爨鵬輝

（中國水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司，陜西 西安 710068）

1 工程實例及帷幕灌漿施工參數(shù)

1.1 工程概況

文章涉及工程為某省一水庫攔河壩，該大壩基礎(chǔ)為砂卵石層，砂卵石層的厚度在0.7～6.3m，砂卵石含泥量較少，透水性能較強(qiáng)。在開展帷幕灌漿造孔過程中，發(fā)現(xiàn)部分孔段出現(xiàn)了循環(huán)液不斷損失的現(xiàn)象，個別嚴(yán)重情況的位置，循環(huán)液已經(jīng)發(fā)生了滲漏，如圖1所示。為了解該大壩的實際情況，應(yīng)用壓水測試進(jìn)行了測試，發(fā)現(xiàn)該大壩最大透水率已超過800Lu。

圖1 帷幕灌漿示意圖

1.2 施工參數(shù)

通過采用壓水測試的方法，首先掌握砂卵石層的透水情況，然后將適量的水灰加入水泥漿液中，合理控制壓力開展灌漿施工。在壓力的作用下，漿液會擴(kuò)散開來，并且和砂卵石層凝結(jié)在一起，實現(xiàn)砂卵石層縫隙的封堵，進(jìn)而形成防滲效果較好的防滲加固體。最后再采用孔序加密和孔段加深的方法促使壩基與防滲體可以形成防滲帷幕。通過加固壩基可以控制滲水量不超過特定的范圍，避免過多的滲水破壞壩基，進(jìn)而提高整個水庫基礎(chǔ)的安全性和穩(wěn)定性。一般來說，多數(shù)水庫大壩工程均屬于3級以下的堤壩，其正常的防滲標(biāo)準(zhǔn)為透水率＜10Lu[1]。

（1）段長與孔深。控制第一段深入砂卵石層的深度處于1～2m，第一段深入基巖層的長度可以根據(jù)該段所含砂卵石層厚度進(jìn)行確定。根據(jù)壩基巖石的灌漿需求開展基巖段的灌漿施工。

（2）孔距。綜合考量砂卵石層中泥漿的流動情況以及具體的防滲需求并確定孔距，具體至該工程中，孔距為2m。

（3）排距和排數(shù)。根據(jù)壩基卵石層的厚度以及滲透能力確定灌漿排數(shù)。如果單排灌漿方式?jīng)]有達(dá)到預(yù)計的灌漿效果，可以適當(dāng)?shù)卦黾庸酀{排數(shù)，并合理控制灌漿排的間距約為1.5m。

（4）孔序與排序。在雙排帷幕灌漿施工過程中，一般需要先完成下游的測排施工，然后開展上排的側(cè)排施工。為了避免在灌漿施工過程中，相鄰孔出現(xiàn)竄漿的問題，一般需要在前一排的灌漿徹底完成后，方可開展下一排的灌漿施工?？仔蚺c排序示意圖如圖2所示。

圖2 孔序與排序示意圖（單位：mm）

（5）控制壓力。接觸段含有一定量的砂卵石和心墻土，其中心墻土質(zhì)較差，為了避免心墻發(fā)生斷裂，在灌漿施工過程中，必須根據(jù)先導(dǎo)孔的試驗，將灌漿壓力控制在合理范圍內(nèi)。完成Ⅰ、Ⅱ序孔施工后，再對Ⅲ序孔開展施工時，就可以適當(dāng)?shù)靥岣吖酀{壓力，但是提高的幅度盡量不要過大。通常來說，Ⅲ序孔的灌漿壓力需要較Ⅰ、Ⅱ序孔的灌漿壓力高0.02～0.05MPa即可，這樣Ⅲ序孔的灌漿速度就會更快，灌漿效果也能得到有效保證。

2 帷幕灌漿施工技術(shù)

2.1 造孔

在土壩造心墻造孔施工過程中，常應(yīng)用到的施工方法有3種：干鉆法、干取法、干打法。為了可以快速實現(xiàn)止?jié){止水，取土完成后，需及時應(yīng)用套管進(jìn)行跟進(jìn)。清水鉆進(jìn)施工過程中需要使用到的設(shè)備為金剛石單鉆頭，該設(shè)備也是砂石卵層造孔最為主要的施工方法。在應(yīng)用該方法施工時，為避免孔周砂卵石出現(xiàn)塌落，必須嚴(yán)格地控制進(jìn)水量。一旦發(fā)生塌孔現(xiàn)象，需要利用彈簧鉆頭打撈孔內(nèi)掉塊，如果依然沒有達(dá)到設(shè)計要求，需要對此段開展灌漿施工的同時，下第二層套管。

2.2 洗孔

如果砂卵石層出現(xiàn)了回水的現(xiàn)象，待回水可以保持10min的清澈后，就可以結(jié)束洗孔。

2.3 壓水試驗

每個孔的灌漿段的壓水實驗必須持續(xù)進(jìn)行20min，一般來說，需要合理控制試驗壓力為灌漿壓力的75%[2]。如果灌漿流量過大，那么需要適當(dāng)?shù)乜s短試驗時間。

2.4 灌漿

帷幕灌漿施工常常涉及孔口封閉，孔口封閉一般是自下而上，循環(huán)式施工，施工過程中需要合理控制射漿管和孔底之間的距離≤50cm。在灌漿段中，需要先設(shè)置單獨灌漿，待混凝土充分凝結(jié)后，再開展后續(xù)施工。整個施工過程中，需要控制接觸段深入巖石內(nèi)長度≤2m。

2.5 封孔

所有孔的灌漿施工都完成后，需要等待一段時間，待全部完成凝結(jié)后，就可以排盡孔內(nèi)積水，應(yīng)用濃水泥漿封孔。

2.6 灌漿中的特殊情況處理

（1）地表冒漿。灌漿途中會出現(xiàn)地面冒漿現(xiàn)象，需針對不同的冒漿情況采取不同的解決辦法。針對冒漿不嚴(yán)重的情況，采用降壓措施，在無壓力的情況下進(jìn)行灌漿，并且要通過堵住冒漿的口來仔細(xì)觀察冒漿的情況，此舉目的在于使?jié){液的流失盡量止住。針對冒漿嚴(yán)重的情況，采取的措施是盡快提高漿液的濃度并且要緩慢地灌注。當(dāng)采取以上措施后的效果都不是很理想時，可以用“灌—?！唷！钡拇胧┻M(jìn)行灌漿操作。同時，一定要對冒漿點進(jìn)行處理，要堵死冒漿點，防止漏出漿液，保證漏漿通道和裂縫中都充滿漿液。

（2）鄰孔串漿。灌漿過程中還可能會出現(xiàn)鄰孔串漿的情況，針對這種情況可采取將灌漿孔和串漿孔同時進(jìn)行灌漿或者用膠塞將串漿孔堵住的措施，等到灌漿孔灌漿結(jié)束之后再對串漿孔進(jìn)行掃空灌漿，并且要用膠塞把串漿孔和非灌漿的部位進(jìn)行隔離。

（3）灌漿中斷。灌漿工作一定要是連續(xù)的、不間斷的，如果因為一些特殊情況導(dǎo)致灌漿停止或者間斷，例如停電、機(jī)械故障、孔內(nèi)返漿等，那么需要及時采取相應(yīng)措施。中斷分為兩種不同的情況：若中斷時間短，且中斷前灌的漿液較稀時，只需進(jìn)行沖洗或者排除故障后即可進(jìn)行再次灌漿；若中斷時間長，且短時間內(nèi)很難恢復(fù)，如果是外界停電、停水等原因造成的中斷，則應(yīng)松開灌漿孔，上提射漿管，避免漿液沉淀被埋住，等具有沖洗的條件之后再進(jìn)行沖洗工作。

3 灌漿效果分析

對帷幕灌漿效果以及各序孔灌漿透水率進(jìn)行分析，統(tǒng)計了各種灌漿材料的性能，然后對蓄水后的壩基所出現(xiàn)的滲漏現(xiàn)象進(jìn)行分析，可以得出以下分析結(jié)果。

該工程水庫的總?cè)萘繛?392萬m3，主壩壩頂長度為275m，壩高為17m，土質(zhì)為砂殼黏土。在對壩體進(jìn)行加固時，選擇套井回填黏土作為加固防滲材料。壩基為砂卵石層，其具有較強(qiáng)的透水性，在套井施工過程中，底部可能會發(fā)生涌水，最終導(dǎo)致塌孔現(xiàn)象的發(fā)生，使得套井無法入巖。所以，在應(yīng)用套井時，應(yīng)盡量控制套井進(jìn)入巖石的深度在0.5～0.8m。該工程的帷幕灌漿施工一共涉及146個孔的施工，灌漿段總計425段。應(yīng)用壓水試驗對該工程的透水率進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，隨著排序和孔序的增加，上游排透水率小于下游排透水率的程度也逐漸增加，這也足以證明，下游的灌漿效果較上游灌漿效果好。

4 灌漿過程中需要注意的問題

（1）開展加固防滲工作最好的季節(jié)是枯水季節(jié)，在針對Ⅰ、Ⅱ序孔進(jìn)行灌漿施工時，為避免漿液的流動速度對灌漿效果產(chǎn)生影響，應(yīng)盡可能降低水庫的水位，保證上下游的水位具有一定的水位差，同時還需要適當(dāng)?shù)亟档蛪位杆畬铀魉俣取?/p>

（2）根據(jù)鉆孔的實際情況及時調(diào)整段長。在開展鉆孔施工過程中，如果出現(xiàn)了較多的塌孔現(xiàn)象，或者因為循環(huán)液流失過大導(dǎo)致涌水現(xiàn)象發(fā)生，需要立即停止鉆進(jìn)施工，及時開展灌漿。若滲透現(xiàn)象較少，規(guī)模較小，那么可以適當(dāng)?shù)匮娱L灌漿段。針對灌漿較為順暢，幾乎不發(fā)生滲透的鉆孔，灌漿應(yīng)盡量一次完成，并且需加大力度尋找和解決滲漏點。

（3）為了保證水泥漿液可以更快地擴(kuò)散和凝固，需要應(yīng)用等級為42.5級標(biāo)準(zhǔn)的灌漿水泥。根據(jù)項目的實際需要，還可以選擇質(zhì)地更加細(xì)膩、性能更好的勘查水泥或超細(xì)水泥。針對同一帷幕灌漿，選擇灌漿材料時，也可以根據(jù)具體的透水性，選擇不同規(guī)格的灌漿材料開展施工。但是在灌漿施工之前，必須在施工現(xiàn)場對水泥材料進(jìn)行配合比試驗，保證使用的水泥材料具有足夠的強(qiáng)度以及膠結(jié)性，防止混合水泥發(fā)生開裂最終導(dǎo)致滲漏現(xiàn)象的發(fā)生。另外，在對接縫進(jìn)行灌漿施工過程中，灌漿作業(yè)盡量不要中斷，以保證整個結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性。

（4）特殊情況處理。根據(jù)施工實踐發(fā)現(xiàn)，在開展帷幕灌漿施工的過程中，因為多種因素的影響，孔壁或者孔底坑內(nèi)會發(fā)生孔內(nèi)冒泡或者漏漿的現(xiàn)象，為了避免這些特殊情況影響到大壩基礎(chǔ)防滲加固施工質(zhì)量，施工技術(shù)人員需要采取更加有效、更具針對性的措施進(jìn)行處理，較為常見的處理措施有堵漏、降壓、封堵等。

5 結(jié)束語

綜上所述，帷幕灌漿技術(shù)在水庫大壩基礎(chǔ)加固防滲施工中的應(yīng)用較為廣泛，采用該技術(shù)施工的大壩基礎(chǔ)一般都具有較強(qiáng)的防滲性能。在實際施工時，必須嚴(yán)格控制每一道工序的施工，保證帷幕灌漿技術(shù)的施工質(zhì)量。對于施工過程中所出現(xiàn)的問題，及時采取有效方法解決，從而提高壩基的穩(wěn)定性，保證水庫可以安全、穩(wěn)定地運行。