芻議水利工程中帷幕灌漿施工技術(shù)

郭 強

(巴州水利水水電勘測設(shè)計院，新疆庫爾勒 841000)

在水利工程中，建筑物往往長期處于水下，尤其是水工建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，在長期的水侵蝕下，滲漏的發(fā)生機率非常大。如果建筑基礎(chǔ)出現(xiàn)滲漏等情況，將嚴重影響結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，甚至影響到整個水利工程的運行安全。在水利工程止水防滲技術(shù)中，應(yīng)用比較廣泛的便是帷幕灌漿技術(shù)。此項技術(shù)施工工藝目前已經(jīng)比較成熟，并且應(yīng)用效果也非常顯著，在水利工程的地基防滲中起著重要的作用。本文將對帷幕灌漿技術(shù)的具體應(yīng)用方法進行介紹。

1 帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用原理

帷幕灌漿技術(shù)是一種非常有效的防滲技術(shù)。帷幕灌漿采用地質(zhì)鉆機對需要處理的地層進行鉆孔，形成一道帷幕形鉆孔，然后將水泥漿用高壓灌注到被處理的鉆孔內(nèi)，水泥漿會沿著地層縫隙深入滲透，當水泥漿凝固以后，鉆孔內(nèi)的水泥漿柱和周圍被水泥漿滲透并凝結(jié)的土體會共同形成一道密實的防水帷幕，能夠有效防止水流從灌漿地層處滲透。帷幕灌漿應(yīng)用在水利工程中，灌漿范圍的頂部是與鋼筋混凝土的閘壩底或者土層壩低連接，而帷幕灌漿的底部則會直接深入到透水不明顯的地巖層內(nèi)部，以此來阻止和預(yù)防地下水的滲透。另外，帷幕灌漿與位于下游的排水系統(tǒng)共同作用，還能夠有效的降低滲透水流給閘壩帶來的揚壓力。帷幕灌漿在水利工程中起著重要的安全作用，是水工建筑物地基的重要防治手段之一。

2 帷幕灌漿技術(shù)流程

2.1 測量

進行帷幕灌漿施工之前，需要對鉆孔的準確位置進行測量，測量時要嚴格按照設(shè)計要求進行。測量可采用全站儀來對灌漿的軸線進行測設(shè)，如果出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點或者高程差較大的位置，則應(yīng)該加設(shè)控制點。在測量過程中需要對各項數(shù)據(jù)進行嚴密的核查，對每個灌漿孔的位置和孔口的高程等參數(shù)進行精確布控，以保證各參數(shù)的準確性。

2.2 成孔

在鉆孔的位置、深度、孔徑以及鉆孔順序等確定好以后，便可進行成孔作業(yè)。成孔是帷幕灌漿的第一道工序，也是非常關(guān)鍵的一道工序。成孔的質(zhì)量對整個帷幕灌漿的質(zhì)量和效果影響重大，因此成孔必須在既快速又高質(zhì)的情況下完成。成孔時，首先要將鉆機安裝、擺放的平整牢固，應(yīng)該事先將鉆機場地進行平整，可根據(jù)實際需要鋪設(shè)一層鉆孔用墊層或平臺，使鉆機能夠穩(wěn)固和端正，然后當鉆機平臺、鉆桿和灌漿孔的三個中心點在一條直線的情況下進入下一環(huán)節(jié);鉆機安裝、擺放平穩(wěn)以后，需要進行試機和試鉆，以便對鉆機的動力、供水、供電等系數(shù)進行合理調(diào)試，等一切機械設(shè)備和運行系統(tǒng)均正常以后便可進行鉆進作業(yè);另外，在每次鉆進之前，都應(yīng)該對鉆機的各部件進行檢查，尤其要重點檢查鉆桿和鉆具是否彎曲變形，如果變形應(yīng)該馬上進行更換;在鉆機鉆進的過程中，需要時刻觀察鉆機的運行情況并保證鉆頭處于冷卻狀態(tài)。

2.3 縫隙沖洗

帷幕灌漿技術(shù)在成孔完成后，需要采用導(dǎo)管對鉆孔進行高壓水沖洗。沖洗時要保證水壓和流量，沖洗應(yīng)該從下往上進行，使水不斷沖洗孔壁，當觀察沖洗的回水變清以后，可再持續(xù)沖洗10 min，并且要保證總的沖洗時間在半小時以上，總沖孔的時間要＞2 h，沖洗完成后孔底的沉渣厚度應(yīng)該在規(guī)定標準之內(nèi)。另外，縫隙沖洗時的水壓應(yīng)該在灌漿壓力的80%以內(nèi)。

2.4 壓水試驗

縫隙沖洗完成以后，還需要進行壓水試驗，壓水試驗時可采用單點法進行，壓水試驗的壓力也應(yīng)該設(shè)置在此段灌漿壓力的80%以下，且不能超過1MPa。

2.5 灌漿

2.5.1 泥漿制備

灌漿采用的漿液材料為水泥漿，水泥通常采用的是普通的硅酸鹽水泥，其強度和等級要結(jié)合工程實際來確定。灌漿所采用的水泥漿應(yīng)該進行集中配制和攪拌?？刹捎米詣訑嚢铏C進行攪拌，且攪拌機的生產(chǎn)能力要能夠滿足施工需要。帷幕灌漿所使用的泥漿從制備到使用完成所用的時間應(yīng)＜4 h，以確保其性能良好。

2.5.2 灌漿

帷幕灌漿可從下至上分段進行，灌漿的壓力應(yīng)該符合要求。灌漿的時間應(yīng)該結(jié)合注入率來調(diào)整和掌握。比如，當注入率＜0.4 L/min，灌注的時間應(yīng)該在半小時以上，而當注入率≤1 L/min，則需要持續(xù)灌注＜1 h以上。在采用自上而下分段灌注時，則持續(xù)灌注的時間應(yīng)該再適當?shù)脑黾?.5～1 h。在灌漿過程中，需要隨時的對回漿量和進漿量進行觀察，如果發(fā)現(xiàn)回漿變濃，則應(yīng)該馬上更換成與進漿配比相同的新漿液進行灌注，并嚴格控制灌注時間。

2.6 封孔

在灌漿工序完成以后需要進行封孔作業(yè)?？刹捎弥脫Q或者壓力灌漿的封堵方式來封孔。當全孔的灌漿作業(yè)完成之后，可采用5:1的水泥漿來置換出孔內(nèi)的漿液，同時將灌漿管從孔內(nèi)取出。最后再用最大的灌漿壓力將相同配比的水泥漿灌壓半小時，并做好灌漿記錄。

2.7 質(zhì)量檢驗

基巖的灌漿質(zhì)量檢查主要以檢查孔壓水試驗成果為主，而壩體的質(zhì)量檢查采用注水試驗，當其滲透系數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)方可達標;灌漿孔的檢查位置應(yīng)該在帷幕的中心線上，可在巖石破碎、斷層等地質(zhì)條件較為復(fù)雜的部位進行檢測。帷幕灌漿檢查孔的檢查數(shù)量可為孔總數(shù)的10%左右;檢測時采用自上而下分段卡塞的方法進行壓水試驗。

3 常見問題的處理

3.1 灌漿中斷問題

在帷幕灌漿施工中，很容易發(fā)生灌漿中斷現(xiàn)象。導(dǎo)致灌漿中斷的原因可能是由于停電、電機故障、漿液堵塞或者注漿管破裂等。為了避免灌漿中斷問題的發(fā)生，在帷幕灌漿施工之前和施工過程中，施工單位應(yīng)該做好全面的預(yù)防措施。施工前需要對全部的機械、設(shè)備進行質(zhì)量檢查，輸漿管材要按照標準進行選擇，灌漿過程中應(yīng)該由專人負責(zé)隨時檢查管材是否存在連接不牢固、破損或者堵塞問題。另外，還需要對灌漿泵的運轉(zhuǎn)情況進行檢查，以保證其在最大灌漿壓力下仍然能夠正常持續(xù)地工作。在每次灌漿作業(yè)完成以后，都要將灌漿泵清洗干凈，并對壓力表進行隨時的調(diào)整和校正，確保施工的順序進行。施工完成后要對高壓灌漿閥門、隔漿塞等部件進行及時清洗，并做好保養(yǎng)工作。如果灌漿過程中發(fā)生中斷問題，應(yīng)盡量縮短中斷的時間，確保水泥漿的性能良好。

3.2 串漿問題

在帷幕灌漿施工中，還可能出現(xiàn)漿液從其它鉆孔或者地下裂隙中流流出帷幕之外的問題，通常稱為串漿。引起串漿問題的主要原因是灌漿孔之間的巖層縫隙較多，相互連通，導(dǎo)致在灌漿時漿液串至其它部位。為了預(yù)防串漿現(xiàn)象的發(fā)生，可同時對串漿孔和灌漿孔進行灌漿，并且要保證每個孔都有一臺灌漿泵進行灌漿作業(yè)。另外，還應(yīng)該在串漿部位的漏漿區(qū)域安裝上灌漿塞來進行封堵，以保證漿液不會過多的流失。

3.3 漏漿問題

當灌漿區(qū)域的縫隙過大，或者灌漿壓力過大時，往往會出現(xiàn)漿液的注入率過大而發(fā)生大量漏漿的問題。如果產(chǎn)生大量漏漿問題可通過低壓或者自流式灌漿方法，來使灌漿的壓力降低。在縫隙充滿漿液且流動性降低以后，便可將灌漿的壓力逐步提高;可采用濃漿進行灌注，但需要將注漿量限制在30～40 L/min內(nèi)，當進漿量明顯降低以后，便可將灌漿的壓力逐漸提高到正常水平;另外，也可以在漿液中摻加適量砂料來進行灌漿作業(yè)，以此來降低漿液的流動性。在增加漿液壓力的同時，需要將灌漿壓力適當降低，進而限制漿液的流動范圍，當單位吸漿量降低到標準范圍內(nèi)后，便可使用正常漿液進行灌注，并將壓力提高到標準狀態(tài);在巖層進行灌注作業(yè)時，如果出現(xiàn)大量進漿現(xiàn)象，可以采取間歇性灌漿的方法，也就是在連續(xù)灌漿一段時間之后，便暫停灌漿，等到漿液稍微凝結(jié)一段時間后再繼續(xù)灌漿。

4 結(jié)論

帷幕灌漿施工技術(shù)在水利工程中起著重要的防滲作用，其施工質(zhì)量的好壞對整個水工建筑影響極大。由于帷幕灌漿屬于隱蔽工程，施工時的質(zhì)量控制較難，這就要求施工人員必須具備豐富的經(jīng)驗和極高的技術(shù)水平，認真操作施工過程中的每一個環(huán)節(jié)，并做好突發(fā)問題預(yù)防措施。

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