水庫除險加固工程中的大壩帷幕灌漿施工工藝

彭林勇

（廣州市黃埔區木強水庫管理所 廣東廣州 510530）

1 工程概況

基于某水庫的實際監測結果針對其采取帷幕灌漿加固措施，大壩兩岸設置灌漿洞，持續延展至山體深部，形成的洞身總長度約20m，加之上游與引水系統的帷幕共同構成完整體系，創建具有較高性能的防滲屏障。本工程中大壩長400m，具體施工區域為左壩肩至壩體的100m。以2m為間距相繼設置灌漿孔，0+00.00～0+100.00與0+100.00～0+200.00段分別布設兩排，各自形成上、下游排。

2 灌漿材料、制漿和灌漿設備

帷幕灌漿應采用普通硅酸鹽水泥，水泥標號≥425#，水泥的細度要求為通過80μm方孔篩的篩余量＜5%。灌漿用水泥必須符合質量標準，不得使用受潮結塊水泥。灌漿用水應符合拌制水上混凝土用水的要求。根據灌漿需要加入外加劑時其種類及摻加量通過室內試驗和現場灌漿試驗確定，且外加劑不得污染環境。制漿材料必須稱量且稱量誤差＜5%，水泥等固相材料采用重量稱量法。泥漿必須攪拌均勻并測定泥漿密度，純水泥漿液的攪拌時間，使用普通攪拌機時＞3min，使用高速攪拌機時＞30s。漿液在使用前應過篩，自制備到用完的時間＜4h。攪拌機的轉速和拌合能力應分別與縮攪拌漿液類型和灌漿泵的排漿量相適應，并應保證均勻、連續地拌制漿液。

灌漿泵性能應與漿液類型、濃度相適應，工作壓力＞最大灌漿壓力的1.5倍，并應有足夠的排漿量和穩定的工作性能，灌注純水泥漿液采用多缸柱塞式灌漿泵。灌漿管路應保證漿液流動暢通并能承受1.5倍的最大灌漿壓力。灌漿泵和灌漿孔口處均應安設壓力表，使用壓力應在壓力表最大值的1/4～3/4。壓力表應經常檢定，不合格或損壞的壓力表嚴禁使用，壓力表于管路之間應設有隔漿裝置。灌漿塞應和采用的灌漿方式、方法、灌漿壓力及地質條件相適應。灌漿塞應具有良好的膨脹性和耐壓性能，在最大灌漿壓力下能可靠地封閉灌漿孔段，并易于安裝和卸除。

3 帷幕灌漿施工

3.1 鉆孔

3.1.1 孔位確定

以設計要求為準合理測放各鉆孔位置，尤為重要的是開孔位置，實測值與設計值偏差控制在10cm內。實際施工中若存在孔位變更需求，需將實際情況告知現場監理工程師，在獲得許可后方可做出變更，且將全新鉆孔位置的數據記錄好[1]。

3.1.2 鉆進

鉆孔的基本前提在于蓋重混凝土強度，經檢測若該值達到設計要求的50%即可開始鉆孔作業，此環節使用回轉式鉆機，若想提升鉆頭強度可使用金剛石鉆頭。

（1）孔徑：不同孔的具體孔徑存在差異，抬動觀測孔以76mm為宜；關于先導孔與灌漿孔需適當加大孔徑，為89mm；而檢查孔的孔徑則為76mm。

（2）鉆孔方向：首先要確保鉆機穩定性，依據設計要求確定合適的鉆孔方向，整個鉆進過程均要確保鉆孔方向的合理性。

（3）孔深：以灌漿深度為準合理控制孔深且展開壓水試驗，以所得結果為準確定合適孔深，存在特殊需求時可適當加大孔深，但必須與設計要求相符。

（4）觀察和記錄：伴隨鉆孔作業的持續推進需做好記錄工作，諸如沖洗水壓力、顏色等；較特殊的是II序孔和III序孔，在對此類孔鉆進施工時需分析是否有水泥結石現象。

3.1.3 孔斜控制

（1）控制鉆孔的偏斜率使其穩定在合理范圍內；不同孔深所提出的鉆孔偏差存在差異，具體有：若孔深為20m各排偏差需在25cm內；若孔深為30m單排孔偏差控制在45cm內，同時將2排或3排孔偏差控制在50cm內；若孔深為40m單排孔偏差控制在70cm內，同時將2排或3排孔偏差控制在80cm內；部分孔深達到50m，此時單排孔偏差控制在100cm內同時將2排或3排孔偏差控制在115cm內；此外，若孔深超過60m在施工中單排孔偏差控制在130cm內，并將2排或3排孔偏差控制在150cm內。

（2）考慮到孔斜問題，需采取如下措施控制誤差：準備鉆機，使鉆桿與鉆孔兩部分的中心處于完全對準狀態，利用水平尺（出于對測量結果精確性的考慮，精度在2‰以內）調節立桿使其處于垂直狀態，確保立軸的偏斜率在2‰內。在地錨螺栓作用下將鉆機穩定置于施工平臺上，后續施工中密切分析鉆機位置并明確其位移情況。且施工中要頻繁檢查鉆機以確保具有足夠穩定性，檢測立軸鉛垂度，偏差超出許可范圍后應隨即調整。開孔環節易出現質量問題，需適當放慢鉆機速度，采取輕壓慢鉆的方式。此外需要校核立軸角度，以工程實際情況為準合理調整。采取可行的措施確?？卓诠酀{管的穩定性，且要滿足設計孔向要求。在鉆進作業時檢查20m孔深內的偏差情況，若不滿足孔斜要求需采取糾偏措施。

3.1.4 裂縫沖洗

（1）做好灌漿之前的準備工作，在壓力水作用下清理裂隙，只有在回水足夠潔凈后方可停止。結束沖洗后檢測孔中沉積厚度，應在20cm內。沖洗壓力的控制以灌漿壓力的80%為宜，但不可高于1MPa。

（2）部分施工環境較為復雜，含有大量軟弱夾層等，需通過試驗的方式明確是否具備沖洗的必要性，若需要沖洗則進一步確定合適的方法。

3.1.5 壓水試驗

完成先導孔的沖洗作業后遵循由上至下的順序展開壓水試驗，明確先導孔的透水率。此環節試驗可采取單點法，參考技術規范確定合適的水壓力。關于灌漿孔的處理需展開壓水試驗，此時壓力以灌漿壓力的80%為宜。當壓力不發生變動后再持續壓水1/3h，此階段以5min為間隔獲得壓入流量，取最后一次的流量值將其作為后續計算的數據基礎。

3.2 灌漿

3.2.1 灌漿方法

（1）在灌漿孔施工作業中需將孔口封閉，采取分段循環灌漿的方法并遵循自上而下的原則，控制好管口的位置使其與孔底間距在0.5m內。

（2）接觸段的灌漿作業選用卡塞法，調節灌漿塞的位置，與底板間距以0.5m為宜。較為特殊的也是接觸段灌漿作業，該處埋孔口管需要待凝，除此之外的其它灌漿施工均無需待凝，結束灌漿后可隨即轉入后續施工中。

3.2.2 孔口管設置

（1）結束接觸段施工作業后向孔中置入孔口管，確保管口位置的合理性，應穩定在混凝土液面下方2m處，基于灌漿法持續向孔中注入水泥漿，施工過程中檢測孔口管與孔壁泥漿狀態，若兩處水泥漿濃度一致便要將孔口管導正。經上述分析得知需給予36h待凝時間，在此基礎上方可展開后續鉆灌作業。

（2）孔口管需足夠穩定，以免在后續灌漿過程中因管移動而出現冒漿等質量問題。

3.2.3 灌漿分段和壓力

I序孔的灌漿施工需確定合適的分段長度與灌漿壓力。在次序孔施工中應適當提升灌漿壓力，達到前序孔的110%～115%。整個施工過程要時刻關注壓力并采取合適的控制措施，為灌漿施工質量提供保障。

3.2.4 漿液變換標準

（1）灌漿漿液由稀到濃逐級變換。

（2）當灌漿壓力保持不變注入率持續減少或注入率不變灌漿壓力持續升高時，不得改變水灰比。

（3）當某一級漿液注入量＞30L/min時可視具體情況越級變濃。

（4）當某級漿液的注入量＞300L或灌注時間＞30min，而灌漿壓力或注入率無改變或改變不明顯時漿液應改濃一級。

3.2.5 灌漿結束標準

伴隨灌漿壓力的提升，當達到最大值時應將注入率控制在1L/min以內，在滿足此條件后方可繼續灌注，達到60min后即可結束灌漿施工。此時若初凝無法達到標準產生回漿應安排施工人員處理。

3.3 封孔

帷幕灌漿孔及灌后檢查孔采用置換和壓力灌漿法封孔。灌漿結束后利用射漿管，直接用0.5：1的濃漿置換孔內稀漿，待回漿管返出0.5：1的濃漿，置換充分后提出射漿管，補充漿液后采用孔口封閉壓力灌漿封孔法，在灌漿最大設計壓力下屏漿60min。

3.4 灌漿施工面臨的問題及處理措施

（1）串漿問題。灌漿施工效率是現代工程中高度追求的目標，在條件允許的情況下可采取多個串漿孔兼并施工的方式。若工程條件較苛刻無法滿足多串漿孔同時施工要求時，需利用塞子將空口堵好。結束灌漿施工后隨即清洗串漿孔，否則會對后續施工造成影響。

（2）灌漿中斷。施工環境錯綜復雜，在遇到意外事故時極容易引發灌漿中斷現象。對此，施工人員要力爭在最短時間內將問題解決。灌漿施工具有連續性，若出現中斷現象且無法在短時間內恢復正常生產作業時容易對工程質量帶來影響，因此這一問題要得到全體工程人員的高度關注。

4 結束語

現階段，本水庫的大壩帷幕注漿各環節施工均已結束，經技術人員檢驗驗收得知施工質量良好且符合設計要求，有助于提升水庫除險加固工程的整體質量。