蔡遠(yuǎn)明

摘 要：帷幕灌漿是水庫(kù)大壩壩基防滲加固處理中一種常用方法，結(jié)合排水措施可以有效減少大壩壩基滲漏及降低壩基幕后揚(yáng)壓力。土石壩壩基灌漿帷幕與壩體中的防滲體緊密相接，構(gòu)成上下連成一體的垂直防滲結(jié)構(gòu)。雖然帷幕灌漿大都可以獲得滿(mǎn)意的防滲效果，但是地質(zhì)條件的復(fù)雜性決定了帷幕灌漿施工中可能會(huì)遇到各種實(shí)際問(wèn)題而影響防滲效果，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況變化采取相應(yīng)的措施。故此，文章對(duì)帷幕灌漿施工技術(shù)及相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討，可供同行業(yè)者參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：帷幕灌漿；壩基；防滲加固；土石壩；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TV543+.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）32-0052-02

1 帷幕灌漿鉆孔、沖洗與壓水試驗(yàn)

1.1 鉆孔方法

鉆孔是實(shí)現(xiàn)灌漿的前提條件，所以必須保證鉆孔質(zhì)量才談得上帷幕灌漿。鉆孔方法分為回轉(zhuǎn)式鉆進(jìn)和沖擊式回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)兩種方法，它們與地質(zhì)條件和灌漿方法有關(guān)。通常多采用回轉(zhuǎn)式鉆進(jìn)方法，一般硬度的巖石采用硬質(zhì)合金鉆頭；7級(jí)以上的堅(jiān)硬巖石應(yīng)選用金剛石鉆頭。如果采用自下而上灌漿法時(shí)，也可采用沖擊式回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法。鉆孔的參數(shù)包括孔排數(shù)、孔序、排序、孔距、排距、孔徑、孔深、段長(zhǎng)等[1]。帷幕灌漿一般采用單排孔、雙排孔和三排孔，排數(shù)與基巖透水性有關(guān)，透水性強(qiáng)的基巖應(yīng)采用雙排或三排孔，但決定最終開(kāi)幾排孔的依據(jù)應(yīng)由灌漿試驗(yàn)確定。鉆孔孔序、排序是與灌漿方法相關(guān)的，采用兩排以上灌漿孔時(shí)，先鉆下游排，然后是上游排，三排孔最后鉆中間排孔；對(duì)于每排孔來(lái)說(shuō)，要分2～3序完成，這稱(chēng)為孔序。選擇孔距與排距是為了使各灌漿孔漿液有最理想的擴(kuò)散搭接效果，應(yīng)通過(guò)經(jīng)驗(yàn)和灌漿試驗(yàn)確定?？咨钆c帷幕深度有關(guān)，按照《水利水電工程覆蓋層灌漿技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5267-2012）3.2.8規(guī)定，帷幕底部應(yīng)深入基巖或相對(duì)不透水層2 m或5 m，采用懸掛式帷幕可參考類(lèi)似工程確定，但如果孔深超過(guò)100 m，考慮孔斜控制難度和造價(jià)因素，所以通常不超過(guò)100 m，然而我國(guó)新疆下坂地水利樞紐工程帷幕灌漿深度達(dá)到156 m[2]，說(shuō)明100 m并非極限?？讖匠２捎?0 mm和76 mm，開(kāi)孔取大孔徑，終孔取小孔徑（但不應(yīng)小于56 mm）。一般孔深不超過(guò)6 m才采用不分段一次成孔灌漿的方法，通常要進(jìn)行分段，而分段長(zhǎng)度應(yīng)由地質(zhì)狀況、設(shè)備能力等因素決定，一般5～6 m一段，最長(zhǎng)不超過(guò)10 m。

1.2 鉆孔的質(zhì)量控制

鉆孔主要控制孔位、孔斜和孔深。按照《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5148-2012）5.2節(jié)規(guī)定，孔位偏差≯ 10 cm；垂直帷幕孔底允許偏差，20 m深≯0.25 m，50 m深≯1.15 m，100 m深≯2.5 m；孔深不應(yīng)小于設(shè)計(jì)孔深?？孜豢赏ㄟ^(guò)鉆孔平面圖和經(jīng)緯儀或全站儀確定；孔斜采用測(cè)斜儀進(jìn)行測(cè)量；孔深宜通過(guò)測(cè)量鉆桿長(zhǎng)度確定，即以鉆頭2/3長(zhǎng)度作為孔底終孔界面，測(cè)繩測(cè)量結(jié)果誤差較大，不宜作為測(cè)量評(píng)價(jià)方法。

1.3 沖 洗

沖洗可以清除孔中殘積的巖土碎屑、裂隙或空洞中填充的黏土雜質(zhì)等，可保證灌漿質(zhì)量。一般采用灌漿壓力80%的壓力水進(jìn)行沖洗，洗至回水清凈為止，并且孔底沉積厚度不超過(guò) 20 cm。

1.4 壓水試驗(yàn)

壓水試驗(yàn)用于確定壩基各巖層的滲透性，一般可采用簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)法，并且應(yīng)與裂隙沖洗結(jié)合起來(lái)進(jìn)行。先導(dǎo)孔及檢查孔采用單點(diǎn)法試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)采用五點(diǎn)法試驗(yàn)。一般要求水壓要達(dá)到灌漿壓力的80%，時(shí)間不少于20 min。

2 帷幕灌漿施工方法

2.1 制 漿

帷幕灌漿多采用純水泥漿（或細(xì)水泥漿）、水泥黏土漿。水泥宜選用新鮮、無(wú)受潮結(jié)塊的普通硅酸鹽水泥。配制純水泥漿只需將水泥與水按比例拌合均勻即可。配制水泥黏土漿，若使用黏土干粉，可先將水泥與黏土干粉混勻，再與水混合攪拌；若使用黏土原漿，黏土應(yīng)充分浸泡后，再加入水泥攪拌。制備好的漿液要測(cè)定密度，因?yàn)樵谑┕み^(guò)程中漿液經(jīng)常要調(diào)稠或調(diào)稀，密度是掌握漿液配比的重要依據(jù)。漿液攪拌時(shí)間視攪拌機(jī)類(lèi)型而定，高速攪拌機(jī)≮30 s，普通攪拌機(jī)≮3 min。漿液從加水?dāng)嚢杷闫饍?chǔ)存時(shí)間不應(yīng)超過(guò)4 h。

2.2 灌漿方法

分段灌漿方法分為自上而下灌漿法、自下而上灌漿法、綜合灌漿法和孔口封閉灌漿法。各種方法各有優(yōu)勢(shì)，也有一些不足，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件進(jìn)行選擇。例如某大壩壩基為強(qiáng)風(fēng)化基巖，河槽部分為砂卵石基礎(chǔ)，其防滲方案為壩基與壩體接觸帶采用高噴防滲墻，接觸帶以下進(jìn)行帷幕灌漿，選用的灌漿方案為“孔口封閉，自上而下分段循環(huán)，不待凝”方法。

2.3 灌漿施工

灌漿過(guò)程中灌漿壓力和漿液變換是控制重點(diǎn)。壓力控制分為一次升壓法和分級(jí)升壓法，前者適用于巖層地質(zhì)條件較好的基巖，后者適于透水性較大的基巖。盡量使用較大的壓力，以獲得較好填充效果，但壓力太高會(huì)使裂隙擴(kuò)大，并且引起巖層抬動(dòng)。灌漿壓力可采用經(jīng)驗(yàn)公式估算，并通過(guò)灌漿試驗(yàn)確定，施工中進(jìn)行檢驗(yàn)和調(diào)整。例如某工程分3個(gè)高程段控制壓力，高程>170.0 m時(shí)，壓力為0.5MPa；高程為160.0～170.0 m時(shí)，壓力為0.5～0.6 MPa；高程<160.0 m時(shí)，壓力為0.6～0.7 MPa。

對(duì)純水泥漿來(lái)說(shuō)，漿液水灰比通常在5～0.5之間。漿液變換目前都采用由稀漿開(kāi)始，逐級(jí)變濃，濃至達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后結(jié)束灌漿。變換時(shí)機(jī)一般根據(jù)某一級(jí)灌漿量達(dá)到某一數(shù)值（如 300 L）或灌注時(shí)間超過(guò)某一規(guī)定時(shí)間（30 min或1 h），而灌漿壓力與灌注速率無(wú)明顯變化時(shí)；當(dāng)灌注速率超過(guò)30 L/min，可考慮越級(jí)變濃。

2.4 灌漿結(jié)束與封孔

一般在達(dá)到設(shè)計(jì)壓力后，滿(mǎn)足下列條件之一，可結(jié)束灌漿：①注入率≯0.4L/ min，續(xù)灌30 min；②注入率≯1L/ min，續(xù)灌60 min。封孔時(shí)采用水灰比0.5的濃漿或水泥砂漿置換孔內(nèi)稀漿或積水，壓力灌漿封孔。

3 帷幕灌漿幾個(gè)問(wèn)題的處理

水利工程巖石帷幕灌漿，因工程地質(zhì)條件的差異、開(kāi)挖情況不同等而存在較大差異。如處理不當(dāng)，會(huì)達(dá)不到灌漿效果和大幅度增加工程造價(jià)。如壩基開(kāi)挖后裸露巖石的帷幕灌漿、斷裂帶的帷幕灌漿和缺乏聯(lián)系的橫向陡裂隙的帷幕灌漿等。

3.1 壩基開(kāi)挖后裸露巖石的帷幕灌漿

應(yīng)先進(jìn)行表層固結(jié)灌漿，否則會(huì)出現(xiàn)冒漿和壓力提升不起情況，嚴(yán)重影響帷幕灌漿質(zhì)量。

3.2 斷裂帶的帷幕灌漿

斷裂帶的帷幕灌漿是施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，需要高度重視。首先是鉆孔時(shí)，要充分掌握裂隙的發(fā)育程度、深度、寬度和充填物情況，其后進(jìn)行壓（注）水試驗(yàn)，根據(jù)鉆孔地質(zhì)資料和壓水試驗(yàn)成果，決定漿液是否添加骨料和速凝劑，決定骨料的粗細(xì)和添加量，決定添加骨料和速凝劑的時(shí)間。其次要隨時(shí)觀察灌漿情況，決定停止添加骨料或速凝劑。

3.3 缺乏聯(lián)系的橫向陡裂隙的帷幕灌漿

可采用垂直于橫向裂隙的斜孔灌漿，這樣可增加穿越裂隙的數(shù)量，從而減少工程量和提高灌漿質(zhì)量，防止漏灌。一般以鉆孔與水平夾角60～75 °為宜。

4 結(jié) 語(yǔ)

帷幕灌漿施工結(jié)束后，要進(jìn)行質(zhì)量檢查和評(píng)定。通常要進(jìn)行鉆芯取樣和檢查孔壓水試驗(yàn)，再綜合竣工資料及其他試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定灌漿質(zhì)量。每段透水率都滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求為合格。由于帷幕灌漿技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng)、防滲加固效果好，因此該技術(shù)具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 田原.帷幕灌漿在砂卵石壩基防滲加固中的應(yīng)用價(jià)值分析[J]. 黑龍 江水利科技，2014，（5）.

[2] 樊曙光，鄭旭榮.下坂地水利樞紐工程壩基防滲工程設(shè)計(jì)與施工[J].

水利水電技術(shù)，2012，（10）.