高燕芳

（山西省水利水電工程建設監(jiān)理有限公司，山西 太原 030002）

帷幕灌漿施工質(zhì)量過程控制

高燕芳

（山西省水利水電工程建設監(jiān)理有限公司，山西 太原 030002）

帷幕灌漿是地面以下作業(yè)的隱蔽工程，施工效果難以進行直接和完全地檢查，各個工序的過程控制是灌漿質(zhì)量保證的基礎。論述了灌漿材料的質(zhì)量要求、帷幕灌漿鉆孔孔深和孔底偏差的控制、裂隙沖洗要求及鉆孔底部沉積厚度的量測辦法、灌漿段長度的控制、灌漿壓力的選擇、封孔技術要求等，可為同類工程施工提供借鑒。

帷幕灌漿；鉆孔；灌漿壓力；灌漿過程

1 灌漿材料質(zhì)量要求

1.1 水泥

水泥是帷幕灌漿的主要原材料，原材料的質(zhì)量是工程質(zhì)量保證的前提。帷幕灌漿施工前，首先要對水泥的標準稠度、用水量、凝結時間、安定性、強度等指標進行檢驗，檢驗合格后方能用于工程。除此之外，按照《水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范》（SL62-2014）要求，帷幕灌漿所用水泥的細度，要滿足通過80μm的方孔篩的篩余量不大于5%。硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的細度一般能滿足帷幕灌漿，而礦渣硅酸鹽水泥等其它種類水泥細度通常難以滿足通過80μm的方孔篩的篩余量不大于5%的要求。

1.2 灌漿用水

凡符合國家標準的飲用水，均可用于帷幕灌漿施工。但是在施工過程中，很多情況是在河灘挖掘淺井抽水進行帷幕灌漿。對于這種情況，必須檢驗3項指標：一是水對水泥凝結時間影響的限值；二是水對抗壓強度的限值；三是水中有害物質(zhì)的含量限值。

2 鉆孔孔深和孔底偏差的控制

鉆孔的質(zhì)量對帷幕灌漿效果影響很大，鉆孔的孔深和孔底偏差是保證帷幕灌漿質(zhì)量的關鍵。如果鉆孔深度達不到要求、孔底偏差太大（鉆孔方向有偏斜），則各鉆孔所灌注的漿液就不能連成一體，將形成漏水通道。

鉆孔孔深可以根據(jù)鉆桿鉆進的長度進行控制。

鉆孔孔底偏差需要通過以下幾個環(huán)節(jié)進行控制：一是鉆機安置場地必須堅固、平整，如果地基是軟基，需要在鉆機下部設置枕木；二是鉆機安置完成后，要用水平尺檢測基座是否水平；三是鉆進過程中經(jīng)常檢查鉆機及配套設備，保持天車、立軸中心、孔口中心三點必須在一條直線上；四是最好采用金剛石鉆頭，因為鉆粒鉆頭和硬質(zhì)合金鉆頭會與孔壁形成大的間隙，對控制孔斜不利；同時鋼粒鉆進也容易堵塞巖石裂隙，影響灌漿質(zhì)量；五是重點控制孔深20m以內(nèi)的偏差；六是鉆孔要分段進行孔斜測量，按照規(guī)范要求，孔底偏差不應大于表1的規(guī)定。

表1 鉆孔孔底允許偏差 單位：m

但是，對于深度比較大的鉆孔來說，孔深越深，偏距增加越快，孔斜指標的控制是一個重要的環(huán)節(jié)。所以對于深孔比較大的鉆孔來說，要有針對性地進行鉆孔偏斜設計，確保偏距滿足規(guī)范要求，而不能簡單地套用表1中各段孔深對應的偏距，要對鉆孔的各個環(huán)節(jié)進行認真把握，做好過程控制。

3 裂隙沖洗

裂隙沖洗工序，需要把殘存在鉆孔底和粘滯在孔壁的巖粉鐵屑沖洗出來；更需要將巖層裂隙中的充填物沖洗出孔外，以便漿液能夠進入到騰出的空間，使?jié){液結石與基巖膠結成整體。尤其在斷層破碎帶和細微裂隙發(fā)育等復雜地層中灌漿，沖洗的質(zhì)量對灌漿效果影響極大。

在施工時，鉆孔內(nèi)會滯留大量巖屑，通過清洗鉆孔來清除巖屑。如果采用純壓沖洗，勢必將巖石粉末充填進裂隙之中，這就起不到裂隙沖洗的作用。按照規(guī)范要求，采用自上而下分段灌漿法和孔口封閉法進行帷幕灌漿時，各灌漿段在灌漿前應進行裂隙沖洗。裂隙沖洗采用循環(huán)壓力水沖洗，而不能采用純壓水沖洗。裂隙沖洗壓力可為灌漿壓力的80%，并不大于1MPa，沖洗時間至回水清澈時止或不大于20min；過長時間的沖洗不僅起不到作用，注入大量的水反而有害。

裂隙沖洗質(zhì)量的控制，可以采用目測或計時的方式，以滿足回水清澈的要求；裂隙沖洗質(zhì)量也應滿足相關規(guī)范要求，用測繩量測，鉆孔底部沉積厚度小于200mm。

4 灌漿過程控制

4.1 灌漿方法的選擇

帷幕灌漿分為自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法、綜合灌漿法、孔口封閉灌漿法。

自上而下分段灌漿法盡管有每段灌漿后需要待凝、鉆孔和灌漿交替進行浪費時間的缺點。但由于灌漿塞安設在已灌段的底部，易于堵塞嚴密；隨著灌漿段深度的增加，能逐段加大灌漿壓力，從而保證灌漿質(zhì)量。

自下而上分段灌漿法盡管具有鉆進和灌漿兩個工序各自連續(xù)施工、工序簡單、無需待凝、節(jié)省時間、工效較高的優(yōu)點。但是往往由于豎向裂隙發(fā)育或孔徑不均，灌漿塞不容易堵塞嚴密，漿液繞塞上流，造成沉淀埋塞事故；繞塞返漿嚴重會影響灌漿質(zhì)量；沉淀埋塞事故則會影響工期，浪費工程投資。另外，對于裂隙發(fā)育、巖體破碎的地層，往往會造成塌孔、卡鉆事故。

由于鉆孔地層上段一般風化比較嚴重，容易造成塌孔、卡鉆事故，上段采用自上而下分段灌漿法，下段采用自下而上分段灌漿法，所以綜合灌漿法是自上而下分段灌漿與自下而上分段灌漿法相結合的灌漿方法。由于施工人員素質(zhì)一般較差，地質(zhì)情況不好掌握，同時包含了自下而上分段灌漿法缺點。

孔口封閉灌漿法是把封閉器安裝在孔口，自上而下分段鉆進，逐段灌漿并不待凝的一種分段灌漿方法。該法工藝簡單、不需待凝、節(jié)省時間、發(fā)生孔內(nèi)事故的可能性較小，此方法更容易保證灌漿質(zhì)量，但孔內(nèi)多次復灌浪費水泥，會增加施工成本。

綜合比較，自上而下灌漿法和孔口封閉灌漿法是比較好的灌漿方法。

4.2 灌漿段長度控制

關于灌漿段長度，鉆孔中各處的巖石裂隙狀態(tài)多是不一致的，如裂隙的寬窄、分布的疏密以及其中填充物等情況都是多變化的。如果有一條寬大裂隙，吸漿量會很大，便會較快地變換漿液濃度，緩慢提升灌漿壓力。由于壓力偏低、漿液較濃，灌漿段內(nèi)的小裂隙將會過早的被堵塞，小裂隙得不到有效的灌注，必然影響整個孔段的灌漿質(zhì)量。所以，分段灌漿是非常必要的。另外，在裂隙發(fā)育、滲透性大的巖層中，如果采用的灌漿段太長，常會發(fā)生漿液供應不及時、灌漿壓力升不起來的現(xiàn)象，也易于影響灌漿質(zhì)量。

按照要求，帷幕灌漿段長宜為5～6m；如果通過先導孔壓水試驗，巖體相對完整，裂隙不發(fā)育、透水性不大時，段長可適當增加，但段長不得大于10m。

按照《水利水電工程單元工程施工質(zhì)量驗收評定標準—地基處理與基礎工程》（SL633—2012）要求，灌漿段長度的檢驗可以測繩量測，也可以用鋼尺量測鉆桿和鉆具的進尺。

4.3 灌漿壓力

灌漿壓力是保證和控制灌漿質(zhì)量的重要因素。灌漿壓力是孔內(nèi)灌漿段中點處所承受的壓強，施工中以孔口安裝的壓力表測得的壓力表示，兩者一般存在一定的差異，且壓力表離孔口越遠，壓力損失越大，壓力表的測值差異越大。按照要求，壓力表與灌漿孔孔口間的管路長度不宜大于5m；壩基抬動的觀測，可采用千分表進行量測。

5 質(zhì)量檢查及封孔

按照要求，帷幕灌漿工程質(zhì)量的評價，不僅要以檢查孔壓水試驗成果為主要依據(jù)、結合施工成果資料進行綜合分析確定，也必須采取巖芯、繪制鉆孔柱狀圖、拍照巖芯。

通過壓水試驗，檢查帷幕灌漿質(zhì)量能否滿足設計透水率的要求。通過采取巖芯，檢查水泥漿液結石芯樣是否連續(xù)、密實及水泥填充情況；一個灌漿工程會取出大量巖芯，把所有的巖芯進行保存，勢必增加管理工作量，只有少量重要的巖芯需要留存，大量的巖芯要有鉆孔柱狀圖和巖芯照片。

灌漿結束后，灌漿孔必須進行封孔工序。封孔不密實，等于增加了新的滲漏通道，給工程留下了隱患。正常情況下，檢查孔檢查工作結束后，采用水灰比為0.5的濃漿全孔灌漿；待孔內(nèi)水泥漿液凝固后，及時清除孔口段浮漿和積水。如果孔口上部空余段大于3m，則需采用導管注漿法繼續(xù)封孔；如果小于3m，則應使用干硬性水泥砂漿人工回填并搗實。

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1004-7042（2017）08-0028-02

高燕芳（1980-），女，2007年畢業(yè)于太原理工大學水力學及河流動力學專業(yè)，工程師。

2017-06-11；

2017-07-18