水利工程施工中帷幕灌漿技術的應用

夏旭+唐飛

摘 要： 隨著我國能源方面需求的不斷增大，我國水利水電工程越來越多，這些地區往往有著復雜的工程地質條件，滲漏問題嚴重。帷幕灌漿技術廣泛用于傳統加固、防滲工程，將其引入水電水利工程，其施工技術得到了長足的發展。為此，本文結合具體工程案例，對水利工程施工中帷幕灌漿的概況、施工工藝等內容進行了分析與探究。

關鍵詞： 水利工程；帷幕灌漿；概況；工程案例

一、帷幕灌漿的概況

帷幕灌漿是將漿液灌入巖體或土層的裂隙、孔隙，形成連續的阻水帷幕，以減小滲流量和降低滲透壓力的灌漿工程。同時，也是在閘壩的巖石或砂礫石地基中采用灌漿建造防滲帷幕的工程。帷幕頂部與混凝土閘底板或壩體連接，底部深入相對不透水巖層一定深度，以阻止或減少地基中地下水的滲透；與位于其下游的排水系統共同作用，還可降低滲透水流對閘壩的壓力。20世紀以來，帷幕灌漿一直是水工建筑物地基防滲處理的主要手段，對保證水工建筑物的安全運行起著重要作用。按防滲帷幕的灌漿孔排數分為兩排孔帷幕和多排孔帷幕。地質條件復雜且水頭較高時，多采用3排以上的多排孔帷幕。按灌漿孔底部是否深入相對不透水巖層劃分：深入的稱封閉式帷幕；不深入的稱懸掛式帷幕。

二、工程案例

某水利樞紐是集減淤、供水、防洪、航運、灌溉、發電等多種功能于一體，屬于大型水利工程項目。該工程涉及到50個壩段，最大壩高115 m，壩頂高程465 m，壩軸線全長995.4 m。將壩后式電站廠房設置在左岸，安裝間設置在廠房左端，在主廠房的上下游設置副廠房。電站廠房順流向長度52.24 m，4號發電機組的寬度為30.80 m，1～3號發電機組的寬度為28.0 m。

三、水利工程施工中帷幕灌漿施工工藝

1、施工準備

（1）施工計劃要科學編制。務必要在施工之前，通過搜集資料、現場調查等多種方式來對項目的施工條件進行全面了解。然后基于工程項目的實際情況來合理選擇相應的施工工藝、施工方法，對施工機械、施工工序、施工材料予以合理配備，與此同時，還要對進度計劃進行科學部署。

（2）嚴格控制施工材料的質量。施工過程中必然會涉及到大量的施工材料。這些施工材料都是確保帷幕灌漿施工質量的重要基礎，務必要予以重視。第一，要強化材料質量的控制，要基于供貨商的售后服務、產品價格、供貨質量等來擇優評定；第二，對進場物資務必要予以嚴格驗證，每一批次的進場物資都應該指派專業人士來負責檢驗，并確認產品鑒定證書、檢疫證明、合格證書等，若進場物資達不到要求，那么要立即將不合格品退回供應商，限期整改。需要復檢的，必須在施工企業的見證下取樣復檢。對易碎、易潮、易變形、易污染的物品，在運輸、堆放、安裝過程等環節亦要進行監控。

2、施工測量

從帷幕灌漿技術進行分析，最重要的是對鉆孔的進度進行控制，與相應的信息資料相結合進行精確測量。在測量過程中，應詳細檢查相關數據，促使數據的精確性得到保障，開展測量工作時，還需要將鉆孔進行布設。

3、灌漿孔鉆孔

采用硬質合金鉆頭、金剛石鉆頭作為帷幕灌漿鉆孔的鉆頭，鉆進技術則可采用清水鉆進技術或者回轉式地質鉆進技術。該項目采取回轉式地質鉆進技術，選用XY-2PC100型鉆機，基于灌漿程序來分序分段開展灌漿孔的鉆進工作。劃分灌漿段長：第一段為接觸段，長度通常為2 m，但是結合具體情況可以適當延長到3 m；第二段的長度可設置為3 m；第三段及其他段的長度通常為5 m，但是如果在鉆進過程中遇到地質缺陷問題，那么可將長度適當減少，但是必須要得到監理單位批準；終孔段的最大長度為10 m。每鉆灌一段都需要測量方位角、孔斜1次，特別是要注意控制上部20 m范圍內的方位角和偏斜角，一旦出現孔斜過大的情況，那么要在第一時間進行糾正。對于那些不符合要求的部位，應該要基于單位耗灰量、壓水試驗等多種資料來開展綜合分析，并且采取相應的補救措施。鉆孔深度達到設計深度之后，務必要詳細測量孔斜、孔深、孔位等參數，只有在檢查合格之后才能夠開展下道工序的施工，設計孔深與鉆孔深度之間的誤差務必要不大于20 cm，設計孔位和灌漿孔孔位之間的誤差務必要不大于10 cm，一旦遇到孔內掉塊、塌孔、漏水、涌水、斷層等問題，需要在第一時間向監理工程師報告，組織相關技術人員來對巖體情況和鉆孔情況進行共同處理。

4、灌漿

采用常規“阻塞灌漿法”來對第一段進行灌漿，采用“孔內循環灌漿”“孔口封閉”“自上而下”“不待凝”“小口徑鉆進”來對第二段及以下各段進行灌漿，但是值得注意的是，若孔段的地質條件較為復雜，那么下一段作業需要在待凝24 h后再開始。

灌漿施工時，如果遇到以下3種情況，則需要漿液變換處理：第一，出現灌漿壓力驟升、注入量驟升的情況，可漿液變換處理；第二，注入率未變化，但灌漿壓力升高；或者灌漿壓力未變化，但注入率降低，可對水灰比進行改變；第三，注入率>30 L/min，可漿液變換處理。該工程的灌漿結束標準為：在注入率<1.0 L/min，工作壓力低于設計壓力，則灌漿結束時間可在延續灌注60 min后。

5、封孔

完成各孔灌漿作業之后，質監人員和監理人員要聯合開展質量檢查，只有兩方都得以通過之后才能夠封孔。采用“置換和壓力灌漿封孔法”封孔，并將孔口抹平。封孔灌漿水灰比為0.5∶1，灌漿壓力為該孔最大灌漿壓力。當灌漿孔中的漿液凝固之后，需要徹底清理孔中的污水、浮漿，如果其上部空余段長度超過了3 m，那么封孔方法采用機械壓漿封孔法；如果其上部空余段長度不到3 m，那么封孔方法可采用水泥砂漿封填。

四、水利工程帷幕灌漿施工技術常見問題及處理措施

1、灌漿中斷

灌漿施工中由于堵塞、機械故障、輸漿管破裂以及停電等因素導致灌漿過程中出現的中斷現象。其預防措施主要包括以下幾種：對滿足施工標準要求的輸漿管材進行使用，且在施工過程中，應對連接牢固、堵塞現象以及無破損問題實施經常檢查。促使灌漿泵的性能和施工需要得到滿足，最最大灌漿壓力作用下，進行長時間的持續操作，并落實施工中的保養，在完成每次灌漿之后，對灌漿泵的清洗做到詳細操作，及時校正壓力表，從而將施工的預期目標得以實現。另外，同樣應對高壓灌漿閥門和隔江塞等部件進行清洗，定期對水電系統實施檢查和保養。一旦有灌漿中斷出現，應運用必要的措施，盡可能將中斷的時間縮短，確保盡早復灌。

2、串漿

灌漿施工中，有時會產生漿液從其他鉆孔或地下裂縫內流出的現象，并流向帷幕設計范圍以外，引發串漿問題出現。導致該問題產生的主要原因是在灌注孔間巖層時，由于有較多縫隙相互串聯存在，引發灌漿連通問題形成，從而造成串漿通路。在治理串漿問題時，應運用以下內容進行操作：同時對串漿孔和灌漿孔進行灌注；運用灌漿泵在每個孔洞位置進行設置，開展灌注施工；在串漿孔漏漿的上方位置對灌漿塞實施安裝，從而實現封堵嚴密。

五、結束語

綜上所述，帷幕灌漿技術是一種在閘壩砂礫石地基或者巖石中采用灌漿來建造防滲帷幕的技術，能夠有效地處理地下水的滲透問題，還能降低閘壩承受的壓力，作為最常用的一種地基防滲處理技術，帷幕灌漿技術在水利工程施工中的合理應用，可保障水工建筑物施工安全及穩定運行。 ■

參考文獻

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