帷幕灌漿施工技術在壩基加固中的應用

□蘇社教 □王龍欣 □高建新

（1河南省石漫灘水庫管理局 2河南省陸渾水庫管理局）

0 引言

伊川縣掉劍溝水庫大壩壩頂高程200.00m，在高程189～185m之間為全～強風化片麻巖，風化層厚約2.00m，巖芯呈泥狀和3～5cm破碎塊狀，左壩肩地層巖性為弱風化～微風化花崗片麻巖，應作防滲處理措施。水庫除險加固工程大壩防滲，采取封閉式帷幕灌漿，孔底按相對花崗片麻巖以下3m控制，位置為0+000至0+120段，灌漿孔布置在大壩軸線上下游兩側各49個孔，距壩軸線均為0.75m，孔距2.50m，呈梅花形布置，造孔總進尺2283.40m。

庫區巖性為太古界變質巖系的花崗片麻巖，山體普遍雄厚且分水嶺以外無大的深切溝谷及通往庫外大的斷裂構造破碎帶。大壩壩體除險加固設計，壩基卵石局部沒有清除干凈，滲透系數 6.80×10-4cm/s，＞1.00×10-4cm/s，需進行防滲處理；壩基填土為低液限粘土，填筑不均。室內試驗滲透系數為2.20×10-5～3.50×10-5cm/s，具弱透水性?，F場注水試驗滲透系數，在高程194.00m以上為9.39×10-4～3.03×10-3cm/s,具有中等透水性；在高程194.00m以下滲透系數4.38×10-5～9.33×10-6cm/s，具弱透水性。

1 帷幕灌漿工程試驗

大壩灌漿長度120m,孔數98個，為了進一步驗證設計參數，開工前業主、設計、監理、施工等各方有關人員，根據地形、地質情況，分析確定在上游排具有較好的代表性的五個孔位進行帷幕灌漿生產性試驗，通過灌漿試驗的結果，整理分析透水率、耗灰量、灌漿壓力等試驗資料，為正式施灌提供相關的灌漿技術參數。

2 帷幕灌漿施工方法

2.1 工藝流程

孔位放樣→孔位復核→鉆機就位→鉆機校正→孔段鉆進→孔深測量→鉆孔沖洗→灌漿→第一次灌漿結束→復灌→封孔。

2.2 成孔質量控制

帷幕灌漿孔采用Φ110的回轉鉆機鉆孔，孔身盡量保持垂直，孔斜偏差控制在孔深的1.50%以內；孔壁沖洗采用孔口敞開，孔底導水法沖洗，控制水壓不能過大，以免造成塌孔，孔口回清水10min，沖洗總時間不少于20min，孔內殘存的沉積物厚度≤10cm。

2.3 灌漿技術控制要點

帷幕灌漿按分序的原則進行，選用自下而上灌漿法，阻漿塞封閉在灌漿段段頂以上0.50m處、漿液孔內循環，分段施灌，灌漿過程中嚴格控制時間、深度、段長及壓力，測定漿液密度，保持管路暢通。

2.3.1 水灰比

灌漿水灰比采用 5：1，3：1，2：1，1：1，0.80：1，0.60：1。漿液容重為12.70～15.70kN/m3，粘度達到30s以上。

2.3.2 變漿

灌漿漿液由稀到濃逐漸變換，變漿標準為某一比級漿液注入量達300L以上，或灌漿時間已達1h，而灌漿壓力和注入率均無顯著變化時，變濃一級；當注入率＞30L/min時，可越級變漿。變濃漿液必須經監理認可，對漿液比重定時檢測。

2.3.3 終孔

在規定壓力下，注入率＜0.40L/min，繼續注30min或≤1L/min時，繼續灌注90min，灌漿可以結束。經驗收合格的灌漿孔才能進行封孔。

2.3.4 壓力

隨著灌漿漿液濃度由稀到濃逐級變換，灌漿壓力逐步加大至設計壓力，壓力表規格宜為最大控制壓力的1.50～2.00倍，達到最大控制壓力繼續灌注時間≥30min。

2.4 灌漿材料及制供漿

一是水：灌漿用水應符合拌制水工混凝土用水要求；二是水泥：灌漿用水泥采用新鮮的同一強度等級的水泥。灌漿采用P.O32.5普通硅酸鹽水泥；三是灌漿漿液采用現場臨時簡易制漿站集中拌制（濕法制漿），水泥漿自制漿站至灌入孔內時間≤4h,否則，棄之。

2.5 封孔

灌漿孔灌漿結束，采用壓力注水泥漿封孔。

3 帷幕灌漿質量控制

3.1 原材料及漿液質量控制措施

水泥的標號不低于P.O32.5、細度、有機物含量等指標滿足技術要求和規范要求，不得使用儲存超過3個月的水泥,漿液使用前過篩，從開始制備至用完的時間不超過4h，經常檢測漿液比重和漿液溫度，保證漿液溫度在5～40℃間。

3.2 灌漿的過程控制

一是施灌前，應充分做好灌漿準備工作，配合充分的灌漿設備和材料，保證壓力表、灌漿泵、比重計等灌漿設備完好和準備性，確保灌漿作業連續進行。二是開灌前嚴格按照程序進行鉆孔沖洗，采用阻塞器阻塞時位置要準確，杜絕漏灌現象。三是灌漿過程中，要嚴格按照方案給定的壓力進行灌漿，當壓力或注入量突然改變較大時，應立即查明原因，采取措施處理。四是在灌漿過程中，如吸漿量較大，且長時間內不減少，超過被灌范圍，可取低灌漿壓力、縮短漿液凝固時間、增大漿液粘度摻合凝固劑，或使用間歇灌漿處理，間歇時間根據配方、配比及裂隙大小等情況確定。五是在灌漿中，發現有串漿現象，若串漿量小可不處理；若串漿量較大可采用降低壓力、灌注濃漿的方法處理。禁止采用并聯灌漿處理，并應在灌漿結束后對串漿孔及時進行沖孔或掃孔處理。六是在洗縫、壓水及灌漿過程中，安排專人進行變形觀察，有異常情況應及時通知記錄員，以便采取降壓等措施進行處理，要做好詳細記錄并及時向監理工程師報告。七是灌漿工作應連續進行，如因故中斷應盡早恢復灌漿，恢復灌漿時，使用開灌水灰比的漿液灌注，如注入率與中斷前相近可改用中斷前水灰比的漿液灌注。如恢復灌漿后，注入率較中斷前減少很多，且在短時間內停止吸漿，應報告監理等有關單位，作為事故孔補孔灌漿處理。