帷幕灌漿施工工藝與質量控制分析

肖東旭

(貴州中金水利水電工程建設有限公司，貴陽550025)

1 工程概況

金沙縣勝天水庫工程在金沙縣城南2.5 km位置，是一項綜合性水庫工程，負責農田灌溉、防洪和灌溉區內的人畜飲水以及生態環境用水。水庫壩址以上集水面積58.3 km3，壩高最大59.8m，總庫容1 250 萬m3，水庫正常蓄水位966.0 m，相應庫容1 050 萬m3，防洪限制水位955.0 m，預留防洪庫容444 萬m3，死水位933.0 m，死庫容70 萬m3。勝天水庫樞紐工程由擋水建筑物、溢洪道、放水、取水建筑物等主要建筑物組成。大壩為混凝土面板堆石壩，大壩壩頂長184 m，最大壩高60.36 m，壩頂寬5.56 m。

1.1 水文氣象、洪水情況

金沙縣呼吁亞熱帶濕潤季風雨熱同期氣候，氣候四季分明，雨量充沛，晝夜溫差大，日照較小，年平均氣溫15 ℃，多年平均降水量1 034.2 mm，降水量最多的5—9月降水量占到了全年的70%，年平均風速為1.4 m/s。

金沙河屬于山區雨源性河流，洪水的主要來源是流域內的暴雨。洪水和暴雨性質基本一致，和下墊面條件有著一定的關系，并且集水面積較小，漲洪一般經時4 ～5 h，在巖深地貌影響下，退水需要經歷1.5 ～2 d才能夠完成，洪水一般為單峰型，表1 是勝天水庫設計洪水成果。

表1 勝天水庫設計洪水成果

1.2 工程地質條件

壩址出露底層巖性自下而上依次為泥頁巖、泥云巖、泥灰巖、灰巖互層狀地層、少量泥頁白云巖和鈣質礬巖。壩區地處鴨溪向斜南翼，未見大斷層構造發育。壩區巖體在構造應力影響下，巖層小褶皺發育，未見緩慢傾角節理裂隙發育。

老虎嘴河段是對稱的V 型河谷，主要是泥云巖夾泥頁巖和灰巖，河床砂卵石覆蓋層厚度在3 ～5 m，兩岸坡積黏土碎石層厚0 ～1 m，大部分基巖裸露，自然坡體穩定，巖層之間存在擠壓和錯動現象，層間有1 ～5 cm的軟弱層，巖層產狀變化很大，節理裂隙延伸長度和切割深度＞5 m以上，連通性較好［1］。

升子巖段河谷同樣是V 型河谷，巖性主要為中厚層狀硬質灰巖夾少量泥質白云巖和鈣質巖，河床砂卵石覆蓋層厚度在3 ～5 m，大部分基巖裸露，自然坡體穩定，兩壩肩巖體水平強風化深4 ～6 m，兩岸以及河床均未見端層構造，褶皺不發育，層間未見錯動，兩岸和河流構造節理裂隙切割、延伸5 m左右。

2 灌漿施工工藝

項目基礎灌漿包括固結灌漿1 305 m和帷幕灌漿27 276 m，施工前經由監理單位審批批準。

2.1 固結灌漿工藝

固結灌漿工藝淤積圖見圖1。

圖1 固結灌漿工藝流程圖

固結灌漿鉆孔使用200 型地質鉆孔機，選擇60 mm孔徑，孔深入基巖5 m，如果鉆孔過程中出現涌水，需要測量涌水壓力，便于確定灌漿要增加的壓力，而增加的壓力需要經過監理工程師批準之后才能夠使用。要求孔位偏差≤10 cm，不符合規定需要上報監理工程師。在灌漿孔段，灌漿之前需要先清洗孔，使用灌漿壓力的80%作為沖洗壓力，孔口返清水持續10 min后停止。如果孔位于破碎帶，斷層含泥，需要使用脈沖法或者風水聯合法進行沖洗。

2.2 帷幕灌漿工藝

帷幕灌漿工藝流程與固結灌漿相同，在此不再敘述。

帷幕灌漿總共有肖廠溝露天無蓋重灌漿、左右岸平洞內灌漿、趾板灌漿3個施工區域，并且施工工序基本一致，但是趾板區內帷幕灌漿需要在混凝土強度達到設計強度的70%以上時進行。帷幕灌漿單排孔孔距2 m，全部鉛直孔，開孔孔徑91 mm，終孔孔徑75 mm，使用200 型地質鉆機造孔，首先在Ⅰ序孔中選擇一部分孔作為先導孔，按照設計和規范要求進行，參考標準為連續3 段壓水實驗透水率≤5 Lu。帷幕下線以先導孔成果為參考。肖廠溝段深入地下水位10 m，實際情況和設計圖紙相符。

帷幕灌漿使用自上而下的分段灌漿法，先導孔自上而下分段進行壓水試驗，不同次序灌漿孔灌漿段灌漿前同樣要進行壓水實驗，獲取巖層基本透水率。選擇逐序加密的施工次序進行施工，保證帷幕連續，逐序提高灌漿壓力，便于漿液擴散，并提高漿液結石的密實性，減少鄰孔串漿。

3 質量控制

3.1 鉆孔質量控制

鉆孔質量是帷幕灌漿施工質量控制的基礎和前提。本工程使用地質鉆機造孔，進行鉆孔作業時要對鉆機進行有效固定，保證鉆機平穩，鉆孔施工過程中要監測孔斜，使用KXP －1 測斜儀測量，經由監理工程師檢查合格之后才能進行下一步施工。

3.2 串漿處理

灌漿作業出現串漿情況，需要視串漿的具體情況選擇不同的措施，如果串漿量比較小，不影響鉆進，可以繼續進行鉆進，但是串漿量比較大時需要停止鉆進，采取措施進行處理。

如果灌漿作業出現串漿事故和待灌漿孔發生串漿，條件允許時可以進行同時灌漿，不能同時灌漿就需要封閉待灌漿孔，灌漿孔灌漿結束之后進行灌注。

3.3 帷幕灌漿

采用循環灌漿方式進行，趾板混凝土和基礎接觸段≤2 m，一般地質條件下段長在5 ～6 m內均可，巖石破碎、裂隙發育、滲漏情況嚴重的地區可以在3～4 m。壓力控制本工程選用了一次升壓法和分級升壓兩種方法。一次升壓法在灌漿開始時在短時間內提升壓力到規定值，不限制單位吸漿量，這種方法適用于本身透水率不大并且裂隙不發育又比較堅硬的情況。而分級升壓法把壓力分成幾個階段，逐漸升高到規定的壓力值，在灌漿初始，吸漿量比較大時使用較低的壓力灌注，漿液量減小到一定的限度后逐級升高壓力，這種方法在吸漿量比較大時候使用。灌漿應該從稀漿開始，逐漸變濃，漿液變化需要使用限量法和限率法或者雙限法，并按照規范進行。

3.4 涌水處理

帷幕灌漿在大壩基礎趾板水平段有涌水，涌水量及涌水壓力大小不等，灌漿前量測涌水壓力及流量，從而采用添加速凝劑、提高灌漿壓力及閉漿的方法進行，直至孔口無涌水才停止灌漿施工，經質量檢查及水庫蓄水觀察，灌漿效果良好。

4 結 語

帷幕灌漿技術在水庫除險加固施工等工程中的應用非常廣泛，有著良好的防滲效果，為了保證質量，在帷幕灌漿施工中，需要從每一道工序入手進行灌漿質量控制，把質量控制目標分解落實到每道工序的施工管理工作中，保證工程質量，提高水庫工程的綜合效益。

［1］吳文保. 磨盤山水庫主壩基礎帷幕灌漿施工方法［J］. 黑龍江水利科技，2012，37(01):79 －80.