

鉆孔開孔徑為Ф110mm，終孔孔徑Ф75mm.鉆孔必須鉆到設計孔深度；若鉆進遇軟弱夾層或產生塌孔集中漏水，須做好施工記錄。在灌漿前用壓力水進行孔壁沖洗和巖石裂隙沖洗，其標準是孔口回水澄清5min即可，沖洗壓力不大于灌漿壓力的80%，巖石裂隙沖洗后，孔內的沉渣厚度不超過20cm。

（二）壓水試驗

壓水試驗工作包括洗孔、水位測量、儀表安裝和壓力流量觀測等步驟。壓水試驗前應測定地下水位。

壓水試驗壓力為灌漿壓力的80%，壓水試驗采用單點法，壓入流量穩定標準，在穩定的壓力下，每5min測讀一次壓入流量，連續四次讀數中最大值與最小值之差小于最終值10%，或最大值與最小值之差小于1L/min時，本階段試驗即可結束，最終值作為計算值。

（三）灌漿施工

1．灌漿工藝：灌漿采用“自上而下，分段造孔，孔口封閉，循環灌漿”的灌漿工藝。

2．灌漿孔施工程序：開孔鉆進至基巖面（孔徑Ф110mm）→下孔口管（套管Ф110mm）→分段鉆基巖到孔底（Ф75）→校孔深，測水位→洗孔，清孔→灌漿，達到結束標準終止灌漿→封孔。

3．灌漿漿液的濃度應由稀到濃，逐級變換，漿液水灰比采用5：1、3：1、2：1、1：1、0.8:1、0.6:1、0.5:1等七個比級。開始灌漿水灰比5:1。

4．灌漿漿液變換原則：當灌漿壓力保持不變，注入率持續減少時，或當注入率不變而壓力持續升高時，不得改變水灰比，當某一比級漿液的注入量已達到300升以上或灌注時間已達1小時，而灌漿壓力和注入率均無改變和改變不顯著時，應改濃一級，當注入率大于30L/min時，根據具體情況可越級變濃。

5．灌漿結束標準：滿足以下兩個條件可終止灌漿。

（1）在規定的壓力下，當注入率不大于0.4L/min時，繼續灌漿60min。

（2）若注入率不大于1L/min時,延續灌注時間不少于90min.，灌漿全過程中，在設計壓力

下的灌漿時間不少于120min。

6．封孔：灌漿孔封孔均采用壓力灌漿封孔法。

7. 特殊情況處理：

（1）灌漿過程中發現冒漿、漏漿，根據具體情況采用嵌縫，表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等法處理，如發生串漿時，可將串漿孔同時灌漿（一泵灌一孔）或將串漿孔用塞塞住，等待一段時間后繼續灌漿。

（2）灌漿工作必須連續進行，若因故中斷，應及早恢復灌漿，否則立即沖冼鉆孔，而后恢復灌漿，若無法沖洗或沖洗無效，則應進行掃孔，而后恢復灌漿。

（3）孔口有涌水的灌漿孔段，采取濃漿結束、屏漿、純壓式灌漿、速凝漿液、待凝等措施。

（4）灌漿段注入量大，灌漿難于結束時，采用低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿或漿液中摻加速凝劑。

（5）灌漿過程中如回漿變濃，換用相同水灰比的新漿進行灌注，若效果不明顯，延續灌注30min即可停止灌注。

五、灌漿成效分析

1．工程量：完成鉆孔285孔，總進尺10195.75m，水泥用量250t。

2. 成效：帷幕灌漿質量檢查以檢查孔壓水試驗成果為主，在該部位灌漿孔施工灌漿結束14天后進行壓水試驗。壓水試驗采用單點法，帷幕灌漿檢查孔應采取巖石芯,計算獲得率并加以描述。對灌漿孔的封孔質量進行抽樣檢查，壓水試段長度控制不大于10.0m。壓水試驗結果表明：29孔的透水率均小于3Lu，范圍值為0.29～2.70Lu，平均值1.40Lu，說明灌區巖石透水率已滿足防滲標準和設計要求（透水率不大于3Lu）。

六、結語

在施工過程中，嚴格執行帷幕灌漿施工技術規范和“三檢制度”，確保了帷幕灌漿施工的成效。經過兩年多的運行觀察，水庫在高水位無滲漏現象，實踐證明帷幕灌漿是成功、有效的，從而大大提高了水庫運行安全性。

作者簡介：張偉（1980- ），男，供職于廣東省水利水電第三工程局，研究方向：工程施工管理。