水庫除險加固工程中帷幕灌漿施工技術

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摘要：本文主要針對水庫除險加固工程中帷幕灌漿的施工技術展開了探討，通過結合具體的工程實例，對水庫除險加固中帷幕灌漿的施工技術作了詳細的闡述和系統的分析，以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。

關鍵詞：水庫；除險加固；帷幕灌漿；施工技術

所謂的帷幕灌漿，是將漿液灌入巖體或土層的裂隙、孔隙，形成連續的阻水帷幕，以減小滲流量和降低滲透壓力的灌漿工程。在水庫除險加固的施工中，帷幕灌漿是常用的技術之一。基于此，本文就水庫除險加固工程中帷幕灌漿的施工技術進行了探討，相信對有關方面的需要能有一定的幫助。

1 除險加固工程概況

某水庫壩址控制集水面積557km2是一座以防洪為主，兼顧供水、發電和灌溉等綜合利用的大型水利樞紐工程。水庫由主壩、副壩、溢洪道及引水隧洞等建筑物組成。水庫壩址以上流域的洪水主要由暴雨形成，洪水出現季節與暴雨發生的季節一致，較大洪水多出現在6月。流域河流屬山區河流特征，河床坡降較陡，暴雨強度大，匯流快。水庫為構造侵蝕面貌，河床基巖裸露。

該水庫所處河流兩岸地理環境特征較為特殊，多為堅硬的石英砂巖，壩基表面多基石砂礫覆蓋，壩基夾層石礫結構松散至中密，厚度在3.40-52.OOra之間，堅硬度強，很大程度上加大了工程施工的難度。由于受地質條件制約，壩基難以造孔，易出現塌孔、泥漿流失等現象，很大程度上加大了鉆鑿基巖的難度。在正式開始施工之前，需要嚴格按照施工圖紙的要求，通過采用孔口封閉法來完成工程相關試驗。根據試驗得出的結果，并充分考慮固結灌漿的具體情況，對原施工設計方案進行適當修改和變更，根據大壩高程的不同可將上、下游各劃分為1、2、3排，將排之間的間距控制在1.7m，孔之間的間距控制在2.0m。

2 水庫除險加固中帷幕灌漿施工技術

一般情況下，使用帷幕灌漿技術前必須詳細勘探整個工程的地質，全面了解施工地的水文地理信息。該水庫除險加固中，主要使用的是自上而下、小口徑鉆人，孔口封閉、孔內來回循環的高壓灌漿施工方案，如圖1所示。

圖1 帷幕灌漿施工簡圖

2.1 合理選擇施工材料

開展灌漿施工時，其灌漿材料必須依據工程的設計及規范要求進行選擇，該工程使用P.042.5硅酸鹽水泥摻n級粉煤灰作為灌漿材料。對特大斷層破碎地帶等位置，需要在水泥漿內加入混合料或外加劑，其材料摻人量根據試驗結果確定，并把試驗結果上報至監理工程師批準方可施工。

2.2 施工流程

此次灌漿工作主要依據是甲方提出的壩基處理灌漿要求、灌漿合同，同時遵循《小型水電站施工技術規范》（SL172—96）規定，壓水試驗按《水電壓水試驗技術規范》（SL55—99）進行。灌漿主要采用巖芯鉆探（采用XY-100型鉆機）進行成孔，成孔后使用頂壓式注塞壓力灌漿法灌漿。灌漿施工一般采用自下而上的方式展開操作。帷幕孔主要由兩排組成，先對下游排孔進行施工，后展開上游施工，每一排帷幕孔主要分為三序施工，依次進行Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔施工。如果設有加密孔，必須最后對加密孔展開施工。同一排帷幕線兩個鄰近的先序孔到基巖以下15m后方可進行后續孔施工。帷幕灌漿使用孔口封閉、孔內循環法，采用鉆桿做射漿管，射漿管按照施工要求伸至灌漿底步，距離孔底距離不能大于50cm。孔口部位采用孔內阻塞循環灌漿，灌漿尾管距離孔底不大于50cm。灌漿操作中對發生串口、冒漿、漏漿等問題，制定合理的處理方案，必須上報監理工程師審批方可施工。

2.3 設置灌漿孔

水庫帷幕灌漿工程施工流程如圖2所示。根據工程設計要求設置合理的灌漿孔，分序列展開操作，每兩個灌漿孔相隔3m。灌漿孔位置與所設計的位置最大偏差不得超過l0cm。如果出現特殊情況必須調整孔位，要上報監理工程師批準后方可施工，并認真記錄具體孔位。開展鉆孔施工操作時，鉆孔要依據循環灌漿分序原則施工，相同次序孔可以在相同時間段展開鉆孔施工。成孔作為帷幕灌漿施工的首道工序，也是尤為重要的環節（成孔質量直接影響整體帷幕灌漿施工的質量及施工效果。因此，想要又好又快地完成施工，設置鉆架和鉆機時，必須先對場地實施整平清理操作，并依據工程情況鋪設相應的地板并搭設鉆孔平臺，安裝的鉆機要保持在穩定、端正的狀態。鉆機安放完成后，必須對鉆機進行試驗，明確鉆機的動力、供電等設備后方可正常施工。每次鉆孔時均要認真檢查所用鉆桿、鉆具及其零部件，禁止運用彎曲變形的鉆桿或鉆具。

圖2 帷幕工程施工流程

2.4 合理控制孔向

每一個灌漿孔實施鉆進操作時必須多次檢測孔斜，實際操作步驟如下：孔深大于30m每隔5m進行一次測斜操作，小于30m每隔10m進行一次測斜。實際施工時必須注意，合理控制上部20m范圍內的孔斜，帷幕灌漿鉆孔孔底偏差允許范圍見下表。如果實施測斜操作發現鉆孔偏斜值大于設定最大允許規范值，及時采取針對性的糾偏措施。如果糾偏效果不佳必須重新開孔，根據壓水試驗、單位耗灰量等一般資料展開分析，其結果如果影響灌漿質量，實施有效的補救措施，必要情況下距原報廢孔位0.2m位置再次開孔。

鉆孔孔底設定的最大允許偏差值表

2.5 設置灌漿段長度

灌漿操作采用分段施工模式，特殊情況下依據監理工程師的指導適量縮短或增加灌漿段長度。灌漿段長誤差不超過30cm，灌漿施工時如果遇到斷層、巖溶等地質，段長不得大于3.0m。鉆孔穿越較為柔軟的破碎巖石發生塌孔或漏水時，先實施一段灌漿施工，待凝固24h后可以再次鉆進。

2.6 鉆孔、沖洗操作

圖3 鉆孔結構簡圖

鉆孔主要分為三序工程，Ⅰ序、Ⅱ序孔均為鋼管樁注漿孔，在開展基坑開挖操作時起到支護作用，Ⅲ序孔設置為旋噴注漿孔，具有固沙封水的效果。沿著井筒中心線方向設置三排帷幕注漿孔，孔距為3m，排距設置為2.8m。共設有42個注漿鉆孔，每個孔的深度約為13.5m，采用和φ108鉆頭進行施工，鉆人所設計的孔深，下部采用φ89x3.5mm鋼管至孔底，孔口焊接使用批φ89法蘭盤。沿井筒中心線在其兩側設計II序孔，在井筒外側設置加密鉆孔，與I序孔間距約為1.5m，共有37個，孔深為18.5m。鉆進操作與I序孔相同，孔口也使用φ89法蘭盤焊接。旋噴鉆孔設置在注