淺談水電站大壩帷幕灌漿施工技術

文多志（四川二灘國際工程咨詢有限責任公司，四川 成都 611130）

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淺談水電站大壩帷幕灌漿施工技術

文多志（四川二灘國際工程咨詢有限責任公司，四川 成都 611130）

帷幕灌漿技術是水電站大壩施工建設中基礎加固防滲的一種重要技術手段，該技術實用性強、安全可靠，對于水庫安全防滲至關重要，在水電站大壩施工中得到廣泛應用。本文結合帷幕灌漿施工技術的應用原理、技術實施標準以及施工工藝過程，對帷幕灌漿施工技術進行了詳細的討論，以供業(yè)界參考。

水電站；帷幕灌漿；原理；工藝

1　引言

隨著國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不斷深入，“循環(huán)經濟、節(jié)約經濟”逐漸成為經濟發(fā)展的主要趨勢。電能是人類生存和發(fā)展中必不可少的一項能源，水電站作為電力供應的主要來源，是一種清潔的、可循環(huán)利用的供電場所，在我國電力供應中發(fā)揮著重要的作用，也因此，使得在對于資源的利用中，諸如煤炭、石油等不可再生資源而建成的火力發(fā)電站逐漸被水電站所取代。隨著經濟的不斷發(fā)展，人們對電力資源的需求也越來越大，水電站的建設數量也相應增加，水電站建設的安全穩(wěn)定也成為人們日益關切的問題。在科技飛速發(fā)展的今天，水電站大壩除險加固施工建設技術也取得了越來越大的進步，帷幕灌漿技術作為在實踐中逐漸發(fā)展起來的新技術，在水電站大壩防滲漏施工中得到了廣泛的應用。帷幕灌漿技術是在水電站壩體的巖石地基中采用灌漿手段而建造防滲帷幕的一種施工技術，灌漿后使得帷幕的頂端與閘底板或壩體連接，底部深入不透水的巖層之中，從而避免了地基中地下水的滲透。帷幕灌漿是是處理大壩基礎的關鍵所在，在針對大壩滲透處理中具有很強的實用性。因此，為了保證水電站的安全穩(wěn)固，充分的發(fā)揮帷幕灌漿技術的除險加固作用，就需要對帷幕灌漿施工技術的應用原理、技術實施標準以及施工工藝過程進行徹底的掌握，只有具備科學合理的施工技術，并且根據工程實際情況選擇最佳的施工工藝，才能保證水電站施工建設的安全穩(wěn)固。

2　水電站大壩帷幕灌漿技術的應用原理及技術標準

2.1水電站大壩帷幕灌漿技術的應用原理

帷幕灌漿技術是水電站壩體防滲加固施工的主要應用手段，其基本原理如下：首先在需要處理的地層確定鉆孔位置，用鉆機在該位置處鉆一排帷幕孔；然后根據壓水試驗與鉆孔時的地層透水分析判斷需要處理的地層透水情況，并以此用適宜的水灰比對水泥漿液配置需要灌注的水泥漿；接著，將配置好后的水泥漿向被處理的地層帷幕孔和縫隙內灌注，并使用合理的灌漿壓力，對水泥漿進行控制，保證漿液超出孔深覆蓋地層表面并能在一定范圍內得到擴散，從而使得帷幕孔內以及縫隙內凝固的水泥柱體和周圍被水泥漿凝結到一起的地層共同形成一道密實的防滲帷幕，以達到防止水流從地層內滲透的目的。帷幕灌漿的技術原理主要針對的是漏水量的控制，要使之保持在不能破壞壩基的范圍以內，才能保證水電站水庫可以長期安全穩(wěn)定的運行。

2.2水電站大壩帷幕灌漿施工技術標準

水電站帷幕灌漿施工過程中，必須遵循一定的技術標準，這是保證帷幕灌漿施工技術順利實施的關鍵，各施工步驟中其施工技術標準如下：①在鉆孔時，首先要保證鉆孔位置的準確度，鉆孔位置與設計位置之間的誤差不能超過10cm，其次還要保證孔壁的垂直度以及孔壁表面的完整性，且對于孔徑的大小也應遵循標準，一般在51～91mm之間；②開始灌漿前，應對灌漿孔進行裂隙沖洗，沖水壓力采用灌漿壓力的80%，沖洗時孔內的沉積厚度不得高于20cm；③攪拌機在攪拌拌合時轉速不得低于1200r/min，以保證攪拌漿液達到與灌漿泵的排漿相適應的技術標準，從而確保帷幕灌漿施工可以連續(xù)作業(yè)；④為檢測灌漿作業(yè)時的壓力狀況，應在灌漿泵和灌漿孔處應安設壓力表，并檢查灌漿管路的密封性及暢通性，保證漿液的正常流動，且保證灌漿管路還應能承受1.5倍的最大灌漿壓力；⑤為保證灌漿作業(yè)的順利實施，灌漿中常常會用到灌漿塞，對于灌漿塞，應要求其具備良好的膨脹和耐壓性能，并且易于安裝和拆卸。

3　水電站大壩帷幕灌漿技術實施要點

3.1鉆孔

帷幕灌漿技術施工中，鉆孔是第一個關鍵，一般采用回轉或沖擊方式進行鉆孔，對于覆蓋層，鉆孔時一般采用硬質合金鉆頭，對于基巖層，鉆孔時一般采用金剛石鉆頭，孔位一旦確定，其鉆孔偏差應小于10cm，如果施工過程中，需要改變鉆孔的位置時，必須進行技術論證，確保不影響正常施工的前提下才可以做出改變。鉆孔時采用先導孔，后第二、第三序孔的順序，其導孔和序孔孔徑控制在51～91mm之間。施工中要注意對鉆孔斜度的檢測，要求孔斜最大允許偏差值不得超過表1中所示，以保證鉆孔具有一定的垂直度，一旦出現偏差，應及時進行補救。

表1　帷幕灌漿鉆孔測斜最大允許偏差值

此外，鉆孔孔深應與設計保持一致，不得小于設計值，孔底的最大允許偏差值應根據水電站大壩的實際工程情況確定，且要求偏差值不得大于孔距。相鄰的兩個次序孔之間，其孔深之間的間隔高差不得小于15m。同時，在以上鉆孔作業(yè)的過程中，應做好記錄包括對巖層、巖性和孔內基本情況描述詳盡的工作記錄。鉆孔完成后，必須對孔壁內以及孔內產生的裂隙進行清洗，保證孔內的沉積厚度嚴格低于20cm，確保灌漿時不被雜質干擾。

3.2壓水試驗

為保證鉆孔后的成孔質量，確保成孔的承壓能力，以保證帷幕灌漿技術實施的工程質量，必須對成孔進行壓水試驗，為了節(jié)省工程時間，一般在進行壓水試驗時可以和裂隙沖洗同時進行。進行壓水實驗時，應采用簡易壓水并采取從上到下的沖壓順序，其壓水段要等于灌漿段長，沖洗壓力按照灌漿壓力的80%計算，計算值大于1MPa時，按照1MPa壓力值進行沖洗。在壓水試驗過程中，要求壓水時間應達到20min，且每5min讀取一次壓入流量，并取最后的流量值進行透水率的計算。在帷幕灌漿技術實施中，用透水率來表示壓水試驗的成果大小，如表2所示便是由透水率表征的壓水試驗成果統(tǒng)計表，在分為三道孔序的壓水試驗中，各孔序的段數范圍內，可以明顯看出Ⅲ序孔比Ⅱ序孔的巖石透水率呂容值（Lu）明顯減少，Ⅱ序孔較Ⅰ序孔的巖石透水率呂容值（Lu）明顯減少，且這種遞減規(guī)律十分明顯，這說明在進行Ⅰ次序孔施工后，水電站壩基已經基本形成防滲帷幕體，再進行Ⅱ、Ⅲ次序孔時，帷幕灌漿已經具備防滲能力，因此，其壓水試驗也呈現出相應的遞減規(guī)律。

表2　灌漿前壓水試驗成果統(tǒng)計表

3.3漿液制備與灌漿

水泥漿液質量對帷幕灌漿工程質量至關重要。因此，對于帷幕灌漿中使用的水泥，必須符合施工規(guī)范要求，不得使用結塊的水泥或存放超過3個月以上的水泥進行制漿。在制漿中一般采用強度等級42.5R的普通硅酸鹽水泥，但必須保證水泥新鮮，其細度要求通過80m方孔篩，其篩余量不大于5%。為改善水泥漿液的使用性能，在攪拌時可根據實際工程需要，加入適量的外加劑和摻合劑，以提高水泥漿液的使用性能。漿液配制完成后，開始進行灌漿施工，這是帷幕灌漿技術實施中最關鍵的一個環(huán)節(jié)，決定著帷幕的形成質量。工程施工中多采用循環(huán)式灌漿法進行灌漿作業(yè)，灌漿過程從上到下分段以此進行，嚴格按分序加密的原則使灌漿壓力盡快達到設計壓力，并保證壓力平衡，形成內循環(huán)式灌漿。灌漿段長一般采用5～6m，情況特殊時可適當提高，但最大不得超過10m。管路和孔底的距離應小于50cm。為了防止漏灌現象出現，將灌漿管底處于已灌段以上的半米處，灌漿過程中一旦出現冒漿或漏漿時，依據及時采取表面封堵、低壓、限流、限量等措施處理，發(fā)生串漿時，依舊具備灌漿條件的，可用一泵一孔的方法進行灌漿處理，如果不具備灌漿條件，應先用孔塞塞住，待灌漿結束后再進行處理，此外，灌漿中斷后不易耽擱時間過長，應及時處理盡早恢復灌漿，以確保灌漿質量。

3.4封孔

灌漿結束后，要進行封孔，這是帷幕灌漿技術實施中的最后一步，當灌漿孔和檢查孔以此灌漿結束后，即可進行封孔。封孔時講究一定的方法，工程中常采用置換和全孔壓力灌漿封孔法，這種方法應用原理為，當終孔段灌漿結束后，首先將孔內余漿置換成比例為0.5∶1的濃漿，然后，使用全孔壓力灌漿將孔口封閉，封孔時所用的壓力值與該孔灌漿的最大壓力相等，其灌漿結束標準與常規(guī)段次相同，封孔結束后，將孔口部分使用0.5∶1的水泥砂漿填滿、搗實、抹平。

4　結束語

帷幕灌漿是一種實用性強、安全可靠、經濟高效的滲漏處理技術，也是水電站施工建設中處理大壩基礎的關鍵，因此，為了保證水電站施工質量，確保水電站的安全運行，就必須對帷幕灌漿技術進行深入研究，只有具備科學合理的施工工藝，并且根據具體的工程實際情況選擇最佳的施工技術方案，才能確保帷幕灌漿技術真正發(fā)揮作用，從而確保水電站施工建設的質量安全。

［1］唐小成.帷幕灌漿施工技術在水利工程中的應用探討［J］.科學之友，2015（08）：23～25.

［2］曹天強，仲崇江.水利工程施工中帷幕灌漿技術初探［J］.黑龍江科技信息，2015（23）.

［3］陳厚軍，吳衛(wèi)星.烏什水病險水庫的壩基灌漿處理與效果檢測［J］.中國地質學，2006.

文多志（1970-），男，工程師，大學本科，主要人事水電站工程施工監(jiān)理工作。

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2095-2066（2016）17-0053-02

2016-6-1