水庫樞紐工程非灌段帷幕灌漿施工技術

買里艷木·馬合木提

【摘要】隨著科技水平的提高，水庫樞紐工程非灌段帷幕灌漿施工技術得到了長足性的發(fā)展，技術的合理運用是工程順利進行的重要基礎保障，基于此，本文以某工程為例，從施工設計、布置及灌漿過程系統(tǒng)地進行討論，指出根據(jù)工程的具體情況采用相應的辦法開展項目施工，以此為水庫樞紐工程非灌段帷幕灌漿施工提供理論及實踐參考價值。

【關鍵詞】水庫樞紐工程；非灌段；帷幕灌漿；技術

前言：本文通過案例分析的辦法，以某水庫樞紐工程為例，討論在確保灌漿質(zhì)量的基礎上，嚴格按照設計和規(guī)范要求進行非灌段帷幕灌漿工程施工的相關技術應用問題。

一、帷幕灌漿施工準備階段

（一）帷幕灌漿施工灌漿孔排序布置

該水庫樞紐為小一型水庫。在大壩壩基進行帷幕灌漿的過程中分為主副兩部分施工，先副后主。

副帷幕兩排，孔深10m，孔深均指從建基面基巖到孔底的深度。副帷幕灌漿長度2977m，孔排距3m，孔深10m，副帷幕2排，分為兩序施工。先施工下游排，再施工上游排。

主帷幕灌漿長度6886m，孔距2m，先導孔孔距10m，主帷幕一排，孔深30～35m，孔深均指從建基面基巖到孔底的深度。主帷幕灌漿孔間距為2m，直線形布置，分為兩序施工。主帷幕灌漿孔深根據(jù)先導孔壓水試驗最終確定。

先進行先導孔施工，再進行1序孔施工，后進行2序孔施工。，對帷幕灌漿，采用自上而下分段灌漿法，導孔應自上而下分段卡塞進行壓水試驗，并按施工圖紙要求采用單點法壓水試驗。其他各次序孔的各灌漿段，可進行簡易壓水試驗。檢查孔采用五點法進行壓水試驗，壓力為灌漿壓力的80%，然后進行全孔灌漿式封孔。

（二）灌漿材料及始灌漿水灰比

灌漿水泥采用滿足GB175標準的天山42.5R硅酸鹽水泥，水泥細度滿足通過80μm方孔篩的篩余量不大于2%，比表面積大于3500cm2/g。不得使用受潮結(jié)塊的水泥。水泥不應存放過久，出廠期超過三個月的水泥不應使用。試驗室對每一批水泥的細度、粒徑等物理性能指標進行檢測，并且負責提供水泥復檢報告，檢驗合格后用于灌漿。漿液水灰比為： 2∶1、1∶1、0.8：1、三個比級。開灌水灰比采用2∶1，由稀到濃逐級變換。

二、帷幕灌漿具體實施方法與步驟

（一）帷幕灌漿造孔

對壩基巖層的耗灰量進行灌漿試驗，探討灌漿的效果以及隨孔深變化的特性，進行孔距、排距、深度、壓力等參數(shù)的實地驗證和處理技術工藝的落實，以此實現(xiàn)對大面積灌漿提出推薦性的合理施工工藝。在經(jīng)過灌漿之后，進行壓水實驗，根據(jù)壩基的地質(zhì)條件及試驗灌漿任務，首先一緊鄰著的單排26個孔，2米孔距進行灌漿，選擇8個孔進行實驗，按照設計的孔深，并由取芯情況的地質(zhì)、設計進行最終的確認施工。

在上部35米左右作為非灌段，其以下段為灌漿段落，深度在45米左右。實施進行孔口的封閉孔內(nèi)循環(huán)的自上而下的分段式灌漿法。然后以測放孔位、鉆孔分序、首段鉆孔、首段裂隙沖洗、壓水試驗、首段灌漿、埋孔口管待凝24 小時、第二段鉆、第二段灌漿、以下每段壓水、灌漿、終孔段壓水、灌漿、封孔、檢查孔鉆孔、檢查孔壓水、檢查孔封孔的順序進行施工。在進行帷幕灌漿時對非灌段進行隔離。由于該非灌段穩(wěn)定性差，圍巖破碎，孔壁極其的不穩(wěn)定，造成成孔的困難。因此，在施灌過程中要對非灌段進行必要的妥善處理、隔離，以免導致灌漿工作進度、質(zhì)量及成本受到嚴重的不良影響。

在進行非灌段的處理時如果采用傳統(tǒng)的泥漿固壁法，也就是用 2 個孔進行試驗，這種方式雖然對覆蓋層的處理能夠起到一定的效果，但是又有其造價高，施工進度較慢，而且特別是在固壁處理后，對灌漿段或灌漿或洗孔時，由于水及漿液的壓力，仍容易出現(xiàn)掉塊、塌孔以及卡鉆等現(xiàn)象的發(fā)生，難以保證灌漿的質(zhì)量。因此采用比較有優(yōu)勢的跟管下套管鉆進的方法進行隔離，非灌段跟管在深度 40 米為適宜。

（二）鉆孔沖洗及壓水實驗

具體實施過程中選用孔徑為75米到90米的鉆孔進行，如果在能夠保證灌漿質(zhì)量的前提下，應優(yōu)先考慮較小的孔徑。在鉆孔過程中應將鉆機固定好，鉆桿注意擺動不要過大，以此來保證鉆孔的垂直度控制在所允許的偏差范圍內(nèi)，以此來保證按方案設計來形成帷幕，由此起到防滲漏的效果。然后再沖洗過程中應將鉆孔延伸到設計孔深處，將殘留在孔底和粘附在孔壁處的巖粉，碎屑等雜質(zhì)沖出孔外，以免堵塞裂隙的進口，從而影響灌漿的質(zhì)量。采用壓力水的防水將巖石空洞處及縫隙里的將為松軟風化了的泥質(zhì)填充物沖擊出去，以此保證漿液流進裂隙，而且能夠與裂隙接觸面的膠結(jié)凝固起來，從而起到固結(jié)、防滲的作用。沖洗分為單孔段沖洗和群孔段沖洗，因此可根據(jù)不同的地質(zhì)情況采用不同的沖洗方法?；谠摴こ痰牡刭|(zhì)條件，在施工中采用沖洗壓力為本灌漿段灌漿壓力80%的單孔壓水方式對地基巖石的裂隙進行沖洗，當回水清凈后本孔段的沖洗就可以終止結(jié)束。但是在正式的施工過程中建議根據(jù)實際情況，結(jié)合壓水試驗的目的和要求，參考《水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范》（DL/T5148- 2012），確定適宜的壓水試驗。

（三）灌漿

基于形成自上而下分段的孔口封閉，孔內(nèi)循環(huán)有助于漿液的擴散滲透可增強覆蓋層灌漿的效果，采用孔口封閉，孔內(nèi)循環(huán)的方式進行灌注漿液。根據(jù)該水利樞紐工程的地質(zhì)情況，進行漿液試驗，選擇在不同條件、不同地層情況下使用純水泥漿液、穩(wěn)定漿液、混合漿液及較優(yōu)的漿液等漿材的合適配比和外加劑的用量。本次施工選用 P.O42.5硅酸鹽水泥進行灌漿。

具體操作首先進行灌漿漿液配比以及進行現(xiàn)場的調(diào)整，由稀到濃逐級變換灌漿的漿液，當灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時，或當注入率保持不變而壓力持續(xù)升高時，不得改變水灰比；開灌后，孔內(nèi)吸漿量達到320升以上，或灌注時間已達半小時，且注入率和壓力無顯著的改變時，可將漿液變濃一級，然而當注入率大于每分鐘32升時，要根據(jù)現(xiàn)場的具體情況進行越級變濃。在灌漿過程中，要注意控制灌漿的壓力，可采用一次升壓法和分級升壓法進行系統(tǒng)操作。其中，對于透水性不大、裂隙不發(fā)育的巖石基礎的帷幕灌漿較適宜應用一次升壓法。分級升壓法是在灌漿過程中將壓力分為幾個階段進行逐級的升高至設計的壓力值，此種方式對于巖石透水性大，而且難以迅速達到規(guī)定的壓力的灌漿段較為適用?；诒敬嗡こ痰目陀^情況本次采用應及時規(guī)劃和調(diào)整壓力控制，以便在灌漿壓力突然發(fā)生改變時，能夠迅速查明原因，從而采取正確的施工技術措施[1]。

（四）灌漿結(jié)束與封孔

灌漿結(jié)束標準對提高覆蓋層的鉆灌的施工效果及確保孔壁的穩(wěn)定有著緊密的聯(lián)系。一般情況下，在規(guī)定的壓力下，當注入率小于每小時 1升時，繼續(xù)灌注不大于1小時的情況下，可結(jié)束灌漿，灌漿結(jié)束后，通過逐漸開大管路的閥門保證灌漿的壓力逐漸降低直至為零，防止因一次性突降壓力為零而引起坍孔的危險。

（五） 帷幕灌漿質(zhì)量檢查

A采用鉆孔壓水試驗，進行質(zhì)檢。鉆孔壓水試驗應在灌漿結(jié)束14天后進行；

B檢查孔的布置，由監(jiān)理單位根據(jù)施工灌漿記錄、施工情況等確定。

結(jié)語：水庫樞紐工程非灌段帷幕灌漿施工是將為復雜的項目，需要根據(jù)工程的地質(zhì)條件進行有效的技術應用，通過本次施工采用“跟管法”的實際效果來看，較好地解決了覆蓋層較為深厚難以施工的難題，有效地防止了在灌漿過程出現(xiàn)返漿及串漿的現(xiàn)象，起到了很好的防滲漏作用，而且節(jié)省了工程施工的開支費用，大大提高了整個工程的經(jīng)濟效益，對日后工程的施工提供了良好的借鑒。

參考文獻：

[1]劉中秋. 旁多大壩基礎處理二期帷幕灌漿工程施工方法[J]. 黑龍江水利科技，2012，12：76-78.