帷幕灌漿在水利工程基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用分析

龔仲舉

（長江三峽技術(shù)經(jīng)濟發(fā)展有限公司四川宜賓　644600）

帷幕灌漿在水利工程基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用分析

龔仲舉

（長江三峽技術(shù)經(jīng)濟發(fā)展有限公司四川宜賓644600）

在水利工程當中存在著很多灌漿施工方法，比如回填灌漿、固結(jié)灌漿以及帷幕灌漿等等，而其中帷幕灌漿則更多應(yīng)用于工程項目的基礎(chǔ)處理中。其中施工方法主要是使用漿液灌入土層或者巖體的孔隙、裂隙當中，進而形成阻水幕，以此降低滲流量的灌漿施工方法。本文筆者將結(jié)合自身多年工作經(jīng)驗，對帷幕灌漿在水利工程基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用進行闡述。

帷幕灌漿；水利工程；基礎(chǔ)處理；應(yīng)用

有很多水利工程的基礎(chǔ)往往在軟弱基巖上，為了確保基礎(chǔ)的穩(wěn)定和堅固，避免工程基礎(chǔ)出現(xiàn)滲漏，一定要應(yīng)用有效的防滲措施來處理基巖。而帷幕灌漿施工方法則是在砂礫石或者巖石地基上建造防滲帷幕墻，避免基礎(chǔ)滲漏以及減小滲漏水對基礎(chǔ)的揚壓力，確保基礎(chǔ)滲漏的穩(wěn)定性。一般說來，帷幕灌漿屬于隱蔽性工程，施工過程難以有效控制，若是稍有麻痹大意，便會對工程產(chǎn)生極大的影響。

1　向家壩水電站右岸壩后電站工程的具體概況

右岸壩后電站工程建筑物主要由進水口、引水鋼管、主廠房、副廠房、尾水渠、回車場和進廠公路等組成，主要布置在右岸非溢流壩段下游、消力池右導墻與排沙洞泄槽之間的區(qū)域（壩下樁號0+129.00m～壩下0+220.00m之間）。電站安裝3臺單機容量為450MW機組，從左至右分別為⑨、⑩、11○機組。

為了提高廠房地基的抗?jié)B性能，在排沙槽和右導墻之間布置有2排帷幕灌漿和3排固結(jié)灌漿，固結(jié)灌漿工程量為2060m，帷幕灌漿工程量為55526。帷幕灌漿排距1.2m，孔距2m，灌漿孔底為高程100.0m。

2　帷幕灌漿施工方法在水利工程基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用

2.1抬動觀測裝置安裝

測量放樣→抬動觀測孔鉆孔（如發(fā)生涌水則灌漿處理，灌漿壓力0.05MPa）→鉆孔沖洗及驗深→全孔灌漿后待凝掃孔（灌漿壓力0.05MPa）→下入孔內(nèi)阻塞器及內(nèi)外管→灌注0.5：1水泥漿液后待凝→千分表安裝。

抬動觀測外管采用φ60mm巖芯管，內(nèi)管采用φ25mm壁厚不小于3mm的無縫鋼管，管間均采用接手連接，內(nèi)管錨固段上部第一接頭采用反絲扣連接，抬動觀測平臺高度按1m控制。

2.2抬動觀測方法及管理要求

（1）設(shè)有抬動變形觀測裝置的部位，10m范圍內(nèi)的灌漿孔段，壓水試驗及灌漿過程中，均需連續(xù)進行抬動觀測。

（2）抬動觀測派專人進行觀測并記錄，并加強與壓力操作人員的聯(lián)系，當灌漿壓力上升或流量發(fā)生突變時，加強對抬動變形的監(jiān)測。密切關(guān)注動態(tài)，一旦發(fā)生抬動變形，及時通知各工序操作人員采取處理措施，必要時及時上報。

（3）抬動變形觀測裝置，必須嚴格防止碰撞、震動，保證連續(xù)觀測，確保觀測精度；非觀測期間同樣加強保護，防止損傷、損壞。

2.3抬動控制技術(shù)措施

（1）同時進行灌漿的孔平面間距不得小于8m，后序孔與前序孔間高差嚴格按照規(guī)范要求的15m進行控制，且不得在同一結(jié)構(gòu)面上進行灌漿。

（2）為保證抬動監(jiān)測的及時性和準確性，布置抬動變形自動報警裝置，報警裝置設(shè)置聲、光報警裝置。

（3）對抬動敏感地層采用進一步縮短段長的方法。

2.4鉆孔施工

先導孔開孔孔徑為φ110mm，鑲鑄φ89mm孔口管，用φ76mm鉆頭鉆至設(shè)計孔深；其他帷幕鉆孔孔口管段為φ91mm，以下各段鉆孔為φ56mm。

2.5鉆孔孔斜控制

（1）選派具有相應(yīng)操作經(jīng)驗和責任心強的管理、質(zhì)檢人員和鉆探灌漿工。

（2）施工過程中應(yīng)保證鉆機工況良好，淘汰老舊易壞難修的鉆機和灌漿泵；配備材質(zhì)好、加工精度高的鉆桿和鉆具，保證鉆桿同心度；鉆具使用巖芯管和扶正器。

2.6段長劃分及壓力

基巖（或混凝土）接觸段段長為2.0m（從巖面計算），第2段為1.0m，第3段為2.0m，以下各段均為5m，遇節(jié)理裂隙密集帶、性狀較差的斷層區(qū)應(yīng)縮短段長；通過試驗提出適宜的分段長度。

每段長度允許誤差應(yīng)不超過0.2m，且應(yīng)在下一段消除差數(shù)。終孔段段長不得大于7m。

2.7鉆孔沖洗及壓水試驗

所有鉆孔每段終鉆后，采用鉆桿插入孔底后上提20cm，接系統(tǒng)水經(jīng)鉆桿至孔底對鉆孔進行沖洗，直至回水澄清10min結(jié)束，孔底殘留物不大于20cm結(jié)束。

帷幕灌漿先導孔采用單點法壓水，其他各灌漿孔段壓水試驗可采用簡易壓水，壓力為最大灌漿壓力的80%，并不大于1MPa，壓水時間20min，每5min測讀一次壓入流量，取最后的流量值作為計算流量，其成果應(yīng)以透水率q（Lu）表示。

2.8孔口管埋設(shè)

擴散段下游孔口管埋設(shè)深度為入基巖20m，即第6段（入巖20m）灌漿完成后，先導孔鑲注φ89mm孔口管，一般灌漿孔鑲注φ73mm孔口管，若20m以上在壓水、灌漿過程中抬動頻發(fā)，可將孔口管埋設(shè)深度再加深10m，即入巖30m。

2.9灌漿

（1）水灰比及變漿標準

灌漿使用漿液的濃度，一般應(yīng)遵循由稀到濃的原則，逐級改變，采用普通水泥灌漿時，水灰比5個比級（3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.5：1）；采用細水泥灌漿時，漿液水灰比采用2：1、1：1、0.6：1等3個比級。

（2）灌漿結(jié)束及終孔標準

各灌漿段的結(jié)束條件：在該灌漿段最大設(shè)計壓力下，注入率不大于1L/min，延續(xù)灌注60min，即可結(jié)束該段灌漿。

（3）封孔

封孔采用高抗硫酸鹽普通水泥。帷幕灌漿全孔結(jié)束并經(jīng)監(jiān)理確認合格后，立即用灌漿泵通過鉆桿射漿管向孔底注入水灰比為0.5：1的水泥漿，置換出孔內(nèi)稀漿；待孔口返出水灰比為0.5：1的水泥漿后，逐根提出鉆桿射漿管；當提出的鉆桿長度約為1/2孔深時，再通過鉆桿射漿管向孔內(nèi)補注水灰比為0.5：1的水泥漿至孔口返漿，再次提取鉆桿.待漿液凝固后及時清除孔內(nèi)浮漿和污水，用水泥砂漿回填密實。

2.10制漿

采用高速攪拌機拌制，時間不少于30s。

制漿站制備0.5：1的原漿，中轉(zhuǎn)站送至各灌漿點，各灌漿點根據(jù)需要調(diào)制使用。水泥漿液自制備到用完時間不超過4h，濕磨細水泥漿液應(yīng)小于2h，否則作棄漿處理。漿液溫度不超過40℃，否則作棄漿處理。

3　帷幕灌漿施工要點與質(zhì)量控制

3.1施工重點及難點

（1）工藝要求高。帷幕灌漿孔深最大達181m，孔斜控制精度要求高；壩基地質(zhì)條件復雜，孔段存在涌水量大、涌水壓力高、大注入量等異常情況。

（2）施工環(huán)境差。上副縱向廊道位于斜坡段，需要搭設(shè)施工臺車，岸坡段帷幕需要搭設(shè)施工排架，施工安全風險高；地基含有毒有害氣體，施工期間易對人體產(chǎn)生危害。

（3）帷幕灌漿大部分在廊道內(nèi)施工，各個廊道分屬不同高程彼此又不聯(lián)通。

3.2特殊情況處理

3.2.1灌漿壓力或注入量突變

灌漿過程中，灌漿壓力或注入量突然改變較大時，立即查明原因，采取相應(yīng)措施處理。

3.2.2冒漿、漏漿情況

灌漿過程中，如發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿時，根據(jù)具體情況可采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌注等方法處理。

3.2.3失水回濃處理

當采用3：1普通水泥漿液灌注回漿變濃，回漿比重達1：1時，更換新鮮水泥漿灌注，開灌水灰比為3：1，灌漿壓力在設(shè)計壓力的基礎(chǔ)上增加0.2～0.3MPa，但不超過本孔序終孔段最大灌漿壓力；若繼續(xù)回漿變濃，繼續(xù)置換新漿灌注，總置換次數(shù)為3次，最后一次置換灌漿回濃后繼續(xù)灌注30min后，即可結(jié)束灌漿，但總灌漿時間不少于120min。

3.2.4大注入量孔段的處理

（1）限流、限灌注量：灌漿注入率一般不應(yīng)大于25L/min。當采用0.5：1水灰比灌注500kg/m后，注入率未減少，采用間歇等方法處理后流量和壓力仍無明顯改變的孔段，灌漿量達到單耗1t/m時，可將射漿管往上提10m，再對灌漿段進行純壓式灌漿。

（2）純壓式灌漿結(jié)束，灌漿段待凝后必須進行復灌。

（3）加強對大漏量孔段灌漿過程的控制，對灌漿記錄儀運行情況進行檢查，并對注入量、漿比、壓力等情況進行抽檢和旁站。

3.2.5發(fā)生抬動的處理

在灌漿過程中，當抬動變形達到30μm時，應(yīng)及時進行預(yù)警，達到50μm時，應(yīng)立即暫停灌注，停灌后，若抬動變形能恢復，則在不抬動或抬動值很小的條件下繼續(xù)進行灌注，且維持注入率不大于10L/min。

4　結(jié)語

總而言之，水利工程在應(yīng)用帷幕灌漿施工方法時，一定要從工程實際情況出發(fā)，選用科學合理的灌漿壓力和控制參數(shù)，運用合理的灌漿工藝，只有這樣才可以達到真正的處理目標。帷幕灌漿施工技術(shù)具有良好的適用性，不僅適用于基巖地基，同時又適用于砂礫石地基和砂土地基的處理。

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1673-0038（2015）03-0165-02

2015-1-5

龔仲舉（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事大型水電站監(jiān)理工作。