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

商 坡

（山東省寧陽縣水利工程公司，山東 寧陽 271400）

1 帷幕灌漿防滲加固設計分析

帷幕灌漿防滲加固設計主要是針對壩體與周邊建筑物的相互滲透進行分析,并對其變形、裂縫等現象做出科學處理，以達到減少水庫大壩滲漏水的目的。在施工過程中需要嚴格按照相關規定規范要求做好灌縫護壁封堵工作、防滲漏等措施，并根據實際工況合理選用鉆機及設備,以提高施工效率和質量。通過對水庫工程實際情況的分析, 我們發現帷幕灌漿施工技術具有顯著的優勢, 可以有效減少水庫大壩滲漏水現象。因為帷幕灌漿施工技術的優點是施工效率高、成本低,而且具有較好的經濟性，因此在水庫大壩防滲加固中得到了廣泛的應用。但是帷幕灌漿施工技術也有其不足之處,如鉆孔深度較小,對壩體材料要求比較高等，并且由于鉆進過程中會產生一定量水壓力差、動液面流速較慢等問題，這導致注縫出現堵塞現象而影響到整個工程效果和質量。

1.1 帷幕設置

該水庫壩基工程應當進行雙排灌漿帷幕, 在水庫大壩進行帷幕灌漿施工時,應當嚴格按照相關的要求,對防滲材料、設備和方法等方面進行有效控制。其中整個灌漿帷幕的設置中其深度范圍為55～60 m，其具體的施工工藝為:先進行防滲體層鋪設,之后將整個帷幕灌漿材料鋪設到大壩壩面上, 接著在鉆孔灌注水泥砂漿以及混凝土，接著進行鉆孔灌注。在整個施工過程中, 應當嚴格按照相關的要求, 對防滲體層鋪設厚度、孔徑以及混凝土強度等方面都要有一定的控制。基于上述描述帷幕灌漿施工工藝見圖1。

圖1 帷幕灌漿施工工藝

1.2 左、右壩肩帷幕

在大壩防滲加固處理中, 帷幕灌漿施工是非常關鍵的環節,對于水庫壩體穩定性具有重要作用。左、右壩肩帷幕的防滲加固效果比較好,大壩蓄水后,由于壩體填土覆蓋層厚薄變化小、透水性強等特點直接影響水庫的穩定安全，其之間7 ～14 m 的碎裂石灰巖層，而該巖層的滲透系數為4.923 m,屬于軟弱土層,粘性土和松散砂卵石、淤泥質粉砂巖等均較易發生滲流問題，因此在水庫大壩防滲施工中必須嚴格控制帷幕灌漿工程質量。另外,灌漿施工應當在內坡一級平臺上進行,并且在壩體中部部位、河床部分以及帷幕灌漿的施工過程中, 要嚴格控制各段鉆孔壁與護砌之間出現裂縫問題。

2 帷幕灌漿工藝技術

2.1 施工工藝流程

單孔灌漿工藝是目前水庫大壩防滲加固的主要施工工藝，其具有顯著優勢,在實際工程應用中，通過對單孔灌漿技術進行分析和研究發現，該方法不僅可以有效提高壩體穩定性、保證下游地下水水位不受影響，并且不需要引排泄流槽及其他設備投入資金等，同時還能實現混凝土結構的整體性承載力。單孔灌漿工藝具體流程見圖2。

圖2 單孔灌漿工藝具體流程

2.2 鉆孔技術

鉆孔施工中,必須對注漿管柱的尺寸、位置和數量進行確認，在灌漿過程中將注入一定量的水泥砂子作為止水劑，在注漿的過程中,需對灌縫位置進行嚴格控制,同時還需要做好相關檢測工作[1]。同時應保證泥皮具有較好地流動性及良好粘結性，并確保泥餅進入管道內時與壓氣管內空氣充分混合均勻后才能將壓力轉移到灌縫處，防止出現滲漏現象發生，當鉆孔深度不超過2 m，設計標高以及施工圖紙要求值時,應對注漿管柱的位置進行檢查和驗收工作。鉆孔施工工藝見圖3。

圖3 鉆孔施工工藝

鉆孔技術中最重要的就是鉆孔偏斜率的計算，其斜率具體可以通過連續分段測斜的方法進計算鉆孔偏斜率，具體見圖4。具體的偏距計算見公式(1)：

圖4 鉆孔偏斜的水平投影與立面投影示意

鉆孔立面投影長度計算見公式(2):

鉆孔偏斜的方位角計算見公式(3):

鉆孔偏斜率計算見公式(4):

鉆孔的偏斜角計算如公式(5)所示:

鉆孔技術在實際應用中，首先要進行空位測放和鉆機就位工作，并且在鉆進過程中要不斷對孔壁和護筒進行加固,從而有效的防止壩基出現滲流情況,進而保證大壩主體結構安全。另外根據灌漿的實際情況,對鉆孔進行合理布置，確保注水壓力能夠滿足大壩運行維護和防滲漏要求，確保注漿效果,在施工中應當嚴格控制灌漿壓力, 保證鉆進混凝土結構能夠滿足大壩運行維護和防滲漏要求。此外針對帷幕灌縫處地質條件、地質變化以及裂縫出現等問題采取相應處理措施，保證帷幕灌漿施工順利進行,提高水庫大壩運行安全度，促進水利水電行業的可持續發展。其次是混凝土蓋板層鉆進和孔口管埋設工作，在灌漿施工中應當做好注漿材料的選擇,確保其具有良好性能,同時還需要注意對注水嘴進行密封,以防止滲漏問題出現。最后是混凝土灌縫的施工, 在工程中應當嚴格按照設計圖紙要求, 確保孔口尺寸和位置能夠滿足大壩運行維護及防滲漏等相關標準要求, 同時還需要注意施工中的質量問題,保證帷幕灌漿工程能夠順利進行[2]。

3 帷幕灌漿施工技術在水庫大壩防滲加固的實驗分析

帷幕灌漿施工技術在水庫大壩防滲加固中的應用,主要是通過對鉆孔器與噴射混凝土進行對比,從而確定該工程壩址內地下水情況,進而分析其水頭位置。帷幕灌漿施工技術作為水利水電開發項目中的重要環節,其質量直接關系到工程項目的安全性與可靠性,因此在水庫大壩防滲加固處理過程當中應用十分必要。以下為該水庫工程帷幕施工情況。

3.1 單元工程質量評定標準及情況

水庫大壩防滲加固過程中，質量評定標準是其整個工程能否正常進行的關鍵，它不僅決定著灌漿施工方案、灌注工藝及成孔效果是否符合要求和設計規范等問題，還對水庫大壩的整體施工質量產生直接影響[3]。水庫大壩基礎帷幕灌漿各個單位工程施工質量具體情況見表1。

表1 大壩基礎帷幕灌漿各單位工程評定匯總

由表1 可以看出, 該水庫帷幕灌漿施工中各單元工程質量全部都合格,整體質量都處于穩定狀態,水庫大壩防滲漏水工作效果明顯。但是由于帷幕灌漿施工過程中存在諸多不確定因素, 導致部分部位出現不同程度的問題，如:結構體系斷裂、巖體破碎等現象[4]。

3.2 單位耗灰量計算

根據現場實測數據,對大壩滲漏情況進行分析,發現灌漿過程中的耗灰量較高。水庫大壩基礎帷幕灌漿各分段分排序單位的耗灰量匯總結果見表2。

表2 大壩基礎帷幕灌漿單位耗灰量匯總

3.3 孔透實驗結果

在帷幕灌漿施工過程中, 首先需要對孔口周圍進行透水檢查, 并根據現場實際情況確定是否存在滲漏問題。其次是要嚴格控制鉆頭的水平和鉆桿的垂直度，保證鉆桿垂直度能夠達到設計要求,同時要嚴格控制漿液質量,避免出現孔壁失穩現象。再次就是對于已經進入水庫壩身之中出現裂縫、松動等現象時必須立即停止作業，并且及時處理堵塞通道而造成返工，最后便是在注漿完成后需做好灌縫封堵工作防止發生滲流破壞孔口, 并根據具體施工情況確定是否需要補水進行排空排氣。目前灌漿孔進行檢查的常用方法就是以孔總數的10%來進行檢測, 同時還需在注漿完成后對孔口進行封堵, 并根據實際情況確定是否需要補水,如果出現滲流問題就必須停止灌漿[5]。本研究實例中，帷幕灌漿施工中各部分壓水結果見表3。

表3 帷幕檢查孔壓實驗結果

4 結論

綜上所述，帷幕灌漿施工技術是水庫大壩防滲加固的主要手段, 其在實際工程中被廣泛應用于各類水利樞紐以及泄水建筑物，其對水庫大壩防滲加固的質量有著直接影響。水利樞紐工程地下空間較為廣闊,且具有一定復雜性。在實際施工過程中,由于地質條件、地層巖性以及水文情況等諸多因素都會引起帷幕灌漿出現各種問題，影響到灌漿質量。因此，必須要對帷幕灌注施工技術進行深入研究, 以確保其在水庫大壩防滲加固中的實際應用效果，同時對水庫大壩的實際運行狀況進行有效改善,以保證水利工程能夠安全可靠地投入使用。本研究就針對該類鉆孔鑿板灌注樁進行分析和探討來確保高效安全地將帷幕防滲加固處理工作落到實處，并通過實驗驗證,最終得出結論。認為該方法可以有效地提高鉆孔灌注樁的整體施工質量,為水庫大壩防滲加固工作提供便利。