中強透水地基防滲工程中帷幕灌漿技術的應用

□劉 蘋 □唐志兵（江西省水利水電建設有限公司）

中強透水地基防滲工程中帷幕灌漿技術的應用

□劉 蘋 □唐志兵（江西省水利水電建設有限公司）

目前，國內經濟建設發展相對穩定，對于水利工程建設的重視程度也有所提高。其中，對于工程建設與施工來講，中強透水地基滲漏問題備受關注。所以，為增強水利工程建設質量與效果，應當積極采取相應的措施，及時處理中強透水地基存在的滲漏問題。而帷幕灌漿法是處理措施中最常見的一種，應用這種方法對中強透水地基的施工質量及水平具有明顯的改善作用，同樣也增強了工程項目本身的性能。文章針對中強透水地基中的帷幕灌漿法應用展開了討論，希望能夠對中強透水地基的防滲工作提供有價值的依據。

帷幕灌漿；中強透水地基；防滲；應用；探究

0 引言

現階段，水利工程建設力度不斷加大，而其建設與應用也一定程度上提升了水資源利用的科學合理性，同樣吻合了各區域用水的需求。然而，在工程項目實際建設與施工中，受諸多因素的影響，導致質量問題諸多。其中，中強透水地基滲漏問題是最常見的，對水利工程的建設效果產生了極大的負面影響。將帷幕灌漿法應用在中強透水地基防滲方面，能夠增強建設的質量。

1 帷幕灌漿技術概述

1.1 基本原理

帷幕灌漿具體所指的就是在地面鉆取地質探孔與注漿孔的一種方法，隨后向孔內部灌漿。將斷面挖開并把巖縫中的存水擠出，最終達到漿液密實填充的目的。而這種技術可以形成完整固結體，通常被稱為止水帷幕。將帷幕灌漿技術應用在水利工程項目的建設中具有積極的推動作用。

1.2 施工注意事項

1.2.1 施工技術流程

通常來講，在運用帷幕灌漿技術的過程中，最重要的就是測量工作，而后布孔，再次安裝設備并造孔，隨后開展沖洗與壓水試驗，灌漿并封孔。

1.2.2 施工工藝

首先，是測量的方式，在施工作業方面，應當了解施工區域的地質狀況，并采集相關的信息與資料。隨后，與工程項目建設的需求相互結合來制定出最佳施工方案與安全管理的具體方法。實際測量中，一定要保證數據準確，且對鉆孔分布進行合理地設置。其次，是灌漿孔布置的方式，一般情況下，最理想的孔位就是孔到孔。然而，在具體施工中，一定要考慮實際情況。對于灌漿過程來講，應當由遠及近展開，關鍵是要對灌漿孔尺寸進行控制，以保證與灌注嘴大小相適應。與此同時，需要對壓力進行合理控制，盡可能保證混凝土板處于脫空狀態。

1.2.3 造孔的方式

在施工過程中，應當對工作場地進行全面清理，確保土地的平整性，為穩定工作提供保障。另外，在開展施工前，應當對鉆機狀態進行檢查，以保證施工中的運行狀態正常。與此同時，還應當對水源以及電源的問題進行檢查，確保其供應正常。最后，在鉆孔之前，需要對鉆機各部分進行全面檢查，尤其是鉆桿彎曲的程度，即便在實際運行過程中，也同樣對其運行的狀態進行管理。

2 中強透水地基防滲帷幕灌漿應用的案例

2.1 工程概況分析

該水利工程位于河流干流之上，而其采用的材料主要是漿砌石混凝土。其中，此工程項目的大壩是重力壩，且壩頂的寬度是7 m，長度是250 m，總高程被設定成850 m，壩高是30 m。

其中，此水利工程的建設等級是四級，而即將建設完工的水庫總容量為990萬m3，實際控制總流域面積為2 720 km2。而農田灌溉流域面積達到了0.78 hm2，新發展灌溉的面積達到了0.15萬hm2。另外，該工程項目每年引水的總量是6 000萬m3，供水量達到了5 700萬m3。擋水壩段與泄洪排沙底孔壩段是其重要的組成部分，然而，因為該工程地理位置相對特殊，而且壩址地段地層巖石很多，被稱為巖性地層，所以，地質條件也很特殊。與此同時，此水利工程項目需要向周邊城市與農村提供所需日常用水，并在農田灌溉方面提供水資源。另外，工程項目還具有防洪的作用，由此可見，這是綜合性水利工程，在其投入使用以后，能夠使其不可比擬的優勢得到充分發揮。

2.2 有關帷幕灌漿防滲設計的研究

考慮到該水利工程項目的所在區域，其中的泥巖很多，且灌漿比值已經＞25。所以，已經符合灌漿要求，概括來講，可以采用水泥帷幕灌漿施工的方法。而在實踐方面分析問題，為使水利工程的成本投入合理，最重要的就是要充分利用當地地理條件，并設計完善施工方案。而帷幕灌漿防滲法就是工程項目建設中主要采用的方法。詳細地講，一般灌漿的區域都需要位于壩軸線下方的3.80 m以下下游區域或者孔距是2.20 m區域，另外，也可以是在帷幕分壩體段。除此之外，灌漿施工一般在灌漿廊道內部進行，而針對右岸所延伸的區域，應當在壩體頂部展開灌漿施工。其中，開展混凝土基礎墊層施工的過程中，應當滿足灌漿固結度建設要求才允許展開后續施工作業。在完成灌漿固結施工后，就可以展開帷幕灌漿的處理工作。對于壩基結構，弱透水層的頂端高程一般在850～855 m之間，但是，建筑基礎面的高程一般在880 m左右。在施工過程中，通過懸掛式防滲帷幕處理。在此過程中，一定要合理控制灌漿深度，一般選擇25 m。

開展帷幕灌漿施工的時候，應當根據壩基基巖規范灌漿操作的流程。與此同時，還應當對重點施工提高重視。對于實際操作重點來講，通常包含了以下幾方面：第一，帷幕灌漿處理需要始終遵循規定順序展開施工。第二，帷幕灌漿施工盡量利用機械幫助施工作業，其中，地質鉆機是比較常見的機械類型。利用金剛石小口徑鉆處理，完成后封閉處理孔口，與此同時，需要使用高壓灌漿泵開展灌漿的施工操作。在這一過程中，循環式灌漿法效果最理想，需要分階段地由上至下展開灌漿作業。而每段長度應當被控制在5 m，且最大長度≤10 m。第三，初始灌漿的壓力設計控制在0.30～0.60 MPa之間，而每加深一段需要增加一定的壓力，但是，灌漿最大壓力不能超出 3.00 MPa。第四，在開展每一段灌漿施工之前，需要進行簡單的壓水試驗，并按照透水率來明確最佳開灌水灰比。在完成每一段灌漿作業以后，應當預留時間待凝。另外，需要與現場生產性的灌漿試驗相互結合，以保證全面優化灌漿工藝以及灌漿的壓力等諸多技術參數。

2.3 帷幕灌漿施工的闡述

在該水利工程項目建設中，對于壩基大面積的透水基巖，決定運用水泥帷幕灌漿來展開防滲施工作業。要想保證工程項目建設的質量與實際效果，并且驗證設計的科學合理性，需要正確地選擇施工材料及相關參數。在河床位置，需要選擇具有明顯特征性的20 m區域，并在此范圍內鉆出10個孔，并進行灌漿試驗。通過試驗以后，可以總結出完整的施工工藝，并且掌握相關的地質勘探材料，具體情況如表1所示。經過地質勘探得知，水泥對于溫度的敏感性極高，而且若水灰比與溫度不同，那么漿液初凝與終凝的時間也不同，特別是在高于20℃且水灰比低于1：1的情況下，水泥的敏感度也會更高。而初凝的最短時間≤10 min，根據試驗結果可以發現，該工程項目的設計參數十分合理，所以，在鉆孔取芯方面，裂縫水泥漿液的填充密實程度也相對理想。

表1 地勘水泥漿液物理力學性能表

根據試驗資料內容可以發現，在運用地勘水泥灌漿的時候，應當全面考慮到壓水試驗結果，進而準確地計算出灌入量。與此同時，還應當明確開灌水灰比與灌漿方面的時間長短。當對水溫與氣溫進行測定以后，即可開展終凝漿液的配置工作。通常，水灰比被控制在2：1，而初凝時間控制在0.50-1 h左右。其中，待凝時間受季節影響也有所變化，夏季時間大概是2 h，而冬季時間要長一些，在3 h左右。若高于20℃，那么摻水泥量0.10%的酒石酸需要適當地增加初凝時間。若水灰比不足1:1，那摻水泥量就應當控制在0.75%～1%期間。與此同時，需要在其中添加適量減水劑，這樣可以有效地改進并調整漿液流動性。

2.4 帷幕灌漿質量檢查

該水利工程項目在灌漿的整個過程中，對所有工序進行了嚴格地控制，所以，保證了帷幕灌漿施工作業的質量。在完成施工以后，同樣展開了監測工作。在對檢查孔檢查，并展開壓水試驗以后發現，平均透水率為3.20 Lu，沒有超出5 Lu，而且經過鉆孔取樣，結石率理想。在對孔壓水試驗結果進行檢查以后發現，平均透水率是3.20 Lu，比采用帷幕灌漿之前有所減小。由此可見，帷幕灌漿法在該水利工程項目施工中的防滲效果十分理想，并且完全吻合防滲處理的設計要求。

3 結語

綜上所述，中強透水地基防滲處理在水利工程項目的建設施工中占據重要地位，而在建設過程當中，合理運用水泥帷幕灌漿施工技術，可以取得理想的施工效果，而且為工程項目的建設帶來了一定的經濟效益。另外，工程項目施工質量與效果也十分理想，積極推動了水利工程事業的可持續發展。

（責任編輯：劉 青）

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2016-09-09