吳甘露

(江西省水利水電建設(shè)有限公司，南昌 330025)

0 引言

在水利工程施工中，帷幕灌漿技術(shù)較為廣泛的應(yīng)用到水壩修建加固及地基防滲處理等方面。帷幕灌漿技術(shù)也稱為止水帷幕技術(shù)，是指使用從地面鉆取注漿孔洞及地質(zhì)探孔，然后向孔洞中注入水泥漿或其他種類的漿液，使用導(dǎo)入的漿液擠出開(kāi)挖斷面及其周?chē)欢ǖ姆秶鷥?nèi)巖縫嵌水，這樣保證圍巖的縫隙處可以被已經(jīng)達(dá)到一定強(qiáng)度的漿液填充密實(shí)且形成完整的統(tǒng)一固結(jié)體。本文在介紹技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了實(shí)例分析。

1 帷幕灌漿施工的技術(shù)工藝流程

1.1 施工測(cè)量

鉆孔的精度對(duì)于帷幕灌漿技術(shù)來(lái)講至關(guān)重要，必須依據(jù)相應(yīng)的信息資料進(jìn)行精確測(cè)量。測(cè)量過(guò)程中還要進(jìn)行動(dòng)態(tài)的控制，實(shí)時(shí)檢查相關(guān)數(shù)據(jù)，確保所有數(shù)據(jù)精確到位，測(cè)量工作對(duì)于鉆孔的分布進(jìn)行了設(shè)置。

1.2 布置灌漿孔

按照設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行防滲墻軸線上的灌漿孔布置，分序列進(jìn)行，孔間距在2 m左右。布置灌漿孔需要滿足多項(xiàng)參數(shù)要求，除了孔洞間距之外，孔位軸向的偏差不能夠超過(guò)10 cm，孔洞深度要求達(dá)到防滲墻混凝土底部約20 m～30 m，必須超過(guò)設(shè)計(jì)的帷幕灌漿的底線。

1.3 開(kāi)挖成孔

開(kāi)挖成孔是帷幕灌漿技術(shù)工藝中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是進(jìn)入該技術(shù)的首要工序，其施工質(zhì)量及進(jìn)度情況對(duì)整個(gè)帷幕灌漿施工的進(jìn)度和質(zhì)量都有著直接的影響，一定要做到又快又好:①情理并平整場(chǎng)地，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況來(lái)鋪設(shè)地板并用方形木材搭設(shè)鉆孔平臺(tái)，接著安裝鉆架并且將鉆機(jī)擺放到位。鉆機(jī)要穩(wěn)固而端正的安放好，而且必須保持鉆桿、灌漿孔同鉆機(jī)平臺(tái)的三個(gè)中心點(diǎn)形成一條直線。②完成鉆機(jī)的安防之后，進(jìn)行試鉆和試機(jī)操作，等到了解了鉆機(jī)的供水、供電和動(dòng)力等所有的系統(tǒng)和設(shè)備都正常運(yùn)行，然后開(kāi)始進(jìn)行鉆進(jìn)工作。③仔細(xì)認(rèn)真檢查所有鉆具、鉆桿和其它相關(guān)鉆進(jìn)零部件等，嚴(yán)格禁止有彎曲變形等情況的鉆具和鉆桿投入使用，各個(gè)部位接頭必須做到牢固而且要保持其良好的同心度，接著才能進(jìn)行鉆孔。因?yàn)榻饎偸荒茏龅介g隙較小的鉆進(jìn)成孔，所完成的鉆頭水口同樣都是較窄的，必須注意使用較大泵量及泵壓的設(shè)備完成強(qiáng)制沖洗及冷卻的作用。

1.4 沖洗縫隙和壓水試驗(yàn)

完成帷幕灌漿技術(shù)的成孔后，需要使用導(dǎo)管使大流量高壓的水流自孔底向孔外一直進(jìn)行沖洗，不斷進(jìn)行孔壁的沖洗。這樣單孔的沖洗要維持到回流的水澄清了，還要再繼續(xù)沖洗10 min，總的沖洗時(shí)間必須保持多于30 min，對(duì)于串通的孔要多于兩小時(shí)的時(shí)間，沉渣的厚度＜20 cm。通常情況下，設(shè)置縫隙沖洗的壓力值在該段灌漿的壓力值8成左右。完成了縫隙的沖洗之后就需要進(jìn)行壓水試驗(yàn)，其一般采用單點(diǎn)方法進(jìn)行，同樣設(shè)置壓力為該段灌漿的壓力8成，并且＜1 MPa。

1.5 灌漿施工

試驗(yàn)達(dá)到了相關(guān)規(guī)定要求即進(jìn)入到關(guān)鍵性環(huán)節(jié)灌漿施工操作，帷幕灌漿的施工一般使用自下到上分段的方式進(jìn)行。施加規(guī)定的壓力作用，在注入率＜0.4 L/min的時(shí)候，需要繼續(xù)進(jìn)行半小時(shí)的灌注，或者＜1 L/min的時(shí)候，需要繼續(xù)進(jìn)行1 h的灌注，這樣灌漿操作完成。工程應(yīng)用中也存在自上到下的灌漿施工，此種情況下繼續(xù)進(jìn)行灌漿的時(shí)間相應(yīng)都需要增加半小時(shí)或者1 h。灌漿施工流程之中，必須實(shí)時(shí)的進(jìn)行進(jìn)漿和回漿比值的測(cè)量，如果發(fā)現(xiàn)回漿變濃，馬上更換同進(jìn)漿一致配合比新漿進(jìn)行灌注，對(duì)于灌漿效果不好的情況，必須繼續(xù)進(jìn)行半小時(shí)的灌注才能停止灌注。

1.6 密封孔洞

完成了灌漿后需要使用置換及壓力灌漿等封堵的方法進(jìn)行孔洞密封。全孔灌漿完成之后，使用配合比5∶1的水泥漿以置換出孔洞內(nèi)部漿液并且將孔內(nèi)灌漿管取出，接著用同樣配合比的水泥漿運(yùn)用更大的灌漿壓力完成0.5 h的純壓，全部過(guò)程做好灌漿的記錄工作。

2 施工中常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

2.1 灌漿過(guò)程中斷

由于灌漿過(guò)程，可能出現(xiàn)停電、輸漿管道破裂、機(jī)械故障和漿液堵塞等情況都會(huì)造成灌漿中斷。解決灌漿中斷現(xiàn)象較為成熟的預(yù)防措施有很多，主要是從材料和工藝等方面著手:①輸漿管材必須嚴(yán)格控制性能和質(zhì)量，施工過(guò)程中經(jīng)常對(duì)連接的牢固程度、破損情況及堵塞情況進(jìn)行檢查。②保證施加最大灌漿壓力的情況下灌漿泵要能持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行工作，保養(yǎng)好灌漿泵，每次灌漿之后都要進(jìn)行灌漿泵清洗。③及時(shí)矯正壓力表，確保壓力表使用符合要求，顯示數(shù)據(jù)精確。④及時(shí)清洗隔漿塞和高壓灌漿閥門(mén)等各個(gè)部件。⑤定期的進(jìn)行水電系統(tǒng)等全方位的檢查，按照要求進(jìn)行相關(guān)保養(yǎng)工作。如果發(fā)生了灌漿中斷，馬上采取相應(yīng)措施以使中斷時(shí)間盡量縮短，爭(zhēng)取灌漿施工操作盡快恢復(fù)。

2.2 漏漿現(xiàn)象

因?yàn)楣酀{過(guò)程存在縫隙較多和灌漿壓力較大情況，一般都有漿液注入率較計(jì)算值過(guò)大的現(xiàn)象，主要原因?yàn)楣嘧⑦^(guò)程出現(xiàn)較為大量的漏漿現(xiàn)象。處理大量漏漿的措施有:①使用低壓甚至是自流形式灌漿方式以降低灌漿的壓力，直至縫隙漸漸的充滿了漿液，流動(dòng)性降低以后才慢慢的提高灌漿壓力。②限制進(jìn)漿量小于30至40 L/min，同時(shí)使用濃漿來(lái)灌注，直至進(jìn)漿量有了明顯的減少才慢慢的提高灌漿壓力。③如果出現(xiàn)了巖層長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)大量進(jìn)漿現(xiàn)象的時(shí)候，采用間歇性灌漿的方法，也就是連續(xù)灌注一段的時(shí)間之后停止灌漿，等到漿液經(jīng)歷一定時(shí)間凝結(jié)之后繼續(xù)灌注。

3 某水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中帷幕灌漿施工技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 工程地質(zhì)條件概況及滲漏分析

某水庫(kù)的出險(xiǎn)加固工程之中，土壩的左右壩肩出現(xiàn)了繞壩的滲漏問(wèn)題，針對(duì)這種情況采用了帷幕灌漿的方案加以處理。該水庫(kù)壩址區(qū)域外露的地層主要巖性屬于太古界遷西群的花崗巖片麻石和輝長(zhǎng)巖脈的侵入體，漫灘和河床外露部分為第四系全新統(tǒng)的地層條件。

攔河大壩左壩肩上部的壩體土厚度在7.1～8.5 m，下部屬于弱風(fēng)化的花崗巖片麻石，局部有強(qiáng)風(fēng)化巖石，存在節(jié)理和裂隙發(fā)育，沒(méi)有灌漿處理之前掩體的透水性很強(qiáng)，所以出現(xiàn)繞壩的滲漏問(wèn)題。攔河大壩右壩肩的上部壩體土層厚度6～13.2 m，下部是全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化及弱風(fēng)化的花崗巖片麻石，節(jié)理裂隙發(fā)育，有中等透水的基層，局部透水非常嚴(yán)重，造成繞壩的滲漏難題。

3.2 灌漿使用材料設(shè)備

該帷幕灌漿施工采用標(biāo)號(hào)P.O 32.5的普通硅酸鹽水泥，使用 ZL—400A的攪拌機(jī)、3SNS型號(hào)的灌漿泵、XY—2和CY—100A型號(hào)的鉆孔回轉(zhuǎn)式工程鉆機(jī)等設(shè)備。

3.3 相關(guān)技術(shù)參數(shù)

按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求確定此段帷幕灌漿壓力值為:第一段0.5 MPa，下面各段為每增加1 m深度，壓力值增加0.05 MPa。沖洗裂縫和水壓力取灌漿壓力八成，當(dāng)壓力大于1 MPa的時(shí)候使用1 MPa，右壩肩的輸水洞部分灌漿孔的最下段灌漿壓力取0.6 MPa，漿液的配合比采用5∶1的開(kāi)灌比。下表1對(duì)具體的帷幕灌漿孔的孔底允許偏差值進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定。

表1 帷幕灌漿孔的孔底允許偏差值

3.4 帷幕灌漿

該工程項(xiàng)目按照一般的帷幕灌漿技術(shù)施工操作流程進(jìn)行，完成了鉆孔的測(cè)斜后進(jìn)行了鉆孔取芯檢驗(yàn)，接著進(jìn)行了鉆孔和何裂隙的沖洗，并完成壓水試驗(yàn)。該項(xiàng)目遵從分序加密原則操作，使用單排的帷幕灌漿孔進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，灌漿施工分3個(gè)工序，使用自下而上的分段灌漿方案，灌漿前對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了一一排查，灌漿過(guò)程中保持實(shí)時(shí)的監(jiān)控，灌漿施工順利完成。

3.5 帷幕灌漿技術(shù)應(yīng)用處理效果

該水庫(kù)出險(xiǎn)加固工程中，應(yīng)用帷幕灌漿技術(shù)完成土壩左右壩肩的處理之后，經(jīng)過(guò)將近兩年的滲壓檢測(cè)和運(yùn)行觀測(cè)加固前后對(duì)比，左右壩肩的繞壩滲壓管線水位明顯發(fā)生下降，處理成效顯著。

[1] 張雷，浩緒鋒，李偉良.帷幕灌漿在水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用[J]. 黑龍江水利科技，2007，35(4):194.

[2] 李文華.帷幕灌漿在友誼水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2007(1):27-28.

[3] 汪午寶.帷幕灌漿施工工藝及質(zhì)量控制[J].江西建材，2012(2):141-142.