水利水庫工程中帷幕灌漿的施工要點(diǎn)探析

摘要：水利水庫工程是關(guān)系國計(jì)民生的關(guān)鍵性工程項(xiàng)目，能夠在一定程度上反映出地區(qū)及國家經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展水平。隨著水資源的持續(xù)開發(fā)利用，水利工程項(xiàng)目的數(shù)量不斷增加，規(guī)模也隨之?dāng)U大，做好水利水庫防滲工程的建設(shè)，確保水利工程運(yùn)行的穩(wěn)定和安全就顯得尤其重要。文章對水利水庫工程中帷幕灌漿的施工要點(diǎn)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：水利水庫工程；帷幕灌漿；施工工藝；施工要點(diǎn)；水資源開發(fā) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TV543 文章編號：1009-2374（2016）21-0107-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.21.052

水利水庫工程構(gòu)筑物長期處于水下，受水流的沖刷和侵蝕，很容易出現(xiàn)滲漏問題，而一旦發(fā)生滲漏，將會嚴(yán)重威脅水利工程整體的穩(wěn)定和安全。因此，在水利水庫工程建設(shè)中，應(yīng)該切實(shí)做好防滲工程的施工。在當(dāng)前的技術(shù)條件下，帷幕灌漿技術(shù)是水利工程防滲施工中比較常見的作用，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和安全性，能夠起到良好的防滲效果，從而保證水利水庫工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 帷幕灌漿施工工藝

帷幕灌漿是指將配置好的漿液通過相應(yīng)的灌漿設(shè)備，灌入巖體或者土層的裂隙和孔隙中，形成連續(xù)的阻水帷幕，以減少滲流量，降低滲透壓力的施工技術(shù)。帷幕的頂部與混凝土閘底板或者壩體相互連接，底部則深入到相對不透水層中，以阻止或者減少地基中地下水的滲透，從而保證水利工程的穩(wěn)固性。不僅如此，通過帷幕灌漿形成的防水帷幕與下游排水系統(tǒng)的共同作用，還可以有效降低滲透水流對于水利閘壩的揚(yáng)壓力。因此，自出現(xiàn)至今，帷幕灌漿技術(shù)一直都是水利工程基礎(chǔ)防滲的重要手段之一，在保護(hù)水工建筑物方面發(fā)揮著不可替代的作用。

帷幕灌漿技術(shù)的施工工藝流程如下：

1.1 灌漿孔設(shè)置

在正式施工前，需要對施工現(xiàn)場進(jìn)行勘查，通過相應(yīng)的施工測量，了解需要進(jìn)行帷幕灌漿的部位，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，合理布設(shè)灌漿孔，以確保灌漿效果。按照具體的設(shè)計(jì)要求，在防滲墻的軸線位置布設(shè)灌漿孔，將孔位的軸向偏差控制在10cm以內(nèi)，深度依照實(shí)際需求確定，通常在20～30m，不能超出設(shè)計(jì)灌漿底線。

1.2 成孔清孔

成孔是灌漿工作的基礎(chǔ)和前提，其質(zhì)量直接關(guān)系灌漿施工的整體效果。在進(jìn)行成孔作業(yè)時，需要依照測量得到的孔位，對鉆機(jī)進(jìn)行安裝，并通過試運(yùn)行的方式進(jìn)行調(diào)整，確保鉆機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。在鉆孔過程中，應(yīng)該關(guān)注鉆機(jī)的運(yùn)行狀況，對鉆進(jìn)速度和鉆進(jìn)深度進(jìn)行跟蹤管理，同時確保鉆頭的溫度，及時進(jìn)行冷卻。成孔完成后，需要進(jìn)行清孔，對水壓及流量進(jìn)行控制，按照從下到上的順序，清除孔內(nèi)的沉渣，為后續(xù)灌漿作業(yè)奠定良好的基礎(chǔ)。清孔完成后，還需要進(jìn)行相應(yīng)的壓水實(shí)驗(yàn)。

1.3 灌漿施工

準(zhǔn)備工作全部完成后，就可以進(jìn)行灌漿施工。為了保證質(zhì)量，可以按照自下而上的順序分層進(jìn)行灌漿，并對灌漿壓力進(jìn)行合理選擇，結(jié)合注入率對灌漿的時間進(jìn)行控制，以保證灌漿效果。在灌漿施工過程中，需要做好回漿的實(shí)時監(jiān)測，若發(fā)現(xiàn)回漿濃度超過灌漿濃度，則需要重新配置漿液進(jìn)行灌注。

1.4 孔洞密封

灌漿完成后，采用5∶1配置比的水泥漿對孔洞內(nèi)的漿液進(jìn)行置換，抽出注漿管，采用壓力灌漿的方式對孔洞進(jìn)行密封。

2 水利水庫工程中帷幕灌漿技術(shù)的施工要點(diǎn)

這里結(jié)合相應(yīng)的工程實(shí)例，對帷幕灌漿技術(shù)在水利水庫工程中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析。

2.1 工程概況

某水電站屬于該地區(qū)整體開發(fā)規(guī)劃中的重要項(xiàng)目，控制流域面積達(dá)到1530km2，設(shè)計(jì)年發(fā)電量達(dá)到5200萬kWh，整體建設(shè)成本約為1.35億元。工程水庫攔河壩最大高度為22.3m，共設(shè)置5個泄洪孔，總凈寬為88.6m，中間壩段為105.5m，大壩總長為126.5m。攔河壩工程為3級建筑，依照50年一遇洪水設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)洪水位在42.35m。為了切實(shí)保證工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行，采用帷幕灌漿技術(shù)對其進(jìn)行防滲處理。

2.2 施工要點(diǎn)

在該工程中，經(jīng)過對施工現(xiàn)場的全面勘查，結(jié)合其地質(zhì)水文信息，采用自上而下、小口徑鉆入，同時封閉孔口，在孔內(nèi)來回循環(huán)的高壓灌漿施工方案，需要結(jié)合帷幕灌漿技術(shù)的工藝流程，關(guān)注四個要點(diǎn)問題：

2.2.1 灌漿孔：應(yīng)該結(jié)合工程的設(shè)計(jì)要求對灌漿孔進(jìn)行設(shè)置，將孔距控制在3m，同時孔位偏差不超過10cm。如果遇到特殊情況，需要對孔位進(jìn)行調(diào)整，則需要經(jīng)監(jiān)理工程師同意后才能進(jìn)行作業(yè)，同時做好記錄工作。鉆機(jī)安放完成后，需要通過試運(yùn)行的方式，對其進(jìn)行檢驗(yàn)，并檢查鉆桿、鉆具、鉆頭等零部件的狀態(tài)，確保成孔作業(yè)的順利進(jìn)行。另外，在對灌漿孔進(jìn)行鉆進(jìn)施工的過程中，需要多次檢測孔斜，一般在孔深小于30m的情況下，以10m為間隔進(jìn)行檢測，如果孔深超過30m，則應(yīng)該將間隔縮短到5m，尤其需要注意最初20m的孔斜。在帷幕灌漿中，鉆孔孔底的允許偏差如表1所示：

2.2.2 灌漿段長度：在灌漿施工中采用的是分層分段施工的方式，因此需要預(yù)先對灌漿段的長度進(jìn)行合理設(shè)置，將誤差控制在30cm以內(nèi)。在施工過程中，如果遇到特殊情況，如巖溶地質(zhì)，則應(yīng)該控制段長在3m以內(nèi)。

2.2.3 鉆孔與沖洗：依照設(shè)置好的灌漿孔位置，沿井筒中心線的方向，設(shè)置三排帷幕灌漿孔，設(shè)計(jì)孔深為14.6m，采用直徑為108mm的鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)，并在孔口位置設(shè)置θ89mm的法蘭盤。灌漿孔成孔后，以壓力水進(jìn)行沖洗，清除孔內(nèi)沉渣，沖洗時間根據(jù)實(shí)際情況確定，通常都是在回水清澈后再沖洗約10min。導(dǎo)孔作為帷幕灌漿施工中一道必不可少的工序，應(yīng)該得到足夠的重視，對返水情況良好的孔段進(jìn)行簡單的壓力處理，施加壓力的時間一般為20min，以5min為間隔對壓力表的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，對壓力進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。

2.2.4 灌漿施工：灌漿施工是最為關(guān)鍵的工序之一，需要關(guān)注兩個方面的內(nèi)容，一是施工材料。在進(jìn)行帷幕灌漿施工時，需要結(jié)合工程設(shè)計(jì)要求以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工材料的選擇，在該工程中，以普通硅酸鹽水泥摻入Ⅱ級粉煤灰，充分混合后作為灌漿材料。如果在施工中遇到斷層或者巖溶區(qū)域，則需要在水泥漿內(nèi)加入相應(yīng)的外加劑或者其他混合料，并做好記錄和上報工作；二是施工方法。通常情況下，帷幕灌漿施工采用的都是自下而上的作業(yè)方式，該工程共設(shè)置兩排帷幕孔，需要先對下游排孔進(jìn)行施工，然后施工上游排孔，依照設(shè)計(jì)施工方案，將每一排帷幕孔分為三序，依次進(jìn)行施工作業(yè)。當(dāng)同一排帷幕線上相鄰的兩個先序孔深入到基巖以下15m左右時，才能夠?qū)罄m(xù)孔進(jìn)行施工。該工程采用的是孔口封閉、孔內(nèi)循環(huán)的帷幕灌漿法，以鉆桿作為射漿管，依照設(shè)計(jì)要求延伸到指定深度，將其與孔底的距離控制在50cm以內(nèi)。在灌漿孔孔口位置，采用孔內(nèi)阻塞循環(huán)灌漿技術(shù)，尾管距離孔底的距離同樣不能超過50cm。在灌漿作業(yè)過程中，如果出現(xiàn)特殊情況，如冒漿、漏漿等，則應(yīng)該及時采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，并制定切實(shí)有效的處理方案，經(jīng)監(jiān)理工程師審批確認(rèn)后，才能繼續(xù)施工。

3 帷幕灌漿技術(shù)應(yīng)用中的常見問題及處理

在帷幕灌漿施工中，存在著一些比較常見的問題，需要施工人員及時進(jìn)行處理。

3.1 灌漿中斷

導(dǎo)致灌漿中斷的原因是多方面的，如停電、機(jī)械故障、灌漿管堵塞等，容易影響整體灌漿效果。對于這種情況，可以采取相應(yīng)的措施進(jìn)行預(yù)防：一是選擇性能與規(guī)格達(dá)標(biāo)的管材，同時在施工過程中對其進(jìn)行經(jīng)常性檢查，確保接口牢固，不存在管道破損或者堵塞的問題；二是使用能夠滿足施工要求的灌漿泵，確保其能夠在最大灌漿壓力下長時間穩(wěn)定運(yùn)行。同時應(yīng)該做好灌漿泵的養(yǎng)護(hù)工作，每次灌漿完成后都需要對其進(jìn)行清洗；三是及時對壓力表進(jìn)行校核，保證壓力正確；四是做好電力系統(tǒng)的定期檢修，減少停電風(fēng)險。而如果出現(xiàn)了灌漿中斷問題，應(yīng)該縮短中斷時間，在保證質(zhì)量的前提下盡快實(shí)現(xiàn)復(fù)灌。

3.2 串漿

串漿是指漿液從其他鉆孔流出的情況，會造成漿液的流失和浪費(fèi)。之所以會出現(xiàn)串漿，主要是由于灌漿孔所處巖層縫隙較多，在相鄰的灌漿孔之間形成連通渠道。對于這個問題，可以同時對串漿孔和灌漿孔進(jìn)行灌漿施工，并且在每一個孔處都設(shè)置一臺灌漿泵。如果條件不允許，也可以在串漿孔漏漿位置的上方設(shè)置灌漿塞，對其進(jìn)行封堵。

3.3 固管

固管主要是指漿液在灌漿管內(nèi)達(dá)到凝結(jié)條件，產(chǎn)生膠結(jié)的現(xiàn)象。引發(fā)固管問題的主要原因是在壓力的作用下漿液失水，同時水泥的水化放熱引發(fā)溫度升高，縮短了漿液凝結(jié)的時間，也可能是射漿管下端距離孔壁過近，使得漿液在循環(huán)過程中堵塞并沉淀在射漿管口位置。對于固管問題，可以采用回旋式孔口封閉器，同時在進(jìn)行灌漿作業(yè)的過程中，定期對灌漿管進(jìn)行活動，減少漿液凝結(jié)現(xiàn)象。同時應(yīng)該做好回漿量以及回漿濃度的定期檢測，確?；貪{管內(nèi)的回漿量始終在15L/min以上，如果發(fā)現(xiàn)回漿濃度過大，則應(yīng)該立即對漿液進(jìn)行稀釋。

4 結(jié)語

總而言之，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動下，我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐不斷加快，水利水庫工程的數(shù)量也隨之不斷增加。作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中一項(xiàng)非常重要的基礎(chǔ)性設(shè)施，水利水庫工程的質(zhì)量影響巨大，也因此得到了相關(guān)部門的高度重視。針對水利水庫工程中的滲水問題，應(yīng)該做好防滲工作，利用帷幕灌漿施工技術(shù)，減少滲漏所帶來的危害，推動水利工程項(xiàng)目的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 李子明.解析水利工程施工中帷幕灌漿技術(shù)[J].江西建材，2013，（6）.

[2] 劉曉光.水利工程中帷幕灌漿工藝及特殊情況處理[J].中國水運(yùn)，2015，15（9）.

[3] 錢勇峰.帷幕灌漿施工工藝與質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2012，（3）.

[4] 楊自飛.水利工程施工中帷幕灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)[J].科技傳播，2014，（16）.

[5] 李德勇.探究水利施工中水泥帷幕灌漿技術(shù)的運(yùn)用[J].四川水泥，2015，（8）.

[6] 王會明.水利工程施工中的帷幕灌漿技術(shù)的運(yùn)用探索[J].黑龍江科技信息，2011，（36）.

作者簡介：劉勝武（1974-），男，江西南昌人，供職于樂平市水務(wù)局，研究方向：水利水電工程建筑。

（責(zé)任編輯：小 燕）