關(guān)于水利工程中帷幕灌漿施工技術(shù)的有效運(yùn)用分析

姚利剛

(鳳城市水利水產(chǎn)局，遼寧 鳳城 118100)

關(guān)于水利工程中帷幕灌漿施工技術(shù)的有效運(yùn)用分析

姚利剛

(鳳城市水利水產(chǎn)局，遼寧 鳳城 118100)

水利工程是控制和調(diào)配自然界水資源的重要手段，近年來為了充分利用水資源，所建設(shè)的水利工程項(xiàng)目越來越多。而帷幕灌漿施工技術(shù)作為水利工程施工當(dāng)中的主要技術(shù)之一，也被廣泛應(yīng)用。文章介紹了帷幕灌漿施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，分析了帷幕灌漿施工技術(shù)在水利工程中的施工方法以及施工注意事項(xiàng)，對(duì)水利工程施工有所幫助。

水利工程；帷幕灌漿施工技術(shù)；應(yīng)用方法；注意事項(xiàng)

帷幕灌漿施工技術(shù)主要是用于水利工程基礎(chǔ)部分的防滲漏處理，防止水分滲漏進(jìn)水利設(shè)施內(nèi)部，對(duì)水利設(shè)施造成破壞。帷幕灌漿施工技術(shù)運(yùn)用于水利工程施工當(dāng)中時(shí)，成本比較低，穩(wěn)定性好，解決了許多水利工程的基礎(chǔ)部分滲漏問題。

1 帷幕灌漿施工技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)

1.1 技術(shù)成熟，實(shí)用性強(qiáng)

水利工程建設(shè)屬于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，所以作為水利工程施工常用手段之一的帷幕灌漿施工技術(shù)有很多運(yùn)用的機(jī)會(huì)，這門施工技術(shù)在多次實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中積累施工經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)慢慢成熟，所以實(shí)用性越來越強(qiáng)。水利工程主要作用于居民生活用水的調(diào)配、種植業(yè)的灌溉、防洪排澇、水路運(yùn)輸?shù)龋采w面十分廣，如果要滿足這些領(lǐng)域?qū)λこ痰囊螅瑒t需要考慮到許多因素，期間也會(huì)遇到許多的問題。而帷幕灌漿技術(shù)的出現(xiàn)正好可以解決其中一部分問題，所以人們開始將帷幕灌漿技術(shù)運(yùn)用到水利工程施工當(dāng)中來。

帷幕灌漿施工的原理是在水利工程的基礎(chǔ)部分開始帷幕式的鉆孔，鉆孔完成以后，對(duì)孔洞中灌注一定量的水泥，水泥凝固以后在水利工程基巖的表層形成一層保護(hù)層，由于水泥凝固后的滲水性比較差，所以可以有效將水分阻擋在外，防止水分通過基巖滲入水利工程內(nèi)部，對(duì)水利設(shè)施造成破壞。

帷幕灌漿施工技術(shù)操作較為簡(jiǎn)單，而且技術(shù)成熟，實(shí)用性強(qiáng)，適用的范圍也比較廣，所以在水利工程施工中有著不可或缺的地位。通常帷幕灌漿技術(shù)的分類有2種劃分方法：①根據(jù)鉆孔孔洞底部位置來劃分，可以分為孔底接觸到不透水巖石層的封閉式帷幕灌漿和孔底未接觸到不透水巖石層的懸掛式帷幕灌漿；②根據(jù)鉆孔孔洞的排數(shù)來劃分，可以分為兩排灌漿孔的帷幕灌漿技術(shù)與多排灌漿孔的帷幕灌漿技術(shù)。從帷幕灌漿技術(shù)的分類就可以看出，帷幕灌漿技術(shù)的分類是根據(jù)不同的施工情況來的，這也從側(cè)面說明了帷幕灌漿施工技術(shù)實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。

1.2 安全可靠，有科學(xué)依據(jù)

帷幕灌漿施工技術(shù)在實(shí)施之前都是經(jīng)過詳細(xì)的方案設(shè)計(jì)與科學(xué)、準(zhǔn)確測(cè)量的，所以具有十分可靠的科學(xué)依據(jù)，保證帷幕灌漿施工技術(shù)的順利實(shí)施。

按照正常的流程，在帷幕灌漿施工技術(shù)運(yùn)用之前，需要專業(yè)技術(shù)人員前往施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察，重點(diǎn)考察施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件、水文條件、天氣情況等，同時(shí)，帷幕灌漿施工技術(shù)對(duì)于灌漿壓力的控制也是十分嚴(yán)格的，對(duì)于不同性質(zhì)的水利工程建設(shè)就需要將灌漿的壓力控制在不同的范圍，任何一種水利工程建設(shè)所對(duì)應(yīng)的灌漿壓力都有一個(gè)最高上限，這個(gè)上限的數(shù)值取決于灌漿的巖層和其上方建筑物的承受力。施工人員在實(shí)施帷幕灌漿時(shí)，會(huì)將灌漿的壓力嚴(yán)格控制在灌漿壓力的最高上限之下，這是帷幕灌漿施工技術(shù)運(yùn)用最基本的條件[1]。

另外，專業(yè)技術(shù)人員會(huì)在實(shí)地考察之后，根據(jù)考察所得到的水文、地質(zhì)等數(shù)據(jù)計(jì)算出灌漿最佳的原料配比和漿料濃度，在不同的水文、地質(zhì)條件下使用不同配比的漿料，使其滿足水利工程施工的要求，同時(shí)，在設(shè)計(jì)漿料濃度時(shí)還需要考慮到水流流速的影響。總的來說，就是根據(jù)不同的施工環(huán)境，制定針對(duì)性的施工方案，嚴(yán)格保證水利工程施工的質(zhì)量。

最后，對(duì)于實(shí)地考察專業(yè)技術(shù)人員的選擇也是十分重要的。這些專業(yè)技術(shù)人員首先需要具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)和豐富的考察經(jīng)驗(yàn)，才能采集到準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)，并能應(yīng)對(duì)一些突發(fā)性問題；其次，實(shí)地考察人員需要有極強(qiáng)的責(zé)任心，實(shí)事求是，對(duì)于考察工作高度負(fù)責(zé)，絕不弄虛作假，只有這樣才能保證所獲得數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，為水利工程施工提供安全保障。

1.3 施工成本低，經(jīng)濟(jì)效益高

帷幕灌漿施工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的操作比較簡(jiǎn)單，雖然有各種各樣的技術(shù)要求，但是單從操作復(fù)雜性來說并不算多復(fù)雜。簡(jiǎn)單來說就是在水利工程的基巖上鉆孔，然后往孔洞中灌注配制好的水泥，水泥凝固以后形成一層防護(hù)層，用來阻擋水分的滲入，防止水利工程內(nèi)部受到損壞。帷幕灌漿施工技術(shù)的施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，就可以減少設(shè)備的投入，也就減少了管理設(shè)備的人員投入，在一定程度上降低了施工成本，提高了施工的經(jīng)濟(jì)效益。

此外，帷幕灌漿施工技術(shù)所用到的原材料的價(jià)格都比較實(shí)惠，比如水泥、水、添加劑、煤灰等，這些都是十分廉價(jià)的物品，而水利工程一般都是大型工程，所以水利工程施工時(shí)通常需要大量的原材料，如果能在原材料的價(jià)格上適當(dāng)降低，就能為水利工程施工節(jié)省下一大筆施工成本費(fèi)用，為水利工程建設(shè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益。如果每個(gè)可以使用帷幕灌漿施工技術(shù)的水利工程都使用這種施工技術(shù)，那么可以為國(guó)家節(jié)省一大部分用于水利工程建設(shè)的開支，對(duì)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有一定的推動(dòng)作用[2]。

2 帷幕灌漿施工技術(shù)的具體運(yùn)用

2.1 灌漿前的鉆孔

鉆孔，是帷幕灌漿施工技術(shù)的第一步，鉆孔的質(zhì)量將直接影響到后續(xù)工作的施工效率和整個(gè)水利工程的質(zhì)量。所以在開始鉆孔之前需要對(duì)鉆孔位置進(jìn)行精確定位。可以使用設(shè)置軸線的方法對(duì)鉆孔位置進(jìn)行定位[3]。定位完成以后，使用專門的鉆孔設(shè)備進(jìn)行鉆孔，同時(shí)加入專業(yè)的羅盤儀作為輔助儀器，幫助鉆孔設(shè)備校正位置，并對(duì)鉆孔設(shè)備進(jìn)行固定，防止鉆孔時(shí)震動(dòng)過大使得鉆頭的鉆孔方向過度偏移。雖然羅盤儀具有一定的固定效果，但是也不能保證鉆孔設(shè)備的絕對(duì)穩(wěn)定，總是會(huì)產(chǎn)生微小的誤差，這種誤差是不可避免的，只能通過固定裝置盡量減小，將其控制在允許的誤差范圍內(nèi)。

灌漿孔打好以后，需要對(duì)孔洞進(jìn)行清理，一般用有一定壓力的水流對(duì)孔洞進(jìn)行反復(fù)沖洗，直到流出來的水重新清澈為止。沖水的主要作用就是清理孔洞內(nèi)殘留的淤泥，防止在灌注水泥時(shí)堵塞孔洞，影響水泥的注入。同時(shí)要注意沖水時(shí)的壓力要適當(dāng)，不能過大也不能過小，壓力過大，水流會(huì)破壞孔壁；壓力過小，會(huì)使得清理工作不徹底，有雜物的殘留。所以在灌漿之前需要進(jìn)行壓水實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)孔洞內(nèi)部是否滿足水泥灌注的要求。

圖1 帷幕灌漿施工技術(shù)示意圖

2.2 灌漿方式

當(dāng)孔洞清理完畢，壓水實(shí)驗(yàn)合格以后，即可開始灌漿。灌漿是帷幕灌漿施工技術(shù)的核心部分，所以對(duì)于漿料的配比和灌漿壓力的選擇十分重要，不同的漿料適用于不同情況。一般，漿料是由水泥、煤灰、水、添加劑等4個(gè)關(guān)鍵部分組成，在確認(rèn)了水泥、煤灰和添加劑的配比之后，再通過水來調(diào)節(jié)漿料濃度。漿料中水分和煤灰的比例一般有5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1和0.6∶1這6種比例，每一種比例都代表著一種漿料的濃度。在根據(jù)實(shí)際情況和現(xiàn)場(chǎng)需要選擇好適當(dāng)?shù)臐{料濃度以后，就可以開始注漿。注漿時(shí)需要注意漿料的濃度并不是一成不變的，在不同的深度需要使用不同濃度的漿料來灌注，所以灌注前需要做好準(zhǔn)備工作。漿料灌注時(shí)，一般是遵循先稀后濃的原則，在漿料濃度發(fā)生變化以后，灌漿的壓力也要隨之變化，保證灌漿的順利進(jìn)行[4]。

在進(jìn)行漿料濃度調(diào)節(jié)以及灌漿壓力發(fā)生變化時(shí)，很容易因控制不當(dāng)而出現(xiàn)漏漿、串漿的問題，當(dāng)問題發(fā)生時(shí)，必須要迅速采取應(yīng)對(duì)措施解決問題。發(fā)生串漿時(shí)，第一時(shí)間停止灌漿操作，然后在串口位置灌注漿料，使?jié){料凝固堵塞串口；發(fā)生漏漿時(shí)，可以適當(dāng)改變灌漿的壓力，使得漿料能把漏漿處封堵住。

灌漿結(jié)束以后，需要先對(duì)灌漿的質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢查無(wú)誤以后對(duì)鉆孔進(jìn)行封堵，封堵務(wù)必要嚴(yán)實(shí)[5]。

2.3 灌漿效果的檢驗(yàn)

在灌漿結(jié)束以后，需要布孔對(duì)灌漿的效果進(jìn)行檢驗(yàn)，一般是按照灌漿孔數(shù)量的十分之一進(jìn)行布孔檢查，灌漿效果檢驗(yàn)有以下3點(diǎn)要求：

1)灌漿結(jié)束的14d以后。

2)每個(gè)檢查孔都需要進(jìn)行壓水實(shí)驗(yàn)，壓水的壓力為灌漿壓力的五分之四，壓水實(shí)驗(yàn)的其他步驟與灌漿工藝相同：鉆孔、清理孔洞、灌漿等[6]。

3)對(duì)于實(shí)驗(yàn)檢測(cè)出的數(shù)據(jù)等要好好保管，在實(shí)驗(yàn)過程中需要有專人監(jiān)督，確保實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。

圖2 壓水實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)示意圖

灌漿效果的檢驗(yàn)主要包括以下3個(gè)部分：①孔洞的透水率檢驗(yàn)。一般情況下，帷幕灌漿的透水率隨著孔洞孔序的加密，是慢慢降低的；②孔洞的漿料單位注入量。帷幕灌漿漿料的單位注入量是隨著孔序的加密而逐漸減少的；③透水率、漿料單位注入量與孔序的分布曲線，漿料的單位注入量的區(qū)間可以分為0-10、10-50、50-100、100-1000以及1000以上等，在0到50的區(qū)間內(nèi)的頻率是慢慢增加的，而在100以上的區(qū)間，頻率是慢慢降低的，而透水率的區(qū)間可以分為0-1.1、1.1-5.5、5.5-10、10-100、100以上等，隨著孔序的加密，0-10區(qū)間的頻率是慢慢增加的，100以上區(qū)間的頻率是慢慢降低的[7]。

帷幕灌漿施工技術(shù)現(xiàn)已漸漸成熟，但是其安全性依然不可忽視。在帷幕灌漿施工技術(shù)的發(fā)展當(dāng)中，具有豐富工作經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員起到了很大的推動(dòng)作用，但是也會(huì)有技術(shù)人員因?yàn)椴僮魇д`而使得水利工程遭到損壞。所以在運(yùn)用帷幕灌漿施工技術(shù)時(shí)，需要多培養(yǎng)具有扎實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)、實(shí)際操作水平較高、責(zé)任心很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)人員，專業(yè)技術(shù)人員的數(shù)量和綜合素質(zhì)可以體現(xiàn)當(dāng)前帷幕灌漿施工技術(shù)的發(fā)展水平，也能反映出目前的帷幕灌漿施工技術(shù)是否已經(jīng)足夠成熟[8]。

3 結(jié) 語(yǔ)

帷幕灌漿施工技術(shù)是水利工程施工技術(shù)當(dāng)中十分常用、也是十分重要的一種，其施工水平將直接決定水利工程能否順利進(jìn)行，也決定了水利工程完成以后的質(zhì)量，所以，人們要重視起帷幕灌漿施工技術(shù)，將帷幕灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用研究納入研究計(jì)劃當(dāng)中，盡可能地完善帷幕施工技術(shù)，使得其防滲漏的功能更加強(qiáng)大，減輕水分對(duì)水利工程內(nèi)部的侵蝕，提高水利工程的使用年限，保證水利工程的運(yùn)行質(zhì)量。

[1]錢勇峰.帷幕灌漿施工工藝與質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2012(03):81-84.

[2]鄧雪,李家銘,曾浩健,等.層次分析法權(quán)重計(jì)算方法分析及其應(yīng)用研究[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí),2012(07):93-100.

[3]曾永軍,李靜雅,徐蒙.黔中水利樞紐一期工程左岸帷幕灌漿試驗(yàn)與分析[J].水利技術(shù)監(jiān)督,2013(04):33-36.

[4]黎昱,蔡淵蛟.小塔山水庫(kù)主壩溢洪閘基礎(chǔ)防滲帷幕灌漿施工要點(diǎn)[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2013(09):59-61.

[5]關(guān)華平.帷幕灌漿在白水河二級(jí)壩壩基處理中的應(yīng)用[J].小水電,2009(02):46-47，44.

[6]易志,溫文森.向家壩水電站右岸地下廠房施工帷幕灌漿方案與技術(shù)研究[J].水利水電技術(shù),2009(12):87-90，97.

[7]喬兵,張大雷,孫穎.懸掛式帷幕灌漿在水庫(kù)加固工程中的應(yīng)用[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2011(06):77-79.

[8]廖振炎,段琳,尚曉威.帷幕灌漿技術(shù)在某抽水蓄能電站中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2014(12):14-16.

1007-7596(2016)11-0118-03

2016-10-26

姚利剛(1977-)，男，遼寧丹東人，工程師，研究方向?yàn)樗こ淘O(shè)計(jì)、水利工程施工等。

TV543.5

B