深厚砂礫石層防滲帷幕灌漿施工技術

陳高林

(新疆兵團水利水電工程集團有限公司，新疆烏魯木齊 830011)

深厚砂礫石層防滲帷幕灌漿施工技術

陳高林

(新疆兵團水利水電工程集團有限公司，新疆烏魯木齊 830011)

在水電工程中經常遇到的一種問題就是砂礫石的防滲處理，因此分析并研究深厚砂礫石防滲帷幕灌漿施工技術具有十分重要的作用。盡管現在我國的工程建設水平變得越來越高，然而深厚砂礫石層帷幕灌漿施工技術仍然存在著較多的問題。本文與工程實例相結合，對造孔、灌漿、質量檢查等帷幕灌漿施工技術的具體應用進行了分析和介紹。

深厚砂礫石層； 帷幕灌漿； 施工技術

在我國砂礫石地層具有十分廣泛的分布，其屬于一種非常常見的水電工程施工復雜地質層。由于具有較差的顆粒膠結性，因此砂礫石地層的滲透性比較強，再加上其分布不均的滲透孔隙等一系列復雜的特征，就會導致出現管涌、透水以及垮塌等很多不利于工程施工的問題。帷幕灌漿技術具有易于控制、對環境影響小、占地面積小、設備簡單、適用面廣、見效快、工期短等很多優點，因此被廣泛的應用到了大壩壩基的防滲處理中，本文對深厚砂礫石層防滲帷幕灌漿施工技術進行了分析和介紹，希望能夠對相關人士具有一定的借鑒作用。

1.深厚砂礫石層防滲帷幕灌漿施工難點分析

現在深厚砂礫石層帷幕灌漿施工技術仍然存在著較多的問題，其主要包括以下幾個方面：

①鉆孔的深度問題，壩基砂礫石層往往具有深厚的特點，而且呈現出松散的結構以及不均勻的粒徑，這樣很容易在鉆孔的時候發生塌孔的現象，而且很難進行鉆進，常常會碰到一些大的塊石、孤石或者漂石，很難對其孔斜進行控制，施工機械除了要使鉆孔的質量得到保證之外，同時還要致力于施工進度的不斷加快，這樣就嚴重的影響到了鉆孔機械的正常施工。

②灌漿方法問題：因為深厚砂礫石層具有較高的復雜性，所以很難采用現有的灌漿方法，很容易發生“抱管”的現象，同時也無法將合適的灌漿參數確定下來[1]。

③灌漿材料及漿液配比的問題：由于深厚砂礫石層具有較大的孔隙率變化、不均勻的粒徑和松散的結構，因此無法確定一種合適的漿液配比和適合的材料，很難使灌漿的質量要求得到充分的滿足。

④質量檢測的問題：為了落實防滲的要求得到滿足，一般都會在深厚砂礫石層中對多排帷幕灌漿孔進行布置，同時會選擇墻內埋管的方式實施灌漿，一般其上部都屬于空鉆段，因此采用現有的灌漿檢查方法無法得出正確的檢查結果。

2.深厚砂礫石層防滲帷幕灌漿鉆孔工藝

一般來說，砂礫石層往往具有很松散的特點，因此在具體的鉆孔過程中孔壁很容易出現易坍塌、不穩定的現象，這時候就要選擇護壁鉆進的方法。比如在對某工程進行施工的時候一開始打算采用傳統的套管護壁和泥漿固壁的鉆進方式，然而其卻并不符合安全、快速的深孔鉆灌的要求。隨后以復雜壩基的實際地質情況為根據，在不斷的試驗研究的情況下，最終將一種新的綜合鉆孔工藝探索了出來：首先選擇跟管鉆機鉆進到35m的孔深，下面的地層選擇巖芯鉆機配金剛石鉆頭以泥漿護壁的方式進行鉆進，將巖芯管作為空鉆段鉆孔的護壁套管，在對嚴重失漿地層進行穿越的時候，要與堵漏式灌漿和掏芯鉆進法相結合，實施變徑最鉆進。采用這種方式能夠使鉆孔速度和成孔率得以顯著提升，并且將各種設備的優勢充分的發揮出來[2]。

3.深厚砂礫石層防滲帷幕灌漿工藝

3.1 自上而下分段、循環灌漿的方法

傳統的砂礫石層往往都是采用套管法、預埋花管法、循環鉆進法以及循環轉換法等方法進行帷幕灌漿，然而在深厚砂礫石層上述的這些方法存在著較多的問題，尤其是一些深厚砂礫石層往往具有較為復雜的特點，采用這些方法不是無法實施，就是具有過高的成本。在某工程防滲帷幕灌漿實驗中對孔口封閉、孔內循環灌漿法、循環鉆灌法、袖閥管灌漿法幾種施工方法進行了選比，以試驗地層的地質條件為根據，設計了自上而下分段、循環灌漿的這樣一種施工方法。現在這種方法除了能夠使灌漿的質量問題和成孔問題得到有效的解決之外，同時還使經常出現在灌漿過程中的“抱管”現象得到了有效的控制。

3.2 控制性灌漿的方法

作為一種新興的關鍵工藝，控制性灌漿法主要是立足于灌漿的可控性，同時還與固體和流體的受力特征結合了起來。由于將化學外加劑加入到水泥漿液中之后可以迅速地使水泥漿液失去流動性，從而形成凝固體，控制性灌漿法就是對這種特性進行了充分的利用，使不易升高灌漿壓力、冒漿、串漿的常規灌漿中存在的問題得到了很好的解決[3]。

控制性帷幕灌漿主要是從孔內將化學漿液和水泥漿液灌入到加固處理的基礎中，這樣兩種漿液就會快速地出現速凝化學作用，最終能夠實現防滲的目的。其與常規的水工建筑物水泥灌漿具有相同的原理，漿液配合比以及施工工藝是最為主要的差別。這種方法的主要優點就是在條件相同的情況下比高壓噴射灌漿更加容易進行操作，而且也更容易確保圍堰的防滲質量，除了能夠使施工進度變得更快之外，還可以將大量的工程施工成本節約下來。

3.3 膏狀漿液灌漿法

將少量的外加劑和大量的粉煤灰、膨潤土、粘土等摻合料加入到水泥漿中從而形成的一種低水灰比的膏狀漿液就是所謂的水泥膏漿，其主要的特征就是漿液本身重力的影響能夠在其初始剪切屈服強度值的作用下被克服，具有自堆積性能和抗水流沖釋性能，其在中等開度滲漏通道中的大流量、一定流速的河床砂卵石層、人工土石圍堰等堆石體滲漏地層中具有很好的適用性。采用水泥膏漿進行灌漿可以將明顯的擴散前沿形成，同時膏漿也會完全填滿其后面的孔隙。膏漿在水泥凝固之后就能夠將密實和堅硬的水泥結石形成。現在在很多水電站的圍堰防滲灌漿工程廣泛地應用到了膏狀漿液灌漿法，而且應用效果非常顯著。

4.結語

深厚砂礫石層帷幕灌漿施工技術雖然在目前取得了一定的成果，然而在現行規范中其很多技術問題仍然不具備相應的標準，因此必須要解決這些問題。筆者認為，必須要對砂礫石地基防滲帷幕設計理論進行進一步的研究，對防滲帷幕施工的新技術、新工藝、新材料、新設備等進行積極的研究，同時還要不斷地優化監測和檢測手段，只有這樣才能夠使深厚砂礫石層帷幕灌漿施工技術取得更好的施工效果。

[1]劉建洪. 沾益縣漁洞水庫大壩滲漏及帷幕灌漿防滲處理[J]. 中國西部科技. 2015(05)

[2]郭偉. 丹江口大壩高水頭帷幕補強灌漿現場試驗成果分析[J]. 中國水運(下半月). 2014(10)

[3]楊自飛. 水利工程施工中帷幕灌漿施工技術的應用要點[J]. 科技傳播. 2014(16)

TU75

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1007-6344（2015）09-0282-01

陳高林 男 漢族 湖南湘潭人 1974年生 工程師 主要從事水利水電工作