大壩帷幕灌漿施工工藝探討

付欣 丁歡

【摘要】帷幕灌漿是將有膠凝性、流動(dòng)性的漿液按一定配合比，經(jīng)過(guò)壓至巖層裂隙內(nèi)，在膠凝硬化后提升巖基強(qiáng)度，并讓巖基抗?jié)B性、整體性得到改善。帷幕灌漿技術(shù)在水利水電工程中應(yīng)用比較廣泛，是地基防滲處理的有效手段，能夠?yàn)樗そㄖ镎＿\(yùn)行提供保障。本文結(jié)合工程實(shí)際，探討了水利大壩帷幕灌漿施工工藝。

【關(guān)鍵詞】大壩；帷幕灌漿；施工

某水利大壩是碾壓混凝土拱壩，拱壩壩頂高程為932.72m，最大壩高為99.21m，拱段最大厚度為21.39m。壩基、壩肩都存在斷層，并沿著結(jié)構(gòu)面存在溶隙或溶孔發(fā)育，壩基處結(jié)構(gòu)面構(gòu)成水平方向的裂隙網(wǎng)絡(luò)狀滲漏通道。水庫(kù)蓄水后，斷層中泥質(zhì)充填物受到水壓力作用，細(xì)顆粒在沖蝕下發(fā)生滲透的情況，所以應(yīng)采用帷幕灌漿施工技術(shù)，對(duì)壩基壩肩進(jìn)行加固防滲處理。

1、鉆孔

1.1 澆筑施工平臺(tái)

本工程帷幕灌漿區(qū)域?yàn)榛炷翝仓┕て脚_(tái)，先以上下兩排帷幕中心線為中心，挖出一條寬為2.4m，深為0.3m，長(zhǎng)超過(guò)帷幕孔位2m的槽。之后將C15混凝土澆筑在槽中，做好養(yǎng)護(hù)工作，時(shí)間超過(guò)7d，混凝土配合比為：水—170kg、水泥—250kg、碎石—1350kg、砂—600kg。

1.2 固定鉆機(jī)

立軸將孔位對(duì)準(zhǔn)，采取吊線、水平尺、羅盤(pán)等方式，讓鉆機(jī)保持水平狀態(tài)，并通過(guò)預(yù)埋地錨將鉆機(jī)固定好。

1.3 鉆孔

鉆進(jìn)選擇XY-2PC型回轉(zhuǎn)式地質(zhì)鉆機(jī)配硬質(zhì)合金鉆頭，先導(dǎo)孔開(kāi)孔到第一段底孔徑為89mm，之后各段為75mm。灌漿孔開(kāi)孔到第一段孔徑為75mm，之后各段為54mm。先導(dǎo)孔應(yīng)取芯，要想讓巖芯采取率得到提升，每鉆進(jìn)尺限度不能超過(guò)2.5m，只要有磨損、卡鉆等問(wèn)題，要馬上取出。如果巖芯采取率在80%以下，需降低50%的進(jìn)尺，最終保持50cm即可。如果采取率還是較低，必須馬上報(bào)告給監(jiān)理工程師。巖芯的編號(hào)要統(tǒng)一，填牌編錄裝箱，描述巖芯同時(shí)將巖芯柱狀圖繪制出來(lái)。全部鉆孔都要有鉆孔記錄，針對(duì)失水、涌水、塌孔、掉塊、回水顏色變化等特殊狀況，要在鉆孔報(bào)表內(nèi)記錄好。鉆孔期間，根據(jù)要求對(duì)測(cè)斜進(jìn)行抽查，所有孔鉆好后，需要測(cè)斜。

2、洗孔

2.1 灌前準(zhǔn)備

灌漿孔灌前，要將孔壁、裂隙沖洗干凈。在沖洗完鉆孔后，孔底沉積物厚度要在20cm以下。

2.2 孔壁沖洗

若選擇從上至下分段灌漿法或孔口封閉灌漿法，每灌漿段鉆完后要沖洗孔壁。若選擇從下至上分段灌漿法，所有孔鉆以后，要沖洗全孔孔壁。沖洗時(shí)將鉆具或?qū)Ч芟碌娇椎?，通入大量水流，由孔底朝孔外返水，清水后方可停止?/p>

2.3 裂隙沖洗

壩基淺表處被開(kāi)挖后，會(huì)出現(xiàn)較大卸荷松弛，連通率很大，同時(shí)裂隙發(fā)育被污水浸泡，裂隙中進(jìn)入大量泥漿，需要反復(fù)進(jìn)行沖洗?？锥稳暨x擇從上至下分段灌漿的方法，需要單獨(dú)沖洗各段的裂隙。孔段若選擇從下至上分段灌漿的方法，所有孔鉆完后要從下至上沖洗裂隙。

裂隙沖洗選擇有壓?jiǎn)慰酌}動(dòng)裂隙沖洗，沖洗時(shí)先用高壓水連續(xù)沖洗5～10min，在極短時(shí)間內(nèi)把孔口壓力將至零，產(chǎn)生反向脈沖流。回水從混變清后，然后提升沖洗壓力，持續(xù)5～10min，然后降低至零，多次以后，待回水澄清后即可?？锥位厮魺o(wú)法滿足澄清要求，必須繼續(xù)沖洗直到回水澄清。有壓?jiǎn)慰讻_洗壓力要保持為80%的灌漿壓力，如果壓力在1MPa以上，選擇1MPa。若附近有孔正在灌漿或灌漿完成1d內(nèi)，不能沖洗裂隙。在灌漿孔段裂隙沖洗結(jié)束后，應(yīng)馬上開(kāi)展灌漿作業(yè)，若中斷時(shí)間在1d以上，則灌漿前要再次沖洗裂隙。

3、灌漿

3.1 灌漿材料

本工程帷幕灌漿選擇32.5R普通硅酸鹽水泥，進(jìn)場(chǎng)前嚴(yán)格做好取樣抽檢工作，確保所有指標(biāo)都符合國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，且所有購(gòu)進(jìn)水泥必須要有質(zhì)保單。

3.2 灌漿壓力

灌漿過(guò)程中，第一段灌漿壓力為0.5MPa，之后每段以0.1MPa遞增，復(fù)灌壓力為0.7MPa。要逐步加大灌漿壓力，在進(jìn)漿量降低后，需要增加灌壓。若發(fā)生灌段呂榮值小、進(jìn)漿量大的狀況，灌漿過(guò)程中要及時(shí)減壓，如果進(jìn)漿量小，則要逐級(jí)增壓，確保灌漿壓力始終滿足設(shè)計(jì)壓力。

3.3 漿液變換

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，灌漿的漿液濃度要從稀至濃逐級(jí)變換，選擇3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1五個(gè)比級(jí)。結(jié)合簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)Lu的值，將開(kāi)灌比、不同初凝時(shí)間、各細(xì)度水泥等確定下來(lái)。先期灌段應(yīng)注意臨界水灰比，為之后灌漿提供指導(dǎo)，確保灌入量符合設(shè)計(jì)規(guī)定。相同壓力下，單位進(jìn)漿量不變或提升，開(kāi)灌水灰比的漿液累計(jì)灌入量為400L，首次變?yōu)闈庖患?jí)，之后在以上條件下當(dāng)灌入量為上一級(jí)灌入量的1.25倍以后，則要變?yōu)闈庖患?jí)。如果漿液濃度較高，則要適當(dāng)提升灌入量，不能馬上就變濃，這樣可以促進(jìn)范圍擴(kuò)散。如果單位進(jìn)漿量在每米灌段30L/min后，應(yīng)越級(jí)變濃，若灌量增加，無(wú)法結(jié)束的情況，要通過(guò)減少初凝時(shí)間、降低壓力、限流等方法，若是還是未得到改善，需要灌入水泥砂漿。

3.4 結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

在灌漿段最大設(shè)計(jì)壓力之下，結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)主要有以下三種：一是注入率低于1L/min，繼續(xù)灌注1h后停止灌漿；二是注入率不超過(guò)0.4L/min，繼續(xù)灌注0.5h后停止灌漿；三是注入率為0L/min，繼續(xù)灌注10min后停止灌漿。

4、結(jié)語(yǔ)

總之，帷幕灌漿施工技術(shù)在水利工程中應(yīng)用非常廣泛，能夠有效提升壩基的穩(wěn)定性和防滲性。在本工程中，在結(jié)束施工投入使用的一年內(nèi)，大壩始終保持正常運(yùn)行狀態(tài)，未發(fā)生滲透的情況?？梢?jiàn)，帷幕灌漿在水利大壩加工施工中應(yīng)用效果很好，可以提升巖體的各方面性能，確保大壩擋水防滲等功能正常發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)：

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