帷幕灌漿在水庫除險加固中的應用探討

廉江市水電建筑安裝工程公司 廣東廉江 524400

摘要：本文主要針對帷幕灌漿在水庫除險加固中的應用展開了探討，通過結合具體的工程實例，對帷幕灌漿在水庫除險加固中的應用作了詳細的闡述和系統的分析，以期能為類似的工程需要提供有益的參考和借鑒。

關鍵詞：帷幕灌漿；水庫；除險加固

在水庫的除險加固的施工中，帷幕灌漿以其實用性強的特點扮演著重要的角色，在處理水庫基礎、裂縫、滲漏等方面發揮著積極的作用，不僅防御了洪水災害，更保障了我國國民經濟的順利發展。基于此，本文就帷幕灌漿在水庫除險加固中的應用進行了探討，相信對有關方面的需要能有一定的幫助。

1 工程概況

某水庫建于1960年，正常庫容為393.30萬m3，總庫容為480.00萬m3，屬于小型水庫。水庫經多年運行，在壩基和壩肩等多個部位都有不同程度上的滲漏現象，局部滲漏比較嚴重，對水庫大壩的安全和穩定造成了影響；景觀設計部門研究決定對大壩進行防滲灌漿處理。

2 工程地質條件及除險加固方案

2.1 工程地質條件分析

水庫位于山區，是低山區地貌，山峰較多，海拔基本都在110～230m，水庫庫區匯水面的分水嶺最高峰的海拔為230m。水庫周邊地形環境為山間盆地，周邊山體的坡度為10°～18°之間。水庫壩址處于兩山對峙不對稱“U”型谷位置，壩頂到壩腳為21.11～29.26m。壩區覆蓋層主要以坡積和洪沖的碎石類土為主，壩區的基巖主要為軟質巖。

2.2 除險加固方案分析

（1）水庫庫區的適應性分析。由于本水庫所處地形為三面環山，周邊山林植被發育狀況良好，在地貌條件上屬于小型水庫建設的優良場地。通過對水庫區域資料的調查及實地調研，水庫區內28.2m浸沒線以下部分不存在土洞及溶洞等倒水構造，但是存在較厚的風化層，中風化和強風化巖性比較破碎，具有中等透水性。水庫庫區右岸的山體覆蓋土層相對穩定，不存在泥石流或大型滑坡等不良地質作用。

（2）水庫壩址的穩定性分析。通過對水庫周邊區域的地質調查得知，水庫區內周邊不存在大型構造斷裂帶，近代周邊無斷裂及地震活動。根據庫區構造穩定性評價標準，水庫區域構造的穩定性屬于相對穩定。

（3）溢洪道的邊坡穩定性分析。水庫左岸為溢洪道，左岸地形山坡的坡度為13°～17°，山坡為厚度4.2～5.9m的強風化帶和厚度1.7～4.9m的全風化帶。溢洪道的邊坡容易發生局部失穩及崩塌，對溢洪道的安全穩定造成影響。水庫溢洪道的入口底板為全風化帶，厚度為8.1m。由于容易發生滲漏及容易受到沖刷，因此必須進行加固和防滲處理。

（4）水庫庫區邊坡穩定性分析。水庫庫區的邊岸基本上全部為殘坡積碎石土，庫區邊岸的坡度為12°～18°。通過對歷史資料進行調查，庫區邊坡未發生大型或中型滑坡現象，邊坡較為穩定。

3 帷幕灌漿技術的應用

3.1 準備工作

（1）鉆孔布置。在混凝土防滲墻以下，弱風化巖層的透水率超過5Lu的部分，進行帷幕灌漿處理，沿著防滲墻中心線部分進行布置，孔距設置為2m，底線為到5Lu線以下5m位置；防滲設計的標準為采用帷幕灌漿處理后基巖的透水率不超過5Lu。帷幕灌漿孔按照3個次序進行施工，首先施工一序孔，先設先導孔，目的是優化和調整設計參數，先導孔的間距約為15m，孔深度為超出其他灌漿孔5m以上。一序孔施工完成后，開始二序孔施工，之后完成三序孔施工。在正式開展帷幕灌漿施工前，要開展帷幕灌漿試驗，通過試驗來確定最終施工參數。

（2）帷幕灌漿材料選擇。按照《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》（DL/T5148—2012）和《土壩灌漿技術規范》（DL/T5238—2010），采用帷幕灌漿制成水泥漿。通過開展現場灌漿試驗和室內試驗，將試驗結果報送至監理單位，得到批準后在監理人監督下，加入摻合料、外加劑和化學材料。按照設計要求處理漿液后要過篩進行處理，而后才可進行灌漿施工。

3.2 施工工藝

主要流程為鉆孔—沖洗—壓水試驗—灌漿和封孔等步驟。在施工過程中，必須要嚴格按照施工工藝流程進行施工，確保工程施工質量。在開始灌漿施工前，要對鉆孔孔隙進行沖洗，沖洗到孔內返回為清水為標準，沖洗完成后應進行簡易壓水，同時進行透水率計算。制漿、灌漿施工過程中要嚴格按照配比過磅秤稱料，漿液攪拌時間要超過3min。制漿過程中，要隨時注意漿液的比重，通常由于吃漿量較大，在開始制漿后每隔3～5min要進行流量測試。應安排專人負責灌漿壓力控制，記錄灌漿壓力及流量和漿液配比等重要施工參數。進行封孔施工時，可以采用人工封孔或機械封孔方式，確保灌漿段的漿液要飽滿，覆蓋層要密實。

（1）鉆孔。選擇型號為XY—2B的回轉式地質鉆機，搭配鉆桿型號為φ50，鉆孔的位置和設計的位置偏差要控制在100mm以內。如果出現孔位變更時，必須要征得設計單位的同意，同時要將實際孔位相關信息做好記錄。鉆機鉆孔過程中必須要確保孔向準確，安裝鉆機時必須要平正穩固。在鉆好的孔內要埋設孔口管，選擇孔口管時孔徑為φ127，孔口管的方向和鉆機立軸方向必須要保持與設計的孔向一致。鉆機鉆孔過程中，應采用較長的粗徑鉆具，適當控制鉆機的鉆進壓力，保證鉆孔的孔壁完整平直。鉆孔過程中要對灌漿孔分段進行孔斜測量，一旦發現偏斜超過設計要求時要立即采取補救或糾正措施。鉆機鉆孔過程中，必須要對灌漿孔的巖性、巖層及孔內情況詳細記錄，將具體情況及時上報至監理單位。鉆孔過程中，遇到塌孔、洞穴及裂隙發育漏水嚴重或出現掉塊無法輕易鉆進且無法采用常規水泥漿進行灌漿時，必須要嚴格按照設計要求采用拋填級配料及時進行灌漿處理，處理完成后才可繼續鉆孔。待鉆孔結束時，要對孔口進行堵蓋，做好保護工作，避免雜物進入孔洞中。

（2）沖洗。在對鉆孔進行沖洗時，沖洗的水壓控制為灌漿壓力的80%，當沖洗水壓大于1MPa時，采用水壓為1MPa。沖洗的風壓采用灌漿壓力的50%，當風壓大于0.5MPa時，采用風壓為0.5MPa。沖洗至返回清水后10min結束，控制總沖洗時間不低于30min。如果回水無法達到預期要求，必須要繼續進行沖洗，沖洗后孔內的沉積物厚度不得大于20cm。

（3）制漿。水庫除險加固中，采用水泥品種為42.5的普通硅酸鹽水泥，水泥的細度要通過80μm的方孔進行篩選，其余量不能超過5%。選擇的水泥具有出廠合格證，經過抽樣檢測合格，不得使用受潮結塊水泥或不合格水泥，不合格水泥要及時清理出施工現場，避免混入。制漿過程中的用水直接從水庫中抽取。制漿采用磅秤稱重，稱重的誤差要控制在5%以內，對于水泥類材料，必須要采用重量稱重法。配置各類漿液時必須要攪拌均勻，攪拌完成后要測定漿液的密度。在除險加固施工過程中，要及時對進場的水泥漿液進行計量，嚴格按照設計的配合比進行制漿。一般情況下，利用高速攪拌機進行攪拌，水泥漿液的攪拌時間要控制在30s以上。在使用漿液前，必須要進行篩選，從制漿到漿液使用完成的時間要控制在4h以內。在拌制過程中，要在細水泥漿液及穩定漿液中加入適量的減水劑，并用高速攪拌機進行攪拌，水泥漿液從制備完成到使用完成的時間要控制在2h以內。

（4）灌漿施工。選擇的攪拌機要同高速制漿機以及配置的灌漿泵排漿量相適應，確保能夠保持連續、均勻的拌制漿液。在水庫帷幕灌漿施工過程中，采用了三缸柱塞式灌漿泵，灌漿泵型號為BW—150，灌漿泵必須要具有足夠的排漿量和穩定的工作性能，設備的容許工作壓力必須要大于最大灌漿壓力的1.5倍。灌漿的管路要能夠承受最大灌漿壓力1.5倍以上的壓力，確保漿液的暢通流動。在灌漿孔口和灌漿泵兩端設置壓力表，確保灌漿壓力維持在壓力表最大標值的1/4～3/4。

對水庫進行加固除險施工時，采用了3個次序進行施工。堅持逐漸加密的原則，先對一序孔進行施工，采用少灌多復的施工方法；施工完成后進行二序孔和三序孔施工。灌漿過程中，按照由下至上的順序，分段進行灌漿。灌漿的段長設置為每段5～8m，施工過程中如果遇到特殊情況，要及時適當進行調整。在灌漿過程中，灌漿孔口的壓力要低于0.05MPa。灌漿孔口壓力在開始正式灌漿前的試驗中分析而出，具體標準以壩身不產生大變形、不冒漿、不產生新裂縫及洞身不變形為準。灌漿施工時，要按照由稀到濃的原則進行灌漿，水灰比控制比例為6∶1，逐漸變化為5∶1、3∶1、2∶1，逐漸增加濃度。開始灌漿施工后，要盡量技術升高漿壓力到規定數值，當單位吸漿量較大且壓力上升困難時，要采用限制進漿量的方法進行灌漿。