丁敬君

黑龍江省水利水電集團(tuán)第一工程有限公司

帷幕灌漿施工技術(shù)在水庫大壩基礎(chǔ)防滲加固處理中的應(yīng)用

丁敬君

黑龍江省水利水電集團(tuán)第一工程有限公司

在我國，安全穩(wěn)定的水利工程運(yùn)行直接影響著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們的正常生活，對(duì)帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上可以將水庫運(yùn)行的安全問題有效解決。除此之外，應(yīng)用成本較低、安全性能高等優(yōu)勢(shì)使得帷幕灌漿技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益、防洪效益以及生態(tài)效益都比較樂觀。并且，對(duì)于帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用，在一定程度上提高了水庫大壩的滲透穩(wěn)定性，有效地提高了工程質(zhì)量及水庫的安全運(yùn)行系數(shù)。我們后續(xù)就上述內(nèi)容展開詳細(xì)探討。

帷幕灌漿；施工技術(shù)；水庫大壩；基礎(chǔ)處理；防滲加固

1 引言

長時(shí)間的侵蝕和沖刷給水庫工程建筑結(jié)構(gòu)帶來一定的破壞性，這就使得水庫大壩極易出現(xiàn)滲漏問題，而滲漏的出現(xiàn)嚴(yán)重影響了工程的整體穩(wěn)定和安全。所以說防滲工程是整個(gè)工程的重中之重。高水平的技術(shù)操作性、實(shí)用性、安全性，良好的防滲效果，使得帷幕灌漿技術(shù)成為當(dāng)前技術(shù)條件下最為常用的防滲施工技術(shù)。

2 重要性

水庫大壩的失控會(huì)嚴(yán)重影響到國家及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，但是幕灌漿技術(shù)在水庫大壩防滲加固中的應(yīng)用可以有效避免水庫的安全問題發(fā)生，江水庫大壩安全鑒定及核查意見中發(fā)現(xiàn)的問題有效解決，為水庫的正常運(yùn)行提供幫助，進(jìn)而促使其效益的全面發(fā)揮。因此高質(zhì)量的工程施工、運(yùn)行過程中的滲透穩(wěn)定，使得在水庫大壩防滲加固中帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用顯得尤為重要。

3 施工工藝

（1）灌漿孔的設(shè)計(jì)布置情況。某水庫除險(xiǎn)加固工程防滲墻底部帷幕灌漿全長169m，按設(shè)計(jì)要求在帷幕灌漿軸線上布置灌漿孔，分Ⅲ序，孔距2m，孔位在上下游方向偏差不得超過10cm，共計(jì)121個(gè)孔，灌漿后要求達(dá)到壓水試驗(yàn)透水率q≤5Lu。（2）自動(dòng)記錄。灌漿記錄全部采用自動(dòng)記錄儀，自動(dòng)記錄儀為杭州長杰科技有限公司CJ-G3型灌漿自動(dòng)記錄儀。（3）施工組織及主要施工設(shè)備為保證質(zhì)量和工期，共組織投入3臺(tái)XY-150型鉆探式鉆機(jī)，制漿泵2臺(tái)，CJ-G3型灌漿自動(dòng)記錄儀2臺(tái)。

從總體上分析，帷幕灌漿施工過程中對(duì)水庫工程周邊環(huán)境環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的分析，要根據(jù)具體的情況制進(jìn)行帷幕灌漿施工流程設(shè)計(jì)，并做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，確保工程建設(shè)的質(zhì)量水平，保證在后期使用中安全性能。

3.1 施工工序

施工過程如下：鉆孔-裂縫沖洗及簡(jiǎn)易壓水-制漿注漿-封孔。灌漿作業(yè)前，必須把鉆孔的裂縫仔細(xì)沖洗，并將孔內(nèi)反清水作為沖洗標(biāo)準(zhǔn)。沖洗操作后，需要簡(jiǎn)單的水壓力計(jì)算，計(jì)算水滲透率，然后制漿和灌漿操作，應(yīng)嚴(yán)格按照泵稱料配置比進(jìn)行制漿，確保攪拌時(shí)間超過3min，泥漿比重要進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。在灌漿過程中，由于吃漿量過大，通常在每間隔3～5min進(jìn)行一次流量檢測(cè)，灌漿壓力配備專人負(fù)責(zé)，隨時(shí)記錄流量、灌漿液等施工參數(shù)。此外，封孔的方式主要采用兩種，機(jī)械和人工方法，以確保灌漿段漿液飽滿，保證覆蓋層的密度度。

3.2 鉆孔

首先，帷幕灌漿施工應(yīng)進(jìn)行孔位測(cè)量和鉆孔機(jī)到位工作。在施工過程中的孔位測(cè)量應(yīng)使用全站儀、水準(zhǔn)儀和鋼卷尺等必要設(shè)備輔助放線引點(diǎn)設(shè)置，施工測(cè)量完成后應(yīng)使用電鉆進(jìn)行空位鉆眼，然后用鋼楔塊校準(zhǔn)，并用油漆標(biāo)記鉆孔位置。還應(yīng)在施工前確定鉆井平臺(tái)，特別是鉆機(jī)應(yīng)使用水平尺來完成標(biāo)定，只有滿足施工標(biāo)準(zhǔn)后才能用固定螺栓進(jìn)行加固處理。固定完成后要經(jīng)過進(jìn)一步檢查，包括鉆機(jī)的穩(wěn)定性和水平度，而且還應(yīng)檢查鉆孔、豎井和起重機(jī)之間的位置是否處于三點(diǎn)一線。其次，混凝土覆蓋層鉆孔和孔口鋪設(shè)。正常情況下，灌漿廊道底板混凝土的厚度是不同的，但總體水平厚度一般較大，因此，埋管深度應(yīng)控制在1-2m的范圍內(nèi)。穿孔管的大小應(yīng)設(shè)置為110m，下直徑91mm。另外，在鑲設(shè)孔口管時(shí)應(yīng)在孔內(nèi)栓線注入0.5：1的水泥漿，然后向下進(jìn)入孔口管，并調(diào)整角度，等待水的凝固時(shí)間至少為3d。

3.3 控制漿液水灰比

漿液水灰比對(duì)帷幕灌漿施工質(zhì)量的影響是非常高的，只要注入漿液超過300L、或填充時(shí)間超過1h，灌漿壓力和注入率變化不明顯，都可以增加水灰比的濃度，注入率超過30 L/min時(shí)，漿液濃度調(diào)制就要根據(jù)施工的具體需求來進(jìn)行。對(duì)于灌漿過程，經(jīng)常出現(xiàn)灌漿停止的問題，出現(xiàn)這種問題時(shí)首先要分析這些問題的原因，并采取相應(yīng)的措施及時(shí)處理，盡快將灌漿作業(yè)恢復(fù)，否則將需要清理鉆孔，然后再進(jìn)行灌漿施工的恢復(fù)。沖洗措施無效時(shí)，應(yīng)徹底清洗后才能進(jìn)行灌漿操作。

3.4 灌漿

灌漿施工是最關(guān)鍵的工序之一，需要將重點(diǎn)放在兩個(gè)方面，一是施工材料。在帷幕灌漿施工中，工程設(shè)計(jì)要與施工材料的要求相結(jié)合。如果在施工中遇到斷層或巖溶地區(qū)，必須在泥漿中加入適當(dāng)?shù)耐饧觿┗蚱渌旌衔铮龊糜涗浐蛨?bào)告。二是施工工藝。一般情況下，帷幕灌漿施工使用的是自下而上的方式運(yùn)作，該項(xiàng)目共設(shè)置兩排帷幕孔，需要先進(jìn)行下游排孔施工，然后再上游排孔施工，根據(jù)設(shè)計(jì)施工方案，每一排帷幕孔都分為三級(jí)，然后再按順序施工。當(dāng)同一排帷幕線中兩個(gè)相鄰的孔深進(jìn)基巖以下15米時(shí)，才能夠進(jìn)行后續(xù)孔施工。本工程采用的帷幕灌漿法是逐孔封閉、孔內(nèi)循環(huán)的方式。鉆桿作為射流管，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求將其擴(kuò)展到指定的深度，將孔與孔底的距離控制在50 cm以內(nèi)。在灌漿過程中，如果有特殊情況，如冒漿、漏漿等，應(yīng)采取應(yīng)急措施，并制定有效的處理方案，經(jīng)工程師確認(rèn)后，才能繼續(xù)施工。

圖1 帷幕灌漿施工流程

3.5 檢查帷幕灌漿質(zhì)量

帷幕灌漿施工質(zhì)量和施工工藝的關(guān)系非常密切，在帷幕灌漿施工質(zhì)量檢查前，要根據(jù)相應(yīng)的要求，收集相關(guān)信息，在灌漿施工完成兩周之后才能檢查其施工質(zhì)量。帷幕灌漿檢查孔的數(shù)量應(yīng)占大壩灌漿孔總數(shù)的10%，或在一個(gè)單元內(nèi)至少有一個(gè)檢查孔。檢查布孔時(shí)，要按照工程師規(guī)定或根據(jù)帷幕灌漿工程的設(shè)計(jì)要求，在中心線上布置鉆孔；灌漿處于巖石破碎、斷層或大孔隙體積注入的孔段；在問題部分零件偏差過大的部位或者灌漿施工有可能出現(xiàn)問題的部位。 帷幕灌漿孔水壓試驗(yàn)應(yīng)按照監(jiān)理的指示進(jìn)行檢查，并在帷幕灌漿結(jié)束時(shí)將有關(guān)資料提交監(jiān)理人員，確保檢查工作的順利進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范檢查帷幕灌漿的檢查孔，還需要檢查巖芯等，以保證帷幕灌漿的密封質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求。檢查孔的鉆孔、取芯、水壓試驗(yàn)應(yīng)按規(guī)范進(jìn)行，保證灌漿質(zhì)量。

4 特別注意

首先，是繞塞返漿問題。考慮到水庫大壩整體上的土質(zhì)比較松散，且風(fēng)化性強(qiáng)，這就導(dǎo)致護(hù)臂套管的下入端很容易松脫。因此，在灌漿過程中，應(yīng)注意泥漿沿壁管泛出的處理方法。最好用水泥在管道的腳處放水，并用水泥袋封住孔口。如果該方法沒有達(dá)到效果再進(jìn)行濃漿灌注待凝，并且在此期間要選用間歇性灌漿施工。其次，串漿問題。如果串漿問題被發(fā)現(xiàn)，則必須用膠帶將串漿空口密封才能夠繼續(xù)灌注。如果正在鉆進(jìn)的孔內(nèi)發(fā)現(xiàn)串漿問題，則必須立即停止灌漿至孔內(nèi)，待漿液凝固之后才能繼續(xù)灌漿，以保證灌漿質(zhì)量。在灌漿過程中，應(yīng)考慮壩面或壩背出現(xiàn)排氣、排水或者冒漿現(xiàn)象時(shí)進(jìn)行冒漿點(diǎn)表面封堵?？刹捎脻鉂{、減壓、限流或慢速灌注的方式對(duì)其進(jìn)行處理。最后，是漿液滲漏問題。如果帷幕灌漿過程中因吃漿量過大而承受不起壓力，就會(huì)出現(xiàn)漿液滲漏現(xiàn)象。這就可以采用間歇帷幕灌漿的方法，并對(duì)原溢洪道附近的石灰?guī)r塊進(jìn)行回填，以緩解施工所導(dǎo)致的巖體空隙大、漿液滲漏嚴(yán)重等問題。此外，還可以采用濃漿和粗砂灌注相配合的復(fù)灌方法，確保最終的施工質(zhì)量。

5 結(jié)束語：

總之，不同的水庫建設(shè)基本條件是不同的，即使同一水庫大壩建設(shè)在有不同條件的不同部位都有所不同，所以施工人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行帷幕灌漿施工工作，在施工過程中，還應(yīng)提高施工質(zhì)量的檢測(cè)。確保灌漿效果與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相符，確保未來所使用水庫工程的穩(wěn)定性和安全性，為中國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]潘永明，李海松.淺談壩基砂礫層帷幕灌漿施工在水庫除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用[J].水利建設(shè)與管理，2010，30（4）：64～65.

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