母其曦（會(huì)澤縣水務(wù)局魯納水務(wù)所，云南曲靖654215）

試析水利水電工程中的帷幕灌漿施工技術(shù)

母其曦（會(huì)澤縣水務(wù)局魯納水務(wù)所，云南曲靖654215）

帷幕灌漿是水利工程地基防滲的基本施工技術(shù)，能夠有效控制基礎(chǔ)滲流梯度，減小地基揚(yáng)壓力，從根本上保證了水利工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行，具有較高的工程價(jià)值?；诖?，本文主要就水利水電工程中帷幕灌漿施工技術(shù)進(jìn)行研究，僅供參考。

水利水電工程；帷幕灌漿；施工技術(shù)

1 引言

水利工程建設(shè)是保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，直接關(guān)系到人們?nèi)罕姷纳?cái)產(chǎn)安全，水利工程施工中最為關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)就是防滲處理，若建筑基礎(chǔ)出現(xiàn)滲漏等情況，則會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量產(chǎn)生影響，不利于保證水利工程的安全運(yùn)行，而帷幕灌漿施工技術(shù)作為一種常見(jiàn)的防滲和加固措施被廣泛應(yīng)用于水利工程建設(shè)中。該項(xiàng)技術(shù)的施工工藝相對(duì)成熟，且具有顯著的應(yīng)用效果，工程實(shí)用價(jià)值較高。

2 帷幕灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 實(shí)用性強(qiáng)

帷幕灌漿施工技術(shù)的工作原理易于理解，主要是在基巖上進(jìn)行帷幕式鉆孔，并在孔內(nèi)澆筑水泥，待水泥干后便形成了帷幕式防水層。從帷幕灌漿施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，該技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，在實(shí)際施工中可根據(jù)不同類(lèi)型的水利水電工程施工需求而制定合理的設(shè)計(jì)方案，具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用性、易操作性，目前，該施工技術(shù)主要有兩種分類(lèi)方式：①根據(jù)灌漿孔底部是否能鉆探至不透水層進(jìn)行劃分；②根據(jù)灌漿孔的實(shí)際排數(shù)進(jìn)行劃分。

2.2 安全性強(qiáng)

帷幕灌漿施工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要在高精度測(cè)量的基礎(chǔ)上，并結(jié)合工程施工的實(shí)際情況來(lái)制定合理的施工方案。一般情況下，帷幕灌漿施工技術(shù)在實(shí)施前，應(yīng)對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的水文條件、地形地貌等地理信息進(jìn)行勘察，同時(shí)掌握好灌漿壓力，施工人員在進(jìn)行帷幕灌漿時(shí)，會(huì)對(duì)灌漿壓力進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免其超過(guò)該處灌漿巖層及上方建筑物壓力的總和，要始終將灌漿壓力控制在這一壓力值范圍內(nèi)，這也是帷幕灌漿施工最基本的技術(shù)要求。另外，施工人員應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件、地質(zhì)情況、水流速度等制定符合施工要求的漿液濃度，由于處于不同地理環(huán)境的工程在進(jìn)行帷幕灌漿施工時(shí)需要不同的漿液濃度，使其符合工程施工的實(shí)際需求，從而為帷幕灌漿施工技術(shù)實(shí)施的安全性提供有力保障。在技術(shù)上進(jìn)行安全控制的同時(shí)，還應(yīng)對(duì)施工人員進(jìn)行安全控制，嚴(yán)格要求帷幕灌漿技術(shù)人員具備足夠的責(zé)任心、過(guò)硬的技術(shù)能力、豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，有利于保障帷幕灌漿技術(shù)的安全性和可靠性。

2.3 經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)

帷幕灌漿施工技術(shù)在水利水電工程施工中，具有一定的簡(jiǎn)潔性、易操作性，經(jīng)濟(jì)成本較低，在一定程度上促進(jìn)了帷幕灌漿技術(shù)在水利水電工程中的有效應(yīng)用，有利于提升水利水電工程整體的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。帷幕灌漿施工技術(shù)所需原材料的費(fèi)用較低，主要是水泥、煤灰及額外添加劑，而水利水電工程在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中是一項(xiàng)國(guó)家高度關(guān)注的重要工程，對(duì)促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義，帷幕灌漿施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用對(duì)推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起到一定的推動(dòng)作用，在滿(mǎn)足社會(huì)群眾基本生產(chǎn)生活需求的基礎(chǔ)上，還能促進(jìn)發(fā)電、養(yǎng)殖等多方面效益的提升，可見(jiàn)，帷幕灌漿施工技術(shù)在水利水電工程建設(shè)中的應(yīng)用是國(guó)家建設(shè)不可缺少的技術(shù)之一。

3 帷幕灌漿施工技術(shù)分析

帷幕灌漿工藝流程如圖1所示。

圖1 帷幕灌漿工藝流程圖

3.1 測(cè)量

在帷幕灌漿施工前，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計(jì)要求對(duì)鉆孔的具體位置進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量可采用全站儀對(duì)灌漿軸線(xiàn)進(jìn)行測(cè)設(shè)，若出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)或高程差較大的位置，應(yīng)加設(shè)控制點(diǎn)，同時(shí)，在測(cè)量過(guò)程中還應(yīng)對(duì)各項(xiàng)所獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行核查，并對(duì)每個(gè)灌漿孔位置及孔口高程等參數(shù)進(jìn)行精確布控，以此來(lái)保證各參數(shù)的準(zhǔn)確性和合理性。

3.2 成孔

在鉆孔的位置、深度、孔徑及鉆孔順序等確定好后，即可開(kāi)始成孔作業(yè)。帷幕灌漿施工的首要工序就是成孔，成孔的質(zhì)量直接決定了整個(gè)帷幕灌漿的質(zhì)量和效果，因此，應(yīng)保證成孔工序的高速、高質(zhì)完成。在成孔過(guò)程中，應(yīng)保證鉆機(jī)安裝和擺放的穩(wěn)定性和牢固性，事先對(duì)鉆機(jī)場(chǎng)地進(jìn)行平整，并根據(jù)工程具體實(shí)施情況需要鋪設(shè)一層鉆孔平臺(tái)，起到穩(wěn)固和端正鉆機(jī)的作用，待鉆機(jī)平臺(tái)、鉆桿和灌漿孔三個(gè)中心點(diǎn)在同一直線(xiàn)上時(shí)，即可進(jìn)入下一道施工工序。在鉆機(jī)平穩(wěn)擺放后，需要進(jìn)行試機(jī)和試鉆，以便對(duì)鉆機(jī)的動(dòng)力、供水、供電等系數(shù)進(jìn)行合理調(diào)試，在保證所有機(jī)械設(shè)備和運(yùn)行系統(tǒng)正常運(yùn)行后即可進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)。另外，在開(kāi)展鉆進(jìn)作業(yè)前，都要嚴(yán)格檢查鉆機(jī)各部件，特別要重點(diǎn)檢查鉆桿和鉆具是否發(fā)生彎曲變形現(xiàn)象，若發(fā)生變形應(yīng)立即進(jìn)行更換，同時(shí)，在鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程中，工作人員需要時(shí)刻觀(guān)察鉆機(jī)的運(yùn)行情況，且要始終保持鉆頭處于冷卻狀態(tài)。

3.3裂縫沖洗

帷幕灌漿在鉆孔結(jié)束后，采用由導(dǎo)管通入大流量高壓水流從孔底向孔外清洗的方式對(duì)孔壁進(jìn)行沖洗，鉆孔計(jì)劃采用單孔沖洗，在沖洗的回水變清后，再繼續(xù)沖洗10min，要求沖洗花費(fèi)時(shí)間應(yīng)≥30min，串通孔≥2h，并保證底殘?jiān)?.2m。

3.4 壓水試驗(yàn)

壓水試驗(yàn)可采用單點(diǎn)法進(jìn)行，且將壓水試驗(yàn)的壓力設(shè)置在該段灌漿壓力的80%以下，且不能超過(guò)1MPa。

3.5 灌漿

3.5.1 泥漿制備

灌漿采用的漿液材料為水泥漿，水泥通常采用普通的硅酸鹽水泥，其強(qiáng)度和等級(jí)可根據(jù)工程的實(shí)際情況來(lái)確定。灌漿所采用的水泥漿可采用自動(dòng)攪拌機(jī)進(jìn)行集中攪拌，且要求攪拌機(jī)的生產(chǎn)能力完全滿(mǎn)足工程施工的需要。另外，為了提高泥漿的使用性能，要保證其從制備到使用完成所用的時(shí)間＜4h。3.5.2灌 漿

帷幕灌漿實(shí)行自下而上分段的方式進(jìn)行；灌漿壓力應(yīng)滿(mǎn)足施工要求；灌漿時(shí)間應(yīng)結(jié)合注入率來(lái)進(jìn)行調(diào)整，比如，若注入率＜0.4L/min，灌注時(shí)間應(yīng)＞0.5h；若注入率≤1L/min，則要持續(xù)灌注＜1h以上。在采用從下至上的分段灌注方式時(shí)，則持續(xù)灌注的時(shí)間應(yīng)適當(dāng)增加0.5～1h。在實(shí)際灌漿過(guò)程中，應(yīng)仔細(xì)觀(guān)察回漿量和進(jìn)漿量，若發(fā)現(xiàn)回漿變濃，則應(yīng)及時(shí)更換成和進(jìn)漿配比相同的新漿液進(jìn)行灌注，并對(duì)灌注時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3.6 封孔

封孔作業(yè)的開(kāi)展可采用置換或壓力灌漿的封堵方式進(jìn)行，在全孔灌漿作業(yè)完成后，可采用5：1的水泥漿將孔內(nèi)的漿液置換出來(lái)，同時(shí)將灌漿管從孔內(nèi)取出，最后再用最大的灌漿壓力將配比相同的水泥漿灌壓0.5h，并做好相關(guān)的灌漿記錄工作。

3.7 質(zhì)量檢驗(yàn)

基巖灌漿質(zhì)量檢查重點(diǎn)在于對(duì)孔壓水試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢查，而壩體的質(zhì)量檢查主要采用注水試驗(yàn)，保證滲透系數(shù)在規(guī)定范圍即為合格。另外，灌漿孔的檢查位置用在帷幕的中心線(xiàn)上，可在巖石破碎、斷層等地質(zhì)條件較為復(fù)雜的部位進(jìn)行檢查，帷幕灌漿檢查孔所需檢查的數(shù)量應(yīng)是孔總數(shù)的10%。

4 帷幕灌漿施工技術(shù)常見(jiàn)問(wèn)題處理

4.1 灌漿中斷問(wèn)題

為了避免灌漿中斷問(wèn)題的發(fā)生，在帷幕灌漿施工前，施工單位應(yīng)做好全面的預(yù)防措施。施工前應(yīng)做好機(jī)械設(shè)備質(zhì)量的檢查工作，選擇符合施工標(biāo)準(zhǔn)的輸漿管材，在實(shí)際灌漿過(guò)程中，應(yīng)由專(zhuān)人負(fù)責(zé)對(duì)管材的牢固性進(jìn)行檢查，同時(shí)，為了保障灌漿泵在最大灌漿壓力下的正常運(yùn)行，應(yīng)對(duì)其實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行全面檢查。在每次灌漿完成后，要將灌漿泵清洗干凈，并做好壓力表的調(diào)整和校驗(yàn)工作，以此來(lái)保障施工的有序進(jìn)行。在帷幕灌漿施工結(jié)束后，應(yīng)對(duì)高壓管閥門(mén)、隔漿塞等部件清洗干凈，并做好日常保養(yǎng)工作，避免發(fā)生損壞。

4.2 串漿問(wèn)題

在帷幕灌漿施工中，難免會(huì)出現(xiàn)漿液從其它鉆孔或直接從地下裂隙中流出帷幕外的現(xiàn)象，該現(xiàn)象即為串漿現(xiàn)象。導(dǎo)致這一現(xiàn)象發(fā)生的根本原因在于灌漿孔之間的巖層縫隙較多，且這些縫隙之間是相通的，導(dǎo)致在灌漿過(guò)程中漿液串到其它部位，因此，為了避免串漿問(wèn)題出現(xiàn)，可對(duì)串漿孔和灌漿孔進(jìn)行同時(shí)灌漿，且保證每個(gè)孔至少有一臺(tái)灌漿泵進(jìn)行灌漿作業(yè)。同時(shí)，還應(yīng)在出現(xiàn)串漿現(xiàn)象的部位安裝灌漿塞進(jìn)行封堵處理，以此來(lái)避免漿液的大量流失。

4.3 漏漿問(wèn)題

若灌漿區(qū)域縫隙較大或灌漿壓力較大時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致漿液的注入率過(guò)大而發(fā)生大量漏漿問(wèn)題，這種情況下，可采用低壓或自流式灌漿方法來(lái)降低灌漿壓力。在縫隙充滿(mǎn)漿液且其流動(dòng)性降低后，便可逐步提高灌漿壓力；可采用濃漿進(jìn)行灌注，但要注意將注漿量控制在30～40L/min范圍內(nèi)，當(dāng)進(jìn)漿量明顯降低時(shí)，便可將灌漿壓力逐步提高至正常水平，或者在漿液中摻加適量砂料進(jìn)行灌漿施工，有利于降低漿液的流動(dòng)性。在提高漿液壓力的過(guò)程中，應(yīng)適當(dāng)降低灌漿壓力，以此來(lái)達(dá)到限制漿液流動(dòng)范圍的目的，當(dāng)單位吸漿量降低到正常范圍后，即可使用正常漿液進(jìn)行灌注，并將灌漿壓力提高至正常水平。另外，在進(jìn)行巖層灌注施工時(shí)，若出現(xiàn)大量進(jìn)漿現(xiàn)象，可在連續(xù)灌注一段時(shí)間后，停止灌漿，待漿液凝結(jié)一段時(shí)間再繼續(xù)灌漿，這種灌漿方式即稱(chēng)為間歇性灌漿。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，帷幕灌漿施工技術(shù)是保障水利水電工程穩(wěn)定安全運(yùn)行的關(guān)鍵，該技術(shù)旨在避免水利工程發(fā)生基礎(chǔ)滲流現(xiàn)象，且對(duì)水利水電工程灌溉、發(fā)電及運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)具有重要作用。因此，加強(qiáng)帷幕灌漿施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用具有一定的必要性和重要性，有利于提升水利水電工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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[2]李柏霖.帷幕灌漿施工技術(shù)在水利水電工程施工中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2016（7）：56.

[3]王彥軍，閆寒星.水工建筑工程施工中的帷幕灌漿施工技術(shù)[J].商品與質(zhì)量，2015（30）：45.

TV543.5

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2095-2066（2016）34-0099-02

2016-11-22

母其曦（1981-），男，漢族，工程師，本科，主要從事基層水務(wù)工作。