帷幕灌漿在水閘除險加固中的應(yīng)用

周擁華

摘 要：病險水閘的存在，嚴(yán)重威脅了周圍建筑物及人員的安全。而使用帷幕灌漿技術(shù)進(jìn)行病險水閘的除險加固，可以較好的防止水閘發(fā)生滲透破壞。因此，基于這種認(rèn)識，文章對帷幕灌漿在水閘除險加固中的應(yīng)用問題展開了探討，從而為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：帷幕灌漿；水閘；除險加固；應(yīng)用

受技術(shù)條件和地質(zhì)條件等多種因素的影響，一些水閘在建設(shè)的過程中存在著較多的質(zhì)量隱患。而經(jīng)過長期使用，這些水閘不是出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，就是出現(xiàn)加大縫隙，容易對堤壩產(chǎn)生滲透破壞。為此，有關(guān)部門在近幾年加大了對水閘除險加固技術(shù)的研究力度，繼而為帷幕灌漿技術(shù)在水閘除險加固工程中的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了條件。

1 帷幕灌漿技術(shù)概述

所謂的帷幕灌漿技術(shù)，其實(shí)就是利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行不良地層切割與摻攪，然后通過向形成的裂縫灌入水泥漿液，從而降低地層滲透壓力的一種灌漿技術(shù)。而之所以能夠起到減少地層滲漏量的作用，是因?yàn)椴扇≡摷夹g(shù)可以使?jié){液在地層形成多個阻水帷幕，所以能夠起到除險加固的目的。就目前來看，帷幕灌漿技術(shù)主要有兩種，即分段灌漿方式和全孔一次方式。在工程地質(zhì)條件和施工條件較好的情況下，才能使用全孔一次灌漿方式。而在現(xiàn)實(shí)生活中，病險水閘的地質(zhì)條件基本無法滿足這一要求，所以工程中應(yīng)用較多的灌漿方式為分段灌漿方式。

2 帷幕灌漿在水閘除險加固中的應(yīng)用

受水閘建設(shè)選址條件的限制，某工程水閘閘墩在長期使用后局部出現(xiàn)了裂縫。為避免裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大，同時避免鋼筋繼續(xù)被腐蝕，需要對該病險水閘進(jìn)行除險加固。按照設(shè)計(jì)要求，可以使用帷幕灌漿技術(shù)進(jìn)行水閘除險加固。在詳細(xì)勘查整個工程的地質(zhì)和水文地理?xiàng)l件后，確定使用自上而下和孔內(nèi)來回循環(huán)的方式施工。在施工的過程中，需要采取高壓灌漿方式，孔間距為2m，排距為1.5m。

2.1 施工材料選擇

在開展灌漿施工之前，需要根據(jù)工程設(shè)計(jì)及規(guī)范要求合理選擇施工材料。而灌漿材料不僅需要柔軟，還需要具有較強(qiáng)的可灌性能和親水性能。在膠凝時間方面，還要能夠根據(jù)要求隨時進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于水閘閘墩所處環(huán)境濕潤，還要求漿液具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度，并且具有一定的抗?jié)B性。考慮到這些問題，該工程需要使用425號硅酸鹽水泥為灌漿材料。針對裂縫較大的位置，需要在水泥漿內(nèi)加入速凝劑和減水劑等外加劑。而材料的摻入量需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定，并且經(jīng)監(jiān)理部門批準(zhǔn)。

2.2 施工流程確定

根據(jù)相關(guān)施工規(guī)范可知，灌漿施工主要使用巖心鉆探進(jìn)行成孔，然后使用頂壓式注塞壓力灌漿法灌漿。在施工的過程中，需要遵循自上而下的方式，而帷幕孔共有兩排，需要先進(jìn)行下游排孔施工，然后再進(jìn)行上游排孔施工。在對排孔施工的過程中，還要按照I、II、III的順序進(jìn)行施工。如設(shè)有加密孔，還需要在最后進(jìn)行加密孔施工。針對同一帷幕線的鄰近先序孔，需要在基巖15m以下進(jìn)行后續(xù)孔施工。同時，使用孔口封閉和孔內(nèi)循環(huán)方法進(jìn)行帷幕灌漿，射漿管需要使用鉆桿，并且延伸至灌漿底部，距離孔底不超過50cm。在進(jìn)行孔口部位施工時，需要使用阻塞循環(huán)灌漿方式，并且確保尾管離孔底的距離不超過50cm。此外，施工過程中一旦發(fā)生漏將、串口和冒漿等問題，需要上報(bào)監(jiān)理部門，并尋求合理的處理方案。

2.3 灌漿孔設(shè)置

根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，可以分序列進(jìn)行灌漿孔的設(shè)置。在設(shè)置的過程中，需要確保每兩個孔之間的距離相隔2m，并且確保實(shí)際鉆孔位置與設(shè)計(jì)位置相差不超過10cm。一旦出現(xiàn)特殊情況，需要及時上報(bào)監(jiān)理部門，然后進(jìn)行孔位的調(diào)整和記錄。在鉆孔的過程中，需要根據(jù)循環(huán)灌漿分序原則在相同時間段進(jìn)行同次序孔的施工。需要注意的是，成孔質(zhì)量將直接影響帷幕灌漿施工質(zhì)量，所以需要確保成孔施工效果。所以在設(shè)施鉆孔機(jī)械時，需要做好場地的清理工作，并且根據(jù)工程情況合理進(jìn)行設(shè)備搭設(shè)，從而確保鉆孔設(shè)備在施工的過程中處在穩(wěn)定工作狀態(tài)。而在鉆孔過程中，每實(shí)施一個灌漿孔鉆進(jìn)操作時，需要進(jìn)行孔斜檢測。如果孔深大于30m，則需要每隔5m就檢測一次。該工程孔深16m，總孔數(shù)約為150個，每次鉆孔僅需要進(jìn)行一次孔斜檢測。

2.4 鉆孔沖洗及試驗(yàn)

在正式灌漿之前，需要進(jìn)行鉆孔沖洗和壓水試驗(yàn)。因?yàn)?，打孔過程中會遭遇孔壁巖土層，并且使孔內(nèi)形成光滑界面，容易對灌漿效果造成影響。所以在各個灌漿階段，都需要采用高低壓脈沖沖洗方式進(jìn)行鉆孔的沖洗。而采取該方式需要每隔5分鐘就進(jìn)行高低壓頻率的轉(zhuǎn)換，并且直至孔道回水清凈才能停止沖洗。在分段灌漿的過程中，還要進(jìn)行壓水試驗(yàn)。具體來講，就是每隔一段時間進(jìn)行依次壓入水量值的讀取，并且在孔道吸水穩(wěn)定后停止壓水。而在試驗(yàn)的過程中，需要將壓水壓力控制為灌漿壓力的4/5。

2.5 灌漿施工過程

由于采取的是分段灌漿施工，所以在施工時需要合理進(jìn)行灌漿段長度的控制。而該工程灌漿第一段灌漿長度需要在2m以內(nèi)，并且開展灌漿試驗(yàn)。同時，其他孔道灌漿段長度需要控制在5m以內(nèi)。在試驗(yàn)開展的過程中，需要利用灌漿壓水自動記錄儀進(jìn)行施工過程的實(shí)時監(jiān)控，并且做好試驗(yàn)記錄，從而確保工程的質(zhì)量。另外，在實(shí)際施工的過程中，也可以根據(jù)施工情況進(jìn)行灌漿段長度的調(diào)整。而遵循灌漿液配比由稀至濃的原則，需要按照3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1的順序進(jìn)行六級漿液的灌注。在吸漿量大于1800L時，可以使用摻入外加劑的漿液。在進(jìn)漿率超過30L/min時，可以跨級變更漿液濃度。根據(jù)工程的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和水文特征，可以設(shè)定孔深在0～4m之間的灌漿孔承受灌漿壓力為0.2MPa，并設(shè)定孔深在4～8m之間的灌漿孔承受灌漿壓力為0.4MPa。同時，還需設(shè)定孔深在8～12m之間的灌漿孔承受灌漿壓力為0.6MPa，而孔深在12～16m之間的灌漿孔承受灌漿壓力為0.8MPa。

2.6 灌漿質(zhì)量驗(yàn)收

順利完成灌漿操作后，需要安排專人進(jìn)行工程質(zhì)量驗(yàn)收。具體來講，就是對帷幕灌漿施工質(zhì)量及形成的防滲帷幕的效果進(jìn)行檢查。一旦發(fā)現(xiàn)某段帷幕效果不佳或施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，還需要求施工人員補(bǔ)打灌漿孔，并且再次進(jìn)行灌漿施工。完成灌漿質(zhì)量驗(yàn)收后，需要使用壓力灌漿等封堵法進(jìn)行孔洞密封。具體來講，就是使用5：1的水泥漿進(jìn)行孔洞內(nèi)漿液的置換，并且將灌漿壓力設(shè)施為0.5h純壓。而該工程在進(jìn)行帷幕施工后，水閘滲水量明顯減少。

3 結(jié)語

總而言之，利用帷幕灌漿技術(shù)進(jìn)行舊、病水閘的除險加固，能夠取得良好的除險加固效果，從而為我國水利建設(shè)事業(yè)的發(fā)展做出重要的貢獻(xiàn)。所以，相關(guān)部門還應(yīng)加強(qiáng)對帷幕灌漿技術(shù)在水閘除險加固中的應(yīng)用問題的研究，從而更好的運(yùn)用該技術(shù)為水利事業(yè)的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬志登，陳建有，鄭雄偉.超細(xì)水泥帷幕灌漿在某水庫除險加固中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2012（S1）：351-352.

[2] 謝鵬.帷幕灌漿在小型病險水庫除險加固工程中的應(yīng)用[J].湖南水利水電，2014（04）：44-47.

[3] 周濟(jì)華.充填灌漿和帷幕灌漿組合在水庫除險加固中的應(yīng)用[J].黑龍江水利科技，2013（06）：245-248.