水利水庫工程帷幕灌漿施工技術(shù)研究

高勝利

摘要：水利水庫工程中，對帷幕灌漿施工技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，可以提高水利水庫工程的防滲性能，因此有必要加強對帷幕灌漿施工技術(shù)的研究。文章以某水利水庫工程為例，探討了帷幕灌漿施工技術(shù)的要點。

關(guān)鍵詞：水利水庫工程;帷幕灌漿;施工技術(shù)

水利水庫工程施工過程中，經(jīng)常會遇到松軟深厚的巖土地質(zhì)工況，這樣的情況下，為確保水利水庫工程的防滲性能，應(yīng)采用有效的灌漿防滲技術(shù)，以預(yù)防水利水庫工程發(fā)生滲漏問題，提高水利水庫工程的建設(shè)質(zhì)量。

1.工程概況

某水利水庫工程，總庫容約1 715立方米，水庫位于河流出山口處，河流全長約180千米，流域面積約3 200平方米，水庫大壩以上的流域面積約2 420平方米。該工程為III等中型水利工程，水庫大壩最高點的高度為34.6米，擬建壤土斜墻土石壩。對該工程所在地區(qū)進(jìn)行勘察，結(jié)果顯示，壩基基巖主要為紅色泥質(zhì)礫巖、薄層泥巖，并有少量礫巖夾泥巖。基巖強風(fēng)化厚度約5～6米，弱風(fēng)化厚度約6～11米，以中等弱透水巖體為主，局部是強透水巖體。根據(jù)基礎(chǔ)巖土性質(zhì)，為提高壩體的防滲性能，擬采取帷幕灌漿施工技術(shù)。

2.施工方案確定

本工程中，壩基、壩土采取帷幕灌漿施工，對滲漏通道進(jìn)行有效的堵塞，以確保大壩的蓄水作用可以得到長時間的發(fā)揮，延長大壩的使用壽命。一期帷幕灌漿施工時，采取單排孔灌漿工藝，將孔間距控制在1.5米;二期帷幕灌漿施工時，采取雙排孔灌漿工藝，將兩排樁布設(shè)為梅花形，將孔間距控制在1.5米，將排距設(shè)計為65厘米。

3.水利水庫工程中帷幕灌漿施工技術(shù)的要點

3.1布孔

一期帷幕灌漿施工時，采取單排孔灌漿工藝，布孔的內(nèi)容包括灌漿孔5個、檢查孔1個，將孔間距控制在1.5米。應(yīng)確保檢查孔位于帷幕灌漿的軸線上，并要處于兩孔之間。二期帷幕灌漿施工時，采取雙排孔灌漿工藝，進(jìn)行布孔時，將灌漿孔設(shè)置在一期帷幕灌漿施工中設(shè)置的灌漿孔的下游，布設(shè)為梅花形，每設(shè)置5個灌漿孔，便要布設(shè)1個檢查孔，確保檢查孔處于一期帷幕灌漿施工中設(shè)置的灌漿孔、二期帷幕灌漿施工中設(shè)置的灌漿孔兩者之間的位置。

3.2鉆孔

根據(jù)圖紙上標(biāo)注的控制點進(jìn)行鉆孔，使用全站儀進(jìn)行精準(zhǔn)定位，對孔口高程進(jìn)行準(zhǔn)確測量，將孔位偏差控制在10厘米以下。在對灌漿孔進(jìn)行設(shè)置的時候，將其設(shè)置為鉛直孔，在實際施工的過程中應(yīng)對誤差進(jìn)行嚴(yán)格把控，按照設(shè)計圖紙的要求確定鉆孔深度，并要把控好孔底深度誤差。鉆孔深度為20米時，孔底允許誤差為0.25米;鉆孔深度為30米時，孔底允許誤差為0.5米;鉆孔深度為40米時，孔底允許誤差為0.8米;鉆孔深度為50米時，孔底允許誤差為1.25米;鉆孔深度為60米時，孔底允許誤差為1.5米。

帷幕灌漿施工中，鉆孔是核心環(huán)節(jié)，成孔質(zhì)量直接影響著帷幕灌漿施工的整體質(zhì)量。鉆孔環(huán)節(jié)，可采取沖孔施工工藝，以提高注漿固結(jié)質(zhì)量。在實際進(jìn)行鉆孔的時候，應(yīng)使用清水鉆進(jìn)的方式。鉆孔過程中，冷卻水在與粘土發(fā)生混合之后，會變成泥漿，且濃度較高，因此會在附著于孔壁上，給后期漿液壓入基巖層的施工過程帶來一定的不利影響。所以應(yīng)使用清水鉆孔工藝。同時，還可以選擇鉆孔沖洗技術(shù)，將孔底存在的沉淀物、粘土等雜質(zhì)沖洗干凈，并使用高壓水流將這些雜質(zhì)帶出孔外，并要及時沖洗孔壁上附著的泥漿，為后續(xù)灌注施工提供良好的條件。進(jìn)行沖洗的時候，應(yīng)用全自動記錄儀對沖洗時間、壓力、流量進(jìn)行記錄。

3.3注水與壓水試驗

鉆孔施工完成后，應(yīng)開展注水試驗，通過試驗得到準(zhǔn)確的灌漿壓力數(shù)據(jù)，以保障灌漿施工質(zhì)量。根據(jù)注水試驗結(jié)果，可以計算基巖滲透系數(shù)。進(jìn)行計算時，可采用下述公式：K=0.75（Q/LH）lg（2×L/r）。K表示巖土滲透系數(shù)，單位為厘米/秒;Q表示注入流量，單位為升/分鐘;H表示試驗水頭，單位為厘米;L表示試段長度，單位為厘米;r表示鉆孔半徑，單位為厘米。

確定灌漿壓力后，應(yīng)開展壓水試驗，可采用五點法，來計算透水率。進(jìn)行計算時，可采用下述公式：q=Q/PL。q表示透水率，單位為呂容;Q表示壓入流量，單位為升/分鐘;P表示該段全壓力，單位為兆帕;L為該段長度，單位為米。得到土層透水率之后，可以預(yù)測評估帷幕灌注效果，在灌注施工前，制定有針對性的措施，從而為后續(xù)關(guān)注施工提供有效的依據(jù)。

3.4埋設(shè)孔口管

本工程中使用的是鋼孔口管，管壁厚度為3毫米，將其埋設(shè)在覆蓋層的非灌漿段，埋設(shè)外徑為102毫米，其作用是對水泥漿的串流擴散空間進(jìn)行限制，以減少不必要的材料浪費。同時，為預(yù)防灌漿施工中由于有壓水流、水泥漿等對已成型的帷幕抗?jié)B結(jié)構(gòu)帶來的劈裂、沖蝕等，應(yīng)在覆蓋層帷幕終孔灌注完成后，埋設(shè)管壁厚度為3毫米、外徑為95毫米的鋼孔口管，對施工中出現(xiàn)的有壓水流、水泥漿、冷卻水進(jìn)行阻斷，保護(hù)帷幕抗?jié)B結(jié)構(gòu)。

3.5灌漿

一期帷幕灌漿施工中，采取單排孔灌漿工藝，從I序列到III序列逐個灌注。二期帷幕灌漿施工中，采取雙排孔灌漿工藝，先對鄰近上游的灌漿孔進(jìn)行灌注，再對下游的灌漿孔進(jìn)行灌注，對同一排孔進(jìn)行注漿作業(yè)的時候，應(yīng)隔一抽一。將相鄰注漿孔的灌漿高度差控制在15米以上。灌注施工中，為預(yù)防串流擴散而導(dǎo)致的水泥漿液浪費，應(yīng)對水泥漿的擴散半徑控制在2米以下;各灌漿孔單次灌漿量應(yīng)在3噸以上，復(fù)灌不可超過2次，最后一次進(jìn)行復(fù)灌的時候，應(yīng)采取間歇灌注、限量、限流、濃漿、低壓等措施。采取間歇灌注方法時，間歇時間應(yīng)在30分鐘以上;采取限量方法時，單次灌漿量應(yīng)在3噸以上;采取限流方法時，灌注流量應(yīng)為10～20升/分鐘;采取濃漿方法時，水泥漿濃度為50%;采取低壓方法時，壓力應(yīng)在0.1兆帕以下。

結(jié)語：

綜上，水利水庫工程中應(yīng)用帷幕灌漿施工技術(shù)的時候，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，對布孔、鉆孔、灌漿等環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控，充分發(fā)揮帷幕灌漿施工技術(shù)的作用，提高水利水庫工程的防滲性能。

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