基于水利建筑施工自身特點的帷幕灌漿技術(shù)研究

□葛舉剛（河南省水利第二工程局）

1 關(guān)于水利建筑施工自身特點方面

與其他工程建設(shè)所不同是，水利工程建設(shè)施工場是在水下，施工后的工程也是在水下存在并被使用，對施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求很高。由于施工后工程在水下，后期的維護可視化極低的情況甚為嚴(yán)重，使用中出現(xiàn)質(zhì)量問題極難發(fā)現(xiàn)，因此施工過程中要對質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，免去后期的投入使用的重大隱患。由于水利工程主要是應(yīng)用在水中，所以水利工程質(zhì)量的高低就體現(xiàn)在防滲水方面，而“帷幕灌漿”這一技術(shù)就是為防止水利工程發(fā)生滲水，而采用的一項非常有效的技術(shù)。

2 “帷幕灌漿”

2.1 “帷幕灌漿”技術(shù)的內(nèi)涵

“帷幕灌漿”技術(shù)興起于20世紀(jì)七八十年代,經(jīng)過不斷創(chuàng)新與發(fā)展已經(jīng)形成了一整套完善、規(guī)范的技術(shù)流程,并應(yīng)用于水利工程之中。通過帷幕灌漿技術(shù)能夠有效的防止水滲透。

帷幕灌漿是通過對地層實施鉆孔處理,從而構(gòu)成一排帷幕形鉆孔，用混凝土對其實施高壓灌注,使混凝土將地層縫隙填充然后凝固,帷幕孔內(nèi)凝固的水泥柱和周圍被混凝土凝固到一起的地層共同構(gòu)成一道密實的帷幕，從而起到防止水滲透的作用。

水利工程建設(shè)過程中，尤其是“土石壩”施工中，要對地基進行處理，以達到地基滲流、透水性都穩(wěn)定、強度、承載力、壓縮變形力等多方面都符合要求。當(dāng)遭遇沙礫石地基時，進行以下幾種處理：①粘性土截水槽；②混凝土防滲墻；③防滲鋪蓋；④帷幕灌漿。當(dāng)沙礫石嚴(yán)重，地基透水層深、透水很快，前3 種防滲措施陷入實施困境，而“帷幕灌漿”法就能充分發(fā)揮其優(yōu)越性，能夠?qū)崿F(xiàn)加固地基和防滲兩不誤。

2.2 有關(guān)“帷幕灌漿”施工的條件及前期準(zhǔn)備

2.2.1 “帷幕灌漿”的施工條件

帷幕墊層水泥達到28d 設(shè)計強度的70%后鉆孔灌漿工作才進行。由于，震動會對此項工作造成嚴(yán)重影響，所以正在進行灌漿施工工作或剛剛完成施工部位的30m 內(nèi)，應(yīng)堅決杜絕爆破。如果無法避免爆破，一定要做到爆破作業(yè)前采取減震甚至防震工作，事先也要征求并取得相關(guān)部門意見，并達成共識。“帷幕灌漿”施工前：一是，選擇合適部位進行灌漿技術(shù)試驗，及時編制方案，報送監(jiān)理人；二是，嚴(yán)格遵照已批準(zhǔn)的實施方案的要求進行施工。整個灌漿施工過程中，隨時有可靠相關(guān)人員觀測并記錄抬動值，確保完全按照設(shè)計規(guī)定進行。除此以外，灌漿所需混凝土要嚴(yán)保符合規(guī)定要求，受潮結(jié)塊的混凝土一定不能用；更不能用超過規(guī)定日期的水泥。灌漿用水嚴(yán)格把關(guān)，確保符合要求，水溫度≤40℃。

2.2.2 有關(guān)帷幕灌漿施工的準(zhǔn)備

漿液供應(yīng)。由于條件復(fù)雜和灌漿施工進度的不同，實現(xiàn)熱水保持溫恒是又一關(guān)鍵問題，那將如何做到呢？這就要靠水力混合，也可以采用自動控制裝置，通常采用先進行分流量加熱，然后冷水混合達到所需溫度，將閥門設(shè)置分流管上，其開啟與否可以調(diào)整冷、熱水混合時間和量。另外，采用自動化程度較高控制系統(tǒng)，嚴(yán)控加熱設(shè)備流量。

2.3 鉆灌技術(shù)施工順序

帷幕灌漿采用三序施工：首先，鉆灌第一序孔，接著，鉆灌第二序孔；然后鉆灌三序孔，先下游后上游、先外后內(nèi)的原則是鉆灌施工必須遵循順序。

2.3.1 鉆孔

“帷幕灌漿”孔所用回轉(zhuǎn)式地質(zhì)鉆機是“XY-2”型號的，并且鉆機在不同地層需采用不同鉆頭。孔位必須符合設(shè)計要求，孔位偏差≤10cm，無論什么原因要改變孔位必須與監(jiān)理工程師達成共識，并及時詳盡記錄施工時孔位。用鉆務(wù)必按灌漿程序分序分段進行，一定用清水鉆進基巖。實施鉆孔開孔后，中間每隔5m，再加上最后一個孔均應(yīng)該測斜，測斜設(shè)備必須采用“KXP-1”型測斜儀。唯獨頂角垂直或小于5 度的“帷幕灌漿”孔，孔底才合格。鉆孔偏斜值異常一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)該及時采取措施進行補救。

2.3.2 灌漿

“帷幕灌漿”時，不同底層采取不同方法。例如：“孔口封閉循環(huán)鉆灌法”適用于覆蓋層段；“孔口封閉內(nèi)循環(huán)自上而下分段灌漿法”則適合用于基巖段，此外射漿管距離孔底≤50cm。在巖層中，同一排上相鄰次序孔，灌漿的鉆孔間隔高差≥15m。覆蓋層段灌漿壓力為“P=0.8D”，巖石基礎(chǔ)灌漿壓力為“P=1.5+0.5D”以上的灌漿參數(shù)，應(yīng)由現(xiàn)場灌漿試驗或監(jiān)理人現(xiàn)場確定。巖基灌漿段段長不應(yīng)>5m，遇特殊情況下，段長不超過3m，要因具體情況而定。灌漿墊層水泥漿和基礎(chǔ)的連接段灌漿長為入巖2m。終孔段最大段長不超過10m。整個“帷幕灌漿”采用水泥灌注，且連接段應(yīng)先進行灌漿。每個“帷幕灌漿”孔全孔灌漿結(jié)束后，應(yīng)由監(jiān)理人及時進行驗收，驗收合格的就可以封孔。按照要求檢查數(shù)量不少于灌漿數(shù)的1/10，需要檢查孔壓時，試驗要在灌漿結(jié)束超過14d 才可以進行。

3 水利建筑“帷幕灌漿”施工中常見問題及預(yù)防

3.1 漏漿、冒漿

“帷幕灌漿”施工如果遇到地質(zhì)問題：地層軟或裂隙等，灌漿孔與通道相通，就會漏漿，漿液流失情況嚴(yán)重時，漿液孔內(nèi)裂縫不能被修復(fù)，會嚴(yán)重影響灌漿的質(zhì)量。由此可見，“帷幕灌漿”施工過程中，做好對大裂縫或溶洞記錄是必不可少的，有利于防患于未然——堵塞漏道。

3.2 灌漿中斷

灌漿的質(zhì)量體現(xiàn)在灌漿過程的連續(xù)性上，施工人員要對灌漿中的任何問題給與高度重視。灌漿的期間，灌漿管有堵塞或破裂現(xiàn)象出現(xiàn)，亦或者因為停水、停電等突發(fā)事件造成灌漿中斷，導(dǎo)致灌漿的質(zhì)量受到前所未有的影響，也會在一定程度上損壞施工設(shè)備。針對這種情況，可以配備相應(yīng)的發(fā)電機，以便起到在停電時候，及時的供電的作用。另外，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)選擇灌漿設(shè)備，保證機器在極限灌漿壓力下，能夠長時間的連續(xù)工作。選擇最優(yōu)質(zhì)的輸漿管材，確保灌漿工作順利進行。平時應(yīng)該加強對于輸電設(shè)備的檢查與維修，以便及時的發(fā)現(xiàn)問題，及時解決，用來保證施工程序的正常進行。灌漿過程中用到的輸漿管，假設(shè)漿液中有固體存等原因引起流動性不好，輸漿管會被堵塞，也會引發(fā)灌漿中斷。鑒于此，灌漿前，務(wù)必確保漿液的流動性。施工后，則更應(yīng)該隨時隨地馬上清洗灌漿管，以確保管內(nèi)沒有任何異物。灌漿工作所需任何設(shè)備仔細排查故障，壓力表正常運轉(zhuǎn)與否，高壓灌漿閥門和隔漿塞靈敏度，施工前都要進行全面排查，注重日常的維護。它可從而盡最大限度的避免灌漿中斷，使故障發(fā)生率盡可能的降低。

3.3 串漿

灌漿施工過程中，發(fā)生漿液從其他鉆孔流到帷幕或地下裂隙中流到帷幕的設(shè)計范圍之外，因此造成漿液流失的情況出現(xiàn)，這種現(xiàn)象被稱為串漿。巖層中存在縫隙較多并相互串連現(xiàn)象是串漿產(chǎn)生的主要原因。串漿導(dǎo)致灌漿孔與相鄰的孔之間相連通，被稱為串漿通路現(xiàn)象。出現(xiàn)判斷不準(zhǔn)確的原因有：灌漿路堵塞或壓力表失靈造成。往往會導(dǎo)致灌漿壓力大到逐步達到甚至超過極限，孔洞之間將無法承受壓力的擠壓導(dǎo)致串漿。灌漿無法繼續(xù)進行是串漿帶來的惡果。既拖延了施工時間，又造成了灌漿材料的大量浪費，更可怕的是無論如何補救都影響工程質(zhì)量。鑒于此，施工時一定要加大孔序間的間距，嚴(yán)保鄰近的鉆孔灌注間隔時間一定要達到甚至超過最低要求再進行。

[1]孫鑫.深孔帷幕灌漿孔斜成因與處理[J].水利科技與經(jīng)濟，2008(1).

[2]丁惠林，賈樹臣，田彥中.漿砌石壩灌漿加固技術(shù)[J].水利科技與經(jīng)濟，2009(1).

[3]李志華，陳得漢，梁元字.向陽山水庫壩基高壓噴射灌漿防滲技術(shù)[J].黑龍江水專學(xué)報,2006，33(2)：157-158.