水電站壩基深孔帷幕灌漿施工技術分析

李根旺 史冠軍

（1.四川二灘國際工程咨詢有限責任公司，四川 成都 610000；2.史冠軍，江蘇科興項目管理有限公司，江蘇 南京 210000）

在水電站工程大壩項目建設的過程當中，為了在最大程度上提升建設水平，有效地減少壩基和兩岸巖土體滲流量，避免出現滲漏方面的損失，有效地采取水電站壩基深孔帷幕灌漿施工技術是十分必要的。該項技術在水電站大壩工程建設的過程當中有著極其廣泛的應用，主要是利用一排或者是多排連續鉆孔實施灌漿作業，從根本上保障滲透的穩定性。水電工程項目建設過程當中所采取的帷幕灌漿技術有著十分強的專業性特征，可以有效地運用在深孔帷幕灌漿施工難度比較高的水電站大壩工程項目中，進而避免在施工建設的過程當中出現埋鉆、燒鉆、夾鉆、鉆具折斷以及脫落等不良事故[1]。另外，工程建設過程當中，如若孔深、孔斜等相關指標沒有達到設計的標準和要求，那么就不能夠保證最終的防滲透效果，所以必須要對帷幕灌漿施工技術進行更加深度的研究和分析，從而確保水電站大壩的安全平穩運行，降低事故的發生率，減少經濟損失。

1 深孔帷幕灌漿施工技術概述

現代化經濟社會的快速發展帶動了多個行業以及產業的誕生和發展，水電站也在時代的發展背景之下應運而生，與此同時，為了滿足社會發展的用水需求，水資源開發利用率也處于不斷上升的趨勢，水電站數量以及建設規模持續加大，全方面地滿足了社會的多方面需求，維護了社會的正常平穩運轉。對于水電站大壩建設工程項目來說，在建設的環節當中采取深孔帷幕灌漿施工技術有著極高的應用價值，能夠提升大壩基礎防滲漏效果，確保水電站工程大壩的平穩運轉。

深孔帷幕灌漿一般情況下都是作用在大壩基巖中鉆孔以及高壓灌注水泥漿液的環節當中，通過水泥漿液對基巖裂縫部位進行有效的填充和加固，從而構建形成了地下防滲漏墻，起到了封閉或者是堵塞地下水通道的作用，密封效果良好，能夠有效地隔絕水滲漏。此種施工技術能夠從根本上解決大壩上游水庫中水體以及地下水向基巖滲漏現象，并在技術應用的過程當中，產生滲透和揚壓兩種不同的破壞力，在兩種破壞力的作用之下，大壩會呈現出向上抬舉的狀態，甚至大壩的基礎部位會受到嚴重損壞。水電站大壩工程項目在早期的建設過程當中受到了多方面因素的限制，尤其是大壩施工技術的限制，導致整個大壩的帷幕灌漿規模比較小，并且鉆孔深度較淺，通常情況下難以滿足施工的建設需求，達不到相關技術標準[2]。隨著水電站大壩技術的快速發展，以及大壩基礎標準和要求的不斷提升，深孔帷幕灌漿施工技術受到了高度的重視，并且應用范圍越來越廣，應用效果也得到了充分的肯定，在水電站大壩工程項目建設的過程當中有著重要的價值意義。

通常情況下，水電站大壩的帷幕灌漿應當維持在100m 以內，如果項目的孔深超出了100m，那么則被定義為“深孔帷幕灌漿”，其主要的施工技術流程為：（1）根據具體建設要求，定位并鉆孔；（2）鉆進成孔，同時開展跟蹤測斜，有效地保持鉆進的方位；（3）沖洗鉆孔部位，同時開展壓水試驗；（4）灌漿作業；（5）等待漿液凝固。水電站壩基深孔帷幕灌漿施工過程當中所承受的孔深會更大，有著施工難度高以及專業水平要求高和施工工藝控制要求嚴格等多方面特征。例如，在進行鉆孔作業的環節當中，如若鉆孔方位把握不準確，那么極有可能會出現鉆孔方向偏斜的狀況，此時將會進一步加大深孔帷幕灌漿鉆孔輔助的作業量，使得施工的時間進一步延長，投入的時間以及人工、資金成本也會更多。另外，鉆孔作業所需要運用到的鉆具時常會發生被卡埋以及擠壓等問題，這就要求作業的過程當中必須要嚴格地按照相關規章制度以及施工流程開展作業，充分地保證處理工作的有效性，在最大程度上滿足鉆孔作業的質量標準。本篇文章著重分析了水電站壩基帷幕灌漿施工技術的應用情況。

2 水電站壩基深孔帷幕灌漿施工技術的應用要點分析

根據水電站壩基深孔帷幕灌漿的具體特征以及建設難點等，必須要結合項目建設的實際情況，開展灌漿方面的實驗，確保最終的灌漿方案能夠滿足項目建設的多方面質量標準和要求，在最大程度上保證建設的各個工序都能夠得到順利的實施，確保防滲加固效果得到提升。從整體上看，水電站壩基深孔帷幕灌漿施工技術主要有以下幾個應用要點：

2.1 灌漿試驗

水電站壩基對于整個水電站工程項目都有著極其重要的作用，必須要有效地提升水電站壩基處理技術，所以，在建設的前期階段，要嚴格按照項目的具體情況以及工程地質環境和施工技術條件等多方面情況，采取最為科學有效的灌漿工藝，嚴格地計算出最終的灌漿參數，全方面確保深孔帷幕灌漿的處理水平和質量。水電站壩基深孔帷幕灌漿施工技術在正式應用之前，必須要展開灌漿試驗，其主要具有如下施工要點：（1）利用帷幕灌漿試驗，準確地把握水電站壩基不同巖層的滲透性以及可灌性；（2）結合項目的具體施工特征以及地質環境等多方面因素選取最為科學有效的施工工藝技術，確定具體的施工工序流程，按照項目實際特征，應用最為科學的灌漿材料，并確定漿液配合比；（3）按照設計的標準和需求，確定最終的施工參數并開展灌漿試驗，對技術應用過程當中漿液存在的有效擴散半徑進行全方面的研究和分析，并充分地論證水電站壩基深孔帷幕灌漿的相關設計參數，存在不合理的情況時，要提出針對性的建議和解決方案，確保灌漿試驗開展的有效性[3]。（4）在水電站壩基深孔帷幕灌漿技術應用的過程當中會存在多方面的問題，例如，鉆孔偏斜、鉆夾、鉆具受損等多種不良情況，應當在整個施工方案開展之前，制定科學合理的預防措施，充分地保障項目建設進度和建設質量。

2.2 灌漿工序

在灌漿操作過程當中，必須要始終遵循縮小孔距兼顧合理性的原則，根據項目的實際建設要求和標準，選取科學有效的灌漿施工工序和技術，在最大程度上保證最終的灌漿施工效果，主要涉及以下兩點注意事項。

首先，在灌注漿液環節當中，應當逐漸地加密，從而確保灌漿壓力得到逐步的提升，進一步增強漿液擴展范圍和凝結的密實度。另外，可采取壓水實驗，有效地檢查上一個鉆孔最終的灌注效果。如果建設項目的地質環境相對來說較為復雜，排序較多時，例如有兩排排序，那么應當優先下游排；如若排序達到了三排及其以上，那么應當優先施工邊排，再檢查中間排[4]。

其次，要充分地提升灌漿水平，保障灌漿的合理性，在施工的環節當中，及時地做好處理工作，以便于后續灌漿作業擁有較好的便利性，避免出現不良影響，從而延誤整個建設周期。例如，在進行大壩灌漿施工作業的過程當中，通常情況下必須要先進行壩基固結灌漿施工，在該施工步驟結束之后，再開展帷幕灌漿以及接觸灌漿作業，確保上述環節操作無誤，操作效果得到保障時，才能夠開展壩體接縫灌漿作業。

通常情況下，針孔后沖洗并且完成壓水試驗之后，才能夠開展單一孔的工序，并且灌漿的相關參數必須要結合試驗的最終結果來進行確定，確保終孔以及封孔工作能夠順利地完成。分段灌漿主要有三種不同的操作方式，分別是自上而下、自下而上和綜合分段措施，結合漿液具體的流動路線可劃分成兩種不同的施工方式，分別是純壓式以及循環式[5]。在這當中，純壓式灌漿主要指的是把漿液灌入到鉆孔當中去之后，漿液不會再返回到灌漿泵當中去，此種方式能夠充分的保障灌漿的有效性，將也不會再滲漏，然而，采取這種方式也具有一定的劣勢，例如，在作業的過程當中已經灌注到鉆孔當中的灌漿管，由于出現了故障堵塞的現象，壓力表會進而引發故障現象。這對于最終的灌漿結果是極其不利的，不能夠良好地判斷灌漿是否結束，出現這種情況必須要做進一步的檢查，進而導致施工進度受到延誤。又例如鉆孔當中，一部分漿液在灌注的過程當中流動的速度極其緩慢，不能夠有效地預測漿液是否已經到達了鉆孔的底部部位，而流動速度緩慢，也容易堵塞縫口[6]。所以，在進行灌漿施工的整個過程當中，必須要對管路進行全方面的檢查，防止出現堵塞以及設備故障的現象，充分地保障灌漿質量能夠滿足相應的標準。循環式灌漿方式主要指的是漿液在進入鉆孔機中后，能夠返回到灌漿泵當中，并持續開展循環。然而，此方式有著結構復雜，以及操作流程繁瑣的特征。如果項目的孔深持續增大之后，施工的難度將會更高，對于施工控制要求較為嚴格，因此，在該項目灌漿技術施工的過程當中，必須要做好相應的處理工作，針對一部分項目建設所面臨的復雜地層，灌漿區域當中有著多種類型的裂縫，為了充分地達到項目的灌注要求，一般情況下，要應用粘度較低的稀漿采取灌注施工。

3 事故處理

根據水電站大壩項目過往的實踐經驗對水電站壩基深孔帷幕灌漿施工技術應用過程當中存在的主要事故以及處理措施進行總結分析：

3.1 鉆孔偏斜問題

在進行深孔帷幕灌漿施工的環節當中，要重點關注鉆孔孔斜控制，根據相應的標準，把控鉆孔的偏斜程度，施工過程當中，通常應用鉆機四角錨固以及加長導具等方式，另外還采取測斜儀對鉆孔鉆進過程當中的偏斜度進行檢測。通常情況下，孔深越小，在100m以下，偏斜程度就越好控制，如果孔深在100 m 以上，那么偏斜的控制難度將會進一步加大。對于此種現象，在立足于項目的基礎之上，有效地把控并縮小灌漿孔設計間距，從而消除掉個別孔孔斜所帶來的不良影響。在進行鉆孔作業的過程當中，應當有效地把控鉆壓以及轉速，確保其處于合理的范圍之內。

3.2 “鑄鉆”問題

深孔帷幕灌漿施工技術對于水泥漿液有一定的要求，如若采取普通的水泥漿液，“鑄鉆”問題的發生率將會持續升高。根據研究的結果來看，這主要是和水泥漿液的具體類型有極大的關聯，一般要應用濕磨細水泥。除此之外，要結合實際情況選擇合適的鉆頭，有效地減小鉆頭和鉆桿的間隙，不斷增大漿液在孔內環狀間隙上返速度，在最大程度上避免出現“鑄鉆”問題。

3.3 孔口滲水問題

在深孔帷幕灌漿施工技術應用的具體過程當中，極有可能會出現孔口涌水的問題，此種事故類型較為常見，出現該現象時要及時地采取處理措施，首先對涌水壓力和具體流量進行科學的測量，在進行灌注的環節當中，始終把設計灌漿壓力與涌水壓力作為關鍵的衡量指標，有效地控制灌漿壓力。除此之外，結合實際情況，適當地應用灌漿栓塞孔口阻漿，在其凝固8-12 小時之后，能夠有效地提升涌水孔段灌漿效果。

3.4 回漿變濃問題

此類問題的解決方式，一般情況下是更換原比級的新鮮漿液，如果在更換之后，效果仍然得不到保障，可利用濕磨細水泥進行替換。此種水泥類型的應用，基本上能夠解決深孔帷幕灌漿施工技術應用過程當中存在的回漿變濃問題。

4 結語

綜上所述，隨著現代化社會的快速發展，在水電站工程項目建設的過程當中，深孔帷幕灌漿施工技術得到了極其廣泛的應用，有效地解決了水電站壩基防滲加固方面所面臨的問題，應用的效果較為良好。在該技術施工的環節當中，由于鉆孔的深度比較深，并且面臨的地質環境較為復雜，所以容易引發多種類型的質量問題，必須要結合實際情況開展科學有效的灌漿試驗，進一步確定合理的灌漿參數，嚴格地按照技術標準開展各項施工工序，并做好質量檢查工作，確保技術應用的最終效果。