帷幕灌漿技術在目魚山水庫壩基防滲處理中的應用

胡衛平 周頌華（桃江縣桃花江灌區管理局 益陽市 413400）

帷幕灌漿技術在目魚山水庫壩基防滲處理中的應用

胡衛平 周頌華
（桃江縣桃花江灌區管理局 益陽市 413400）

帷幕灌漿技術被廣泛應用于水庫壩基防滲處理中，研究其工藝參數、工藝流程和施工要點對確保工程質量，充分發揮帷幕灌漿在水庫除險加固中的應用具有重要意義。文章重點就桃江縣目魚山水庫帷幕灌漿技術的施工工藝流程及施工要點進行分析，可供類似工程研究參考。

水庫 帷幕灌漿 防滲加固

1 工程概況

桃江縣目魚山水庫始建于1972年，副壩體填筑材料主要來源于兩岸山坡部位板巖分化物，土體中雜質含量高，加之當時填筑施工設備簡陋，未分層夯實，施工后缺乏質量檢測，且施工期較長，期間有間斷，導致新、老填土結合不密實，填筑土體結構較松散，孔隙率較大，透水性較強，致使壩體滲漏嚴重。壩基及兩岸壩肩以強分化石英巖為主，巖石中節理裂隙發育，巖體較破碎，巖體結構呈中等透水性，致使壩基滲漏嚴重，需對副壩壩基處采用帷幕灌漿。

2 帷幕灌漿施工工藝及控制要點

本工程帷幕灌漿壩體部位軸線與沖抓回填防滲墻重合，向左岸延伸12 m，向右岸延伸5 m，帷幕灌漿平面長97 m。帷幕灌漿施工工藝流程：造孔→鉆孔沖洗和壓水試驗→制漿和灌漿→待凝封孔。

2.1 造 孔

該水庫帷幕灌漿孔設一排，分三序施灌。共造孔33個，造孔深420 m，灌漿總進尺259.5 m。灌漿孔采用回轉式鉆機和金剛石鉆頭鉆進，孔徑110 mm。

造孔注意事項：

（1）按照設計規定定好孔位，嚴格按照規定的孔向鉆進，孔位的偏差一般不宜大于10cm。在鉆孔原始記錄中要注明新鉆孔的樁號和位置，以便分析查用。

（2）為保證灌漿質量，在基巖和砂礫石層灌漿均采用清水造孔。采用金剛石鉆頭單管清水鉆進時，如遇局部孔段砂礫石較松散，造孔時進水量要小。若發生塌孔，主要采取以下措施：用彈簧鉆頭打撈孔內掉塊，采用干鉆，若多次打撈也未能至設計段長，則對該段立即進行灌漿。

（3）孔徑力求均勻，以免灌漿或壓水時灌漿塞堵塞不嚴，漏水返漿，造成施工困難。

2.2 鉆孔沖洗和壓水試驗

灌漿前進行鉆孔裂隙沖洗的目的是將巖石裂隙或空洞囊所充填的松軟的、風化的泥質充填物沖出孔外，利于漿液流進并與裂隙接觸面膠結牢固，起到防滲和固結作用。沖洗標準以孔內返清水為止，沖洗后進行簡易壓水并計算透水率，然后制漿和灌漿。

（1）沖洗壓力。沖洗水壓可為灌漿壓力的80%，壓力超過1 MPa時，采用1 MPa。

（2）裂隙沖洗。灌漿孔段在灌漿前采用壓力水進行裂隙沖洗，沖至回水澄清后15 min結束，且總的時間不少于30 min。對回水達不到澄清要求的孔段，繼續進行沖洗，孔內殘存沉積物厚度不得超過20 cm。

（3）壓水試驗。先導孔自上而下進行壓水試驗，壓水試驗在裂隙沖洗后進行，采用單點法。其主要作用是查看灌漿孔每一灌漿段透水率和單位注入量的大致關系，以了解各段的灌漿情況。注意檢查有無異常現象。根據各地段巖石透水率大小和巖石完整情況，可以選定不同的灌漿方法和灌漿段長，同時根據透水率的大小選取灌漿開始時漿液的配合比。

2.3 制漿和灌漿

制漿嚴格按配比過泵稱料，攪拌時間大于3 min，隨時檢測漿液比重，灌漿過程中由于吃漿量大，一般開始每隔（3～5）min測1次流量。灌漿壓力有專人負責，隨時記錄流量、灌漿壓力、漿液配比等施工參數。封孔采用機械和人工兩種方法，以保證灌漿段漿液飽滿，覆蓋層密實。

（1）灌漿段長。帷幕灌漿一般在每排孔上分3序施工，按ⅰ、ⅱ、ⅲ序先后鉆灌。灌漿方法采用自下而上分段灌漿法，灌漿方式采用循環式。帷幕灌漿段長宜采用（5～6）m，特殊情況下可適當縮短或加長，但不得大于10 m，接觸段在巖石中的長度不得大于2 m。此工程帷幕灌漿分段長度為5 m，灌漿塞應塞在已灌段段底以上0.5 m處，以防漏灌。射漿管距孔底不得大于50 cm。根據多年施工經驗，壩基滲漏問題主要在接觸段，施工過程中特別要控制好接觸段的灌漿質量。

（2）灌漿壓力。灌漿允許最大全壓力為p（上部蓋重）=h×γ，h為壩頂至橡塞底部的距離（m），γ為土體容重（一般取1.9 t/m3）。每段灌漿前根據輸漿管長度分別計算出不同漿液濃度下的灌漿壓力及壓力表壓力，以不同漿液的水灰比灌漿來控制壓力表壓力。灌漿壓力是控制灌漿質量的重要因素。壓力過小，影響灌漿擴散半徑，不能形成連續的帷幕；壓力過大，會使裂隙擴大或引起巖體抬動變形而形成新的裂隙，破壞巖體的完整性。因此在灌漿過程中要控制好灌漿壓力，根據不同的地層和先期灌漿孔的吸漿量，及時調整灌漿壓力，增加水泥灌入量，保證灌漿工程質量。

（3）灌漿材料及添加劑使用。帷幕灌漿一般采用普通水泥，在特殊要求下，可采用地勘水泥、磨細水泥或超細水泥。灌漿過程中根據現場情況（氣溫、灌入量、水灰比等）可采用水玻璃作速凝劑（在吸漿量較大時，宜加3%～5%的水玻璃）。灌水泥漿液，使用普通攪拌機時，攪拌時間應不小于3 min。

（4）漿液變換。灌漿的漿液濃度應由稀到濃逐級變換，選擇合理的開灌比，為保證灌漿質量，盡量擴大吸漿量，在灌漿過程中對臨界水灰比進行分析，確保漿液變級的合理性。當漿液達到臨界水灰比時，盡可能的多灌入此濃度漿液，能有效提高灌漿質量。

2.4 待凝封孔

當單位進漿量達到規范結束標準后，再灌30 min，實施壓力閉漿，當壓力表回零后，結束灌漿。灌漿結束待凝12 h后再進行下一段鉆進。全孔灌漿結束后，待凝12 h進行封孔作業。

2.5 工程質量檢查

灌漿質量檢查應以檢查孔壓水試驗成果為主，結合對竣工資料和測試成果的分析，綜合評定。灌漿檢查孔應在下述部位布置：

（1）帷幕中心線上。

（2）巖石破碎、斷層、大孔隙等地質條件復雜的部位。

（3）鉆孔偏斜過大、灌漿情況不正常及經分析資料認為對帷幕灌漿質量有影響的部位。

灌漿檢查孔的數量宜為灌漿孔總數的10%。一個壩段或一個單元工程內，至少應布置一個檢查孔；檢查孔壓水試驗應在該部位灌漿結束14 d后進行；同時應自上而下分段卡塞進行壓水試驗，試驗采用五點法或單點法。

檢查孔壓水試驗結束后，按技術要求進行灌漿和封孔；檢查孔應采取巖芯，計算獲得率并加以描述。

3 結 語

帷幕灌漿防滲處理是一項技術專業、工序復雜的隱蔽性工程。能夠阻止或減少地基中地下水的滲透，目前是水工建筑物地基防滲處理的主要手段，對確保水工建筑物的安全運行起著重要作用。施工人員若想在施工過程中確保灌漿質量，就必須選擇恰當的造孔技術、合適的灌漿壓力和灌漿材料，同時嚴格按照相關規范進行施工，加強各個環節的施工監測力度，緊抓施工技術要點，以提高水庫壩基防滲工作質量，從而確保水利工程的正常運行。目魚山水庫采用帷幕灌漿工藝施工后，壩體滲漏得到有效防治，效果顯著。

2016-06-23）

胡衛平（1979-），女，大學本科，工程師，二級建造師，從事水利工程管理工作，手機：13875348004。