帷幕灌漿施工技術在水庫大壩基礎防滲加固處理中的應用

丁敬君

黑龍江省水利水電集團第一工程有限公司

帷幕灌漿施工技術在水庫大壩基礎防滲加固處理中的應用

丁敬君

黑龍江省水利水電集團第一工程有限公司

在我國，安全穩定的水利工程運行直接影響著社會經濟發展和人們的正常生活，對帷幕灌漿技術的應用在一定程度上可以將水庫運行的安全問題有效解決。除此之外，應用成本較低、安全性能高等優勢使得帷幕灌漿技術的經濟效益、防洪效益以及生態效益都比較樂觀。并且，對于帷幕灌漿技術的應用，在一定程度上提高了水庫大壩的滲透穩定性，有效地提高了工程質量及水庫的安全運行系數。我們后續就上述內容展開詳細探討。

帷幕灌漿；施工技術；水庫大壩；基礎處理；防滲加固

1 引言

長時間的侵蝕和沖刷給水庫工程建筑結構帶來一定的破壞性，這就使得水庫大壩極易出現滲漏問題，而滲漏的出現嚴重影響了工程的整體穩定和安全。所以說防滲工程是整個工程的重中之重。高水平的技術操作性、實用性、安全性，良好的防滲效果，使得帷幕灌漿技術成為當前技術條件下最為常用的防滲施工技術。

2 重要性

水庫大壩的失控會嚴重影響到國家及人民的生命財產安全，但是幕灌漿技術在水庫大壩防滲加固中的應用可以有效避免水庫的安全問題發生，江水庫大壩安全鑒定及核查意見中發現的問題有效解決，為水庫的正常運行提供幫助，進而促使其效益的全面發揮。因此高質量的工程施工、運行過程中的滲透穩定，使得在水庫大壩防滲加固中帷幕灌漿技術的應用顯得尤為重要。

3 施工工藝

（1）灌漿孔的設計布置情況。某水庫除險加固工程防滲墻底部帷幕灌漿全長169m，按設計要求在帷幕灌漿軸線上布置灌漿孔，分Ⅲ序，孔距2m，孔位在上下游方向偏差不得超過10cm，共計121個孔，灌漿后要求達到壓水試驗透水率q≤5Lu。（2）自動記錄。灌漿記錄全部采用自動記錄儀，自動記錄儀為杭州長杰科技有限公司CJ-G3型灌漿自動記錄儀。（3）施工組織及主要施工設備為保證質量和工期，共組織投入3臺XY-150型鉆探式鉆機，制漿泵2臺，CJ-G3型灌漿自動記錄儀2臺。

從總體上分析，帷幕灌漿施工過程中對水庫工程周邊環境環境進行詳細的分析，要根據具體的情況制進行帷幕灌漿施工流程設計，并做好相應的準備工作，確保工程建設的質量水平，保證在后期使用中安全性能。

3.1 施工工序

施工過程如下：鉆孔-裂縫沖洗及簡易壓水-制漿注漿-封孔。灌漿作業前，必須把鉆孔的裂縫仔細沖洗，并將孔內反清水作為沖洗標準。沖洗操作后，需要簡單的水壓力計算，計算水滲透率，然后制漿和灌漿操作，應嚴格按照泵稱料配置比進行制漿，確保攪拌時間超過3min，泥漿比重要進行實時檢測。在灌漿過程中，由于吃漿量過大，通常在每間隔3～5min進行一次流量檢測，灌漿壓力配備專人負責，隨時記錄流量、灌漿液等施工參數。此外，封孔的方式主要采用兩種，機械和人工方法，以確保灌漿段漿液飽滿，保證覆蓋層的密度度。

3.2 鉆孔

首先，帷幕灌漿施工應進行孔位測量和鉆孔機到位工作。在施工過程中的孔位測量應使用全站儀、水準儀和鋼卷尺等必要設備輔助放線引點設置，施工測量完成后應使用電鉆進行空位鉆眼，然后用鋼楔塊校準，并用油漆標記鉆孔位置。還應在施工前確定鉆井平臺，特別是鉆機應使用水平尺來完成標定，只有滿足施工標準后才能用固定螺栓進行加固處理。固定完成后要經過進一步檢查，包括鉆機的穩定性和水平度，而且還應檢查鉆孔、豎井和起重機之間的位置是否處于三點一線。其次，混凝土覆蓋層鉆孔和孔口鋪設。正常情況下，灌漿廊道底板混凝土的厚度是不同的，但總體水平厚度一般較大，因此，埋管深度應控制在1-2m的范圍內。穿孔管的大小應設置為110m，下直徑91mm。另外，在鑲設孔口管時應在孔內栓線注入0.5：1的水泥漿，然后向下進入孔口管，并調整角度，等待水的凝固時間至少為3d。

3.3 控制漿液水灰比

漿液水灰比對帷幕灌漿施工質量的影響是非常高的，只要注入漿液超過300L、或填充時間超過1h，灌漿壓力和注入率變化不明顯，都可以增加水灰比的濃度，注入率超過30 L/min時，漿液濃度調制就要根據施工的具體需求來進行。對于灌漿過程，經常出現灌漿停止的問題，出現這種問題時首先要分析這些問題的原因，并采取相應的措施及時處理，盡快將灌漿作業恢復，否則將需要清理鉆孔，然后再進行灌漿施工的恢復。沖洗措施無效時，應徹底清洗后才能進行灌漿操作。

3.4 灌漿

灌漿施工是最關鍵的工序之一，需要將重點放在兩個方面，一是施工材料。在帷幕灌漿施工中，工程設計要與施工材料的要求相結合。如果在施工中遇到斷層或巖溶地區，必須在泥漿中加入適當的外加劑或其他混合物，做好記錄和報告。二是施工工藝。一般情況下，帷幕灌漿施工使用的是自下而上的方式運作，該項目共設置兩排帷幕孔，需要先進行下游排孔施工，然后再上游排孔施工，根據設計施工方案，每一排帷幕孔都分為三級，然后再按順序施工。當同一排帷幕線中兩個相鄰的孔深進基巖以下15米時，才能夠進行后續孔施工。本工程采用的帷幕灌漿法是逐孔封閉、孔內循環的方式。鉆桿作為射流管，并根據設計要求將其擴展到指定的深度，將孔與孔底的距離控制在50 cm以內。在灌漿過程中，如果有特殊情況，如冒漿、漏漿等，應采取應急措施，并制定有效的處理方案，經工程師確認后，才能繼續施工。

圖1 帷幕灌漿施工流程

3.5 檢查帷幕灌漿質量

帷幕灌漿施工質量和施工工藝的關系非常密切，在帷幕灌漿施工質量檢查前，要根據相應的要求，收集相關信息，在灌漿施工完成兩周之后才能檢查其施工質量。帷幕灌漿檢查孔的數量應占大壩灌漿孔總數的10%，或在一個單元內至少有一個檢查孔。檢查布孔時，要按照工程師規定或根據帷幕灌漿工程的設計要求，在中心線上布置鉆孔；灌漿處于巖石破碎、斷層或大孔隙體積注入的孔段；在問題部分零件偏差過大的部位或者灌漿施工有可能出現問題的部位。 帷幕灌漿孔水壓試驗應按照監理的指示進行檢查，并在帷幕灌漿結束時將有關資料提交監理人員，確保檢查工作的順利進行。應根據設計規范檢查帷幕灌漿的檢查孔，還需要檢查巖芯等，以保證帷幕灌漿的密封質量是否符合設計要求。檢查孔的鉆孔、取芯、水壓試驗應按規范進行，保證灌漿質量。

4 特別注意

首先，是繞塞返漿問題。考慮到水庫大壩整體上的土質比較松散，且風化性強，這就導致護臂套管的下入端很容易松脫。因此，在灌漿過程中，應注意泥漿沿壁管泛出的處理方法。最好用水泥在管道的腳處放水，并用水泥袋封住孔口。如果該方法沒有達到效果再進行濃漿灌注待凝，并且在此期間要選用間歇性灌漿施工。其次，串漿問題。如果串漿問題被發現，則必須用膠帶將串漿空口密封才能夠繼續灌注。如果正在鉆進的孔內發現串漿問題，則必須立即停止灌漿至孔內，待漿液凝固之后才能繼續灌漿，以保證灌漿質量。在灌漿過程中，應考慮壩面或壩背出現排氣、排水或者冒漿現象時進行冒漿點表面封堵。可采用濃漿、減壓、限流或慢速灌注的方式對其進行處理。最后，是漿液滲漏問題。如果帷幕灌漿過程中因吃漿量過大而承受不起壓力，就會出現漿液滲漏現象。這就可以采用間歇帷幕灌漿的方法，并對原溢洪道附近的石灰巖塊進行回填，以緩解施工所導致的巖體空隙大、漿液滲漏嚴重等問題。此外，還可以采用濃漿和粗砂灌注相配合的復灌方法，確保最終的施工質量。

5 結束語：

總之，不同的水庫建設基本條件是不同的，即使同一水庫大壩建設在有不同條件的不同部位都有所不同，所以施工人員應當嚴格遵守有關技術規范進行帷幕灌漿施工工作，在施工過程中，還應提高施工質量的檢測。確保灌漿效果與技術標準相符，確保未來所使用水庫工程的穩定性和安全性，為中國社會經濟的發展奠定堅實的基礎。

[1]潘永明，李海松.淺談壩基砂礫層帷幕灌漿施工在水庫除險加固工程中的應用[J].水利建設與管理，2010，30（4）：64～65.

[2]曹昌平.小型水庫除險加固措施及土壩壩基帷幕灌漿的特點分析[J].水利科技與經濟，2016，22（2）：113～115.

[3]翁祥通，陳慧杰.探析水庫除險加固工程帷幕灌漿設計及施工[J].中國水運月刊，2010，10（4）：132～133.