帷幕灌漿施工技術(shù)在壩基加固中的應(yīng)用

□蘇社教 □王龍欣 □高建新

（1河南省石漫灘水庫管理局 2河南省陸渾水庫管理局）

0 引言

伊川縣掉劍溝水庫大壩壩頂高程200.00m，在高程189～185m之間為全～強(qiáng)風(fēng)化片麻巖，風(fēng)化層厚約2.00m，巖芯呈泥狀和3～5cm破碎塊狀，左壩肩地層巖性為弱風(fēng)化～微風(fēng)化花崗片麻巖，應(yīng)作防滲處理措施。水庫除險(xiǎn)加固工程大壩防滲，采取封閉式帷幕灌漿，孔底按相對(duì)花崗片麻巖以下3m控制，位置為0+000至0+120段，灌漿孔布置在大壩軸線上下游兩側(cè)各49個(gè)孔，距壩軸線均為0.75m，孔距2.50m，呈梅花形布置，造孔總進(jìn)尺2283.40m。

庫區(qū)巖性為太古界變質(zhì)巖系的花崗片麻巖，山體普遍雄厚且分水嶺以外無大的深切溝谷及通往庫外大的斷裂構(gòu)造破碎帶。大壩壩體除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，壩基卵石局部沒有清除干凈，滲透系數(shù) 6.80×10-4cm/s，＞1.00×10-4cm/s，需進(jìn)行防滲處理；壩基填土為低液限粘土，填筑不均。室內(nèi)試驗(yàn)滲透系數(shù)為2.20×10-5～3.50×10-5cm/s，具弱透水性?，F(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)滲透系數(shù)，在高程194.00m以上為9.39×10-4～3.03×10-3cm/s,具有中等透水性；在高程194.00m以下滲透系數(shù)4.38×10-5～9.33×10-6cm/s，具弱透水性。

1 帷幕灌漿工程試驗(yàn)

大壩灌漿長度120m,孔數(shù)98個(gè)，為了進(jìn)一步驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)，開工前業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等各方有關(guān)人員，根據(jù)地形、地質(zhì)情況，分析確定在上游排具有較好的代表性的五個(gè)孔位進(jìn)行帷幕灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)，通過灌漿試驗(yàn)的結(jié)果，整理分析透水率、耗灰量、灌漿壓力等試驗(yàn)資料，為正式施灌提供相關(guān)的灌漿技術(shù)參數(shù)。

2 帷幕灌漿施工方法

2.1 工藝流程

孔位放樣→孔位復(fù)核→鉆機(jī)就位→鉆機(jī)校正→孔段鉆進(jìn)→孔深測(cè)量→鉆孔沖洗→灌漿→第一次灌漿結(jié)束→復(fù)灌→封孔。

2.2 成孔質(zhì)量控制

帷幕灌漿孔采用Φ110的回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆孔，孔身盡量保持垂直，孔斜偏差控制在孔深的1.50%以內(nèi)；孔壁沖洗采用孔口敞開，孔底導(dǎo)水法沖洗，控制水壓不能過大，以免造成塌孔，孔口回清水10min，沖洗總時(shí)間不少于20min，孔內(nèi)殘存的沉積物厚度≤10cm。

2.3 灌漿技術(shù)控制要點(diǎn)

帷幕灌漿按分序的原則進(jìn)行，選用自下而上灌漿法，阻漿塞封閉在灌漿段段頂以上0.50m處、漿液孔內(nèi)循環(huán)，分段施灌，灌漿過程中嚴(yán)格控制時(shí)間、深度、段長及壓力，測(cè)定漿液密度，保持管路暢通。

2.3.1 水灰比

灌漿水灰比采用 5：1，3：1，2：1，1：1，0.80：1，0.60：1。漿液容重為12.70～15.70kN/m3，粘度達(dá)到30s以上。

2.3.2 變漿

灌漿漿液由稀到濃逐漸變換，變漿標(biāo)準(zhǔn)為某一比級(jí)漿液注入量達(dá)300L以上，或灌漿時(shí)間已達(dá)1h，而灌漿壓力和注入率均無顯著變化時(shí)，變濃一級(jí)；當(dāng)注入率＞30L/min時(shí)，可越級(jí)變漿。變濃漿液必須經(jīng)監(jiān)理認(rèn)可，對(duì)漿液比重定時(shí)檢測(cè)。

2.3.3 終孔

在規(guī)定壓力下，注入率＜0.40L/min，繼續(xù)注30min或≤1L/min時(shí)，繼續(xù)灌注90min，灌漿可以結(jié)束。經(jīng)驗(yàn)收合格的灌漿孔才能進(jìn)行封孔。

2.3.4 壓力

隨著灌漿漿液濃度由稀到濃逐級(jí)變換，灌漿壓力逐步加大至設(shè)計(jì)壓力，壓力表規(guī)格宜為最大控制壓力的1.50～2.00倍，達(dá)到最大控制壓力繼續(xù)灌注時(shí)間≥30min。

2.4 灌漿材料及制供漿

一是水：灌漿用水應(yīng)符合拌制水工混凝土用水要求；二是水泥：灌漿用水泥采用新鮮的同一強(qiáng)度等級(jí)的水泥。灌漿采用P.O32.5普通硅酸鹽水泥；三是灌漿漿液采用現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)簡(jiǎn)易制漿站集中拌制（濕法制漿），水泥漿自制漿站至灌入孔內(nèi)時(shí)間≤4h,否則，棄之。

2.5 封孔

灌漿孔灌漿結(jié)束，采用壓力注水泥漿封孔。

3 帷幕灌漿質(zhì)量控制

3.1 原材料及漿液質(zhì)量控制措施

水泥的標(biāo)號(hào)不低于P.O32.5、細(xì)度、有機(jī)物含量等指標(biāo)滿足技術(shù)要求和規(guī)范要求，不得使用儲(chǔ)存超過3個(gè)月的水泥,漿液使用前過篩，從開始制備至用完的時(shí)間不超過4h，經(jīng)常檢測(cè)漿液比重和漿液溫度，保證漿液溫度在5～40℃間。

3.2 灌漿的過程控制

一是施灌前，應(yīng)充分做好灌漿準(zhǔn)備工作，配合充分的灌漿設(shè)備和材料，保證壓力表、灌漿泵、比重計(jì)等灌漿設(shè)備完好和準(zhǔn)備性，確保灌漿作業(yè)連續(xù)進(jìn)行。二是開灌前嚴(yán)格按照程序進(jìn)行鉆孔沖洗，采用阻塞器阻塞時(shí)位置要準(zhǔn)確，杜絕漏灌現(xiàn)象。三是灌漿過程中，要嚴(yán)格按照方案給定的壓力進(jìn)行灌漿，當(dāng)壓力或注入量突然改變較大時(shí)，應(yīng)立即查明原因，采取措施處理。四是在灌漿過程中，如吸漿量較大，且長時(shí)間內(nèi)不減少，超過被灌范圍，可取低灌漿壓力、縮短漿液凝固時(shí)間、增大漿液粘度摻合凝固劑，或使用間歇灌漿處理，間歇時(shí)間根據(jù)配方、配比及裂隙大小等情況確定。五是在灌漿中，發(fā)現(xiàn)有串漿現(xiàn)象，若串漿量小可不處理；若串漿量較大可采用降低壓力、灌注濃漿的方法處理。禁止采用并聯(lián)灌漿處理，并應(yīng)在灌漿結(jié)束后對(duì)串漿孔及時(shí)進(jìn)行沖孔或掃孔處理。六是在洗縫、壓水及灌漿過程中，安排專人進(jìn)行變形觀察，有異常情況應(yīng)及時(shí)通知記錄員，以便采取降壓等措施進(jìn)行處理，要做好詳細(xì)記錄并及時(shí)向監(jiān)理工程師報(bào)告。七是灌漿工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，如因故中斷應(yīng)盡早恢復(fù)灌漿，恢復(fù)灌漿時(shí)，使用開灌水灰比的漿液灌注，如注入率與中斷前相近可改用中斷前水灰比的漿液灌注。如恢復(fù)灌漿后，注入率較中斷前減少很多，且在短時(shí)間內(nèi)停止吸漿，應(yīng)報(bào)告監(jiān)理等有關(guān)單位，作為事故孔補(bǔ)孔灌漿處理。