大壩帷幕灌漿施工工藝探討

付欣 丁歡

【摘要】帷幕灌漿是將有膠凝性、流動性的漿液按一定配合比，經過壓至巖層裂隙內，在膠凝硬化后提升巖基強度，并讓巖基抗滲性、整體性得到改善。帷幕灌漿技術在水利水電工程中應用比較廣泛，是地基防滲處理的有效手段，能夠為水工建筑物正常運行提供保障。本文結合工程實際，探討了水利大壩帷幕灌漿施工工藝。

【關鍵詞】大壩；帷幕灌漿；施工

某水利大壩是碾壓混凝土拱壩，拱壩壩頂高程為932.72m，最大壩高為99.21m，拱段最大厚度為21.39m。壩基、壩肩都存在斷層，并沿著結構面存在溶隙或溶孔發育，壩基處結構面構成水平方向的裂隙網絡狀滲漏通道。水庫蓄水后，斷層中泥質充填物受到水壓力作用，細顆粒在沖蝕下發生滲透的情況，所以應采用帷幕灌漿施工技術，對壩基壩肩進行加固防滲處理。

1、鉆孔

1.1 澆筑施工平臺

本工程帷幕灌漿區域為混凝土澆筑施工平臺，先以上下兩排帷幕中心線為中心，挖出一條寬為2.4m，深為0.3m，長超過帷幕孔位2m的槽。之后將C15混凝土澆筑在槽中，做好養護工作，時間超過7d，混凝土配合比為：水—170kg、水泥—250kg、碎石—1350kg、砂—600kg。

1.2 固定鉆機

立軸將孔位對準，采取吊線、水平尺、羅盤等方式，讓鉆機保持水平狀態，并通過預埋地錨將鉆機固定好。

1.3 鉆孔

鉆進選擇XY-2PC型回轉式地質鉆機配硬質合金鉆頭，先導孔開孔到第一段底孔徑為89mm，之后各段為75mm。灌漿孔開孔到第一段孔徑為75mm，之后各段為54mm。先導孔應取芯，要想讓巖芯采取率得到提升，每鉆進尺限度不能超過2.5m，只要有磨損、卡鉆等問題，要馬上取出。如果巖芯采取率在80%以下，需降低50%的進尺，最終保持50cm即可。如果采取率還是較低，必須馬上報告給監理工程師。巖芯的編號要統一，填牌編錄裝箱，描述巖芯同時將巖芯柱狀圖繪制出來。全部鉆孔都要有鉆孔記錄，針對失水、涌水、塌孔、掉塊、回水顏色變化等特殊狀況，要在鉆孔報表內記錄好。鉆孔期間，根據要求對測斜進行抽查，所有孔鉆好后，需要測斜。

2、洗孔

2.1 灌前準備

灌漿孔灌前，要將孔壁、裂隙沖洗干凈。在沖洗完鉆孔后，孔底沉積物厚度要在20cm以下。

2.2 孔壁沖洗

若選擇從上至下分段灌漿法或孔口封閉灌漿法，每灌漿段鉆完后要沖洗孔壁。若選擇從下至上分段灌漿法，所有孔鉆以后，要沖洗全孔孔壁。沖洗時將鉆具或導管下到孔底，通入大量水流，由孔底朝孔外返水，清水后方可停止。

2.3 裂隙沖洗

壩基淺表處被開挖后，會出現較大卸荷松弛，連通率很大，同時裂隙發育被污水浸泡，裂隙中進入大量泥漿，需要反復進行沖洗。孔段若選擇從上至下分段灌漿的方法，需要單獨沖洗各段的裂隙。孔段若選擇從下至上分段灌漿的方法，所有孔鉆完后要從下至上沖洗裂隙。

裂隙沖洗選擇有壓單孔脈動裂隙沖洗，沖洗時先用高壓水連續沖洗5～10min，在極短時間內把孔口壓力將至零，產生反向脈沖流。回水從混變清后，然后提升沖洗壓力，持續5～10min，然后降低至零，多次以后，待回水澄清后即可。孔段回水若無法滿足澄清要求，必須繼續沖洗直到回水澄清。有壓單孔沖洗壓力要保持為80%的灌漿壓力，如果壓力在1MPa以上，選擇1MPa。若附近有孔正在灌漿或灌漿完成1d內，不能沖洗裂隙。在灌漿孔段裂隙沖洗結束后，應馬上開展灌漿作業，若中斷時間在1d以上，則灌漿前要再次沖洗裂隙。

3、灌漿

3.1 灌漿材料

本工程帷幕灌漿選擇32.5R普通硅酸鹽水泥，進場前嚴格做好取樣抽檢工作，確保所有指標都符合國家規定標準，且所有購進水泥必須要有質保單。

3.2 灌漿壓力

灌漿過程中，第一段灌漿壓力為0.5MPa，之后每段以0.1MPa遞增，復灌壓力為0.7MPa。要逐步加大灌漿壓力，在進漿量降低后，需要增加灌壓。若發生灌段呂榮值小、進漿量大的狀況，灌漿過程中要及時減壓，如果進漿量小，則要逐級增壓，確保灌漿壓力始終滿足設計壓力。

3.3 漿液變換

根據設計要求，灌漿的漿液濃度要從稀至濃逐級變換，選擇3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1五個比級。結合簡易壓水試驗Lu的值，將開灌比、不同初凝時間、各細度水泥等確定下來。先期灌段應注意臨界水灰比，為之后灌漿提供指導，確保灌入量符合設計規定。相同壓力下，單位進漿量不變或提升，開灌水灰比的漿液累計灌入量為400L，首次變為濃一級，之后在以上條件下當灌入量為上一級灌入量的1.25倍以后，則要變為濃一級。如果漿液濃度較高，則要適當提升灌入量，不能馬上就變濃，這樣可以促進范圍擴散。如果單位進漿量在每米灌段30L/min后，應越級變濃，若灌量增加，無法結束的情況，要通過減少初凝時間、降低壓力、限流等方法，若是還是未得到改善，需要灌入水泥砂漿。

3.4 結束標準

在灌漿段最大設計壓力之下，結束標準主要有以下三種：一是注入率低于1L/min，繼續灌注1h后停止灌漿；二是注入率不超過0.4L/min，繼續灌注0.5h后停止灌漿；三是注入率為0L/min，繼續灌注10min后停止灌漿。

4、結語

總之，帷幕灌漿施工技術在水利工程中應用非常廣泛，能夠有效提升壩基的穩定性和防滲性。在本工程中，在結束施工投入使用的一年內，大壩始終保持正常運行狀態，未發生滲透的情況。可見，帷幕灌漿在水利大壩加工施工中應用效果很好，可以提升巖體的各方面性能，確保大壩擋水防滲等功能正常發揮。

參考文獻：

[1]陸立泉.水庫除險加固工程大壩帷幕灌漿施工工藝[J].四川水泥，2015，（08）：291.

[2]李宏偉.水庫大壩帷幕灌漿施工工藝分析[J].湖南水利水電，2015，（04）：28-29.