大壩防滲中的帷幕灌漿施工方法分析

鄧智柏

摘要：隨著我國的水利工程事業突飛猛進的發展，水利工程建設的規模正日益擴大，大壩的防滲處理的要求也應該適應這種快速的發展達到更高的標準。本文主要對大壩防滲中所采用的帷幕灌漿施工法進行了簡要的介紹和分析，探究了當下我國采取的幾種基本的帷幕灌漿施工方法的優點和缺點，及其各自所適用的情況。希望能為帷幕灌漿施工方法的發展和改進提出一些意見，推動我國水利工程事業的進一步發展，使大壩工程的安全得到更高的保障，發揮出更重要的作用。

關鍵詞：大壩；防滲；帷幕灌漿法

最近幾年來，我國不斷的加大在水利工程中大壩基礎設施的施工建設力度，推動大壩建設的發展。然而，發展必然帶來矛盾，在大壩施工建設的過程中，各類問題使施工人員產生了很大的困擾，因此，越來越多的施工企業開始將帷幕灌漿施工的方法重視起來，積極的改進創新這種方法并運用到自己的施工團隊中以希望得到更高的施工效率和更有質量保障的大壩設施。成功的高質量的帷幕灌漿施工能夠將大壩基礎建設的施工質量提高到新的層次，這使得很多施工企業擁有更高的經濟收益和更為長遠的發展空間。所以，從事于大壩基礎建設施工的相關企業，需要積極的對帷幕灌漿施工方法的原理、技術進行探索，發現并解決現有不足，為提升大壩建設的質量付出一份力量。

1帷幕灌漿施工中鉆孔和沖洗

1.1鉆孔方法

回轉式鉆機是在大壩建設中應用帷幕灌漿鉆孔法時基巖中的常用鉆孔方法。硬質合金鉆進、金剛石鉆進以及鉆粒鉆進這三種方法需要根據不同的巖石性質進行分析選擇，其主要依據是巖石硬度、可鉆性和完整性等因素。在6～7級以下比較軟的、可鉆性高的巖層中，通常要從使用硬質合金鉆進的方法；對于比較堅硬的巖石，即7級以上的巖層，施工通常采用鉆粒鉆進；而對于堅硬而且石體相對比較完整的巖石，這種巖石的石質更難鉆孔，要使用質地更為堅硬的金剛石鉆進方法。金剛石鉆進的方法在應用過程中會產生更少的巖石粉屑，鉆進效率也很高，鉆孔時的方向更容易控制。在施工中，鉆孔方向主要取決于施工條件、巖層結構和裂隙結構。鉆孔方向選取的主要標準是多穿裂隙、利于帷幕穩定、便于施工。而且在施工中，與裂隙面垂直是最佳的方向，所鉆孔可以更多通過裂隙，大大的減少了鉆孔的消耗，減少鉆孔數量，增大鉆孔效率。但是隨技術發展的進程，鉆孔方向漸漸跳脫出原有的垂直鉆孔，而開始采取大斜度鉆孔。

1.2沖洗方法

為了能將施工中產生的空洞和裂縫中的雜質土質清除掉，帷幕灌漿沖洗是及其重要的一步。裂隙沖洗和鉆孔沖洗是實際施工過程中較為普遍應用的兩種方法。鉆孔沖洗能夠將孔底殘留物和孔壁附著物，例如巖粉碎屑等雜質需要通過沖洗的方式沖出孔外，以便之后灌漿時漿液能夠順暢流入。鉆孔的沖洗過程：首先，鉆孔結束時，用水沖和風吹的效應組合將孔內殘留雜質驅除，沖洗結束的標準是殘留雜質厚度小于20cm，然后再對巖縫沖洗處理。裂隙沖洗是利用壓力的原理，通過水將裂隙中較軟的風化的雜質驅除。根據標準規范，對一些地質條件比較復雜的區域或專有的特殊涉及地域，裂隙沖洗要先進行實驗或者尋找類似工程的施工經驗，進行分析后最終確定。

2.帷幕灌槳形式和長度

2.1帷幕灌槳形式

在施工建設中，帷幕形式的選擇直接影響工程的防滲質量。

通常大多數巖層的滲透性隨著向山體的兩岸和深部延伸而減小，需要較小的施工處理就能達到尚佳的防滲效果。封閉式帷幕和懸掛式帷幕是在帷幕灌漿施工中比較常用的兩種形式。

2.1.1封閉式帷幕

對于不透水的巖層，灌漿帷幕通過深入巖層的方式，將要滲出的水流從中基本阻截攔斷的帷幕形式被稱作封閉式帷幕。封閉式帷幕的形式有更優秀的防滲效果，但受到環境條件的限制比較大，在地質允許時，通常采取封閉式帷幕。

2.1.2懸掛式帷幕

在一些不透水的巖層分布很深或呈現散亂分布的區域，帷幕深度不足以接觸到深處埋藏的不透水巖層，這種帷幕的形式就是懸掛式帷幕。對于覆蓋層比較厚重的大壩，懸掛式帷幕是很好的選擇，但是這種帷幕形式存在很多不足，在應用時仍然需要其他的防滲措施相互協調達到大壩防滲的目的。

2.2帷幕長度

帷幕長度的確定一般考慮兩點：

第一，帷幕延伸中，在相對不透水巖層和正常高水位延伸的標準線在大壩兩岸的交接處。

第二，水庫蓄水前和正常高水位兩種情況時，兩岸地下水位線交接處。

若沒有合適的資料可供參考，需要依據施工區域的地質和大壩的實際施工情況，在延伸30米到50米左右后，通過大壩蓄水后的滲漏狀況，繼續綜合考慮帷幕的延伸與否。

2.3帷幕厚度

帷幕厚度由下面公式進行計算并確定：

T=δ/IaH；

其中：T—帷幕厚度（m）；

Ia—帷幕內允許的水力坡降；

H—水頭（m）；

δ—通過帷幕的水頭衰減系數。

3.帷幕灌漿的施工次序

對于兩排孔構成的帷幕，需要先對大壩下游的孔進行灌漿，在對上游的孔進行灌漿。

對三排孔帷幕或多排孔帷幕，先將下游排孔灌漿處理，在對上游灌漿，最后處理中間的孔。

4.帷幕灌漿施工法

4.1自上而下分段法

自上而下分段法在巖石破碎、裂隙發散、滲水嚴重的一類很難處理的地質條件中應用廣泛，為我國現在的水利工程施工建設做出了巨大的貢獻。自上而下分段法指的是，先對大壩上部首段進行鉆孔和灌漿的步驟，然后依次向下，一段段的進行重復的鉆孔和灌漿作業，直到灌漿處理完成。通過這種逐段灌輸漿液的方法，不會出現漿液環繞灌漿塞從而導致的漿液反出現象。同時，由上而下的依次灌漿，成功的將上段的裂隙進行填充堵塞，增大灌漿處理后大壩工程的強度。隨漿液逐漸深入，自上而下每段壓力有序增加。這種灌漿的方式，更準確的將漿料用量計算出來。但該種灌漿法也存在弊端，如分段灌漿過程中，需要在灌漿后等待漿液凝結，加長了工期，這種灌漿方式還會導致孔的傾斜。

4.2自下而上分段法

先鉆孔到原定深度，然后從下端開始向上灌漿。這種方法不需等待漿液凝結，鉆孔和灌漿分別進行，減少工序交叉，提高了機械使用效率和施工效率。

4.3綜合分段灌漿法

綜合4.1和4.2中介紹的方法，在復雜地質環境和鉆孔深度要求大，通過一種方式難以完成要求的工程中，這種方法發揮了巨大作用。

4.4孔口封閉自上而下灌漿法

這種方法是4.1中方法的改進，通過安放孔口封閉期，然后再按照自上而下順序分段灌漿。這種方法解決了原來需要等待漿凝的弊端。此法的每段孔可以自行重復灌漿，有效堵塞裂隙空洞。鉆孔和灌漿結合，方便協調工作，提高效率。這種方法成孔的孔徑小，降低了成本，增大了效率，工期較短。

5.結語

帷幕灌漿的發展極大推動了我國水利工程的建設，但是必須要解決發展帶來的質量不高的矛盾，深入探究帷幕灌漿的施工方法，更為妥善的解決大壩工程滲漏的問題。

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