帷幕灌漿技術(shù)在某水庫(kù)壩基防滲處理中的應(yīng)用

□黃少彬（普寧市水利工程管理服務(wù)中心）

帷幕灌漿技術(shù)在某水庫(kù)壩基防滲處理中的應(yīng)用

□黃少彬（普寧市水利工程管理服務(wù)中心）

帷幕灌漿技術(shù)作為一種地基防滲技術(shù)，其漿液配制方便、實(shí)用性非常強(qiáng)，因此，在水工建筑物防滲處理中得到了廣泛的應(yīng)用。文章結(jié)合某水庫(kù)壩基防滲工程實(shí)例，對(duì)帷幕灌漿防滲處理施工的各個(gè)工序進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并針對(duì)特殊情況提出了相應(yīng)的處理措施。實(shí)踐證明，工程施工效果良好，達(dá)到預(yù)期的封堵和防滲效果，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

帷幕灌漿技術(shù)；水庫(kù)；防滲處理

1 工程概況

某水庫(kù)始建于1972年，水庫(kù)總庫(kù)容61 47.02萬(wàn)m3，壩址控制流域79.60 km2，水壩最高度66.50 m，壩頂長(zhǎng)度310.70 m，寬8.05 m。水庫(kù)的正常水位為62.01 m，容量為4 860.07萬(wàn)㎡，固定水位28.10 m。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，該水庫(kù)每年平均降水量為1 624.01 mm，水庫(kù)下游有2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，共二十多萬(wàn)人。該水庫(kù)是一座集灌溉、發(fā)電等功能于一體的中等水庫(kù)，為當(dāng)?shù)厝藗兩詈徒?jīng)濟(jì)發(fā)展提供了基礎(chǔ)保障。

2 存在隱患

經(jīng)計(jì)算分析，該大壩壩體的平均滲透系數(shù)和最大滲透系數(shù)分別為4.21×10-5cm和4.29×10-4cm。斜墻壓力填土平均滲透值為2.17×10-4cm，最大滲透值為5.87×10-4cm；心墻壓力填土平均滲透值為4.69×10-6cm，最大滲透值為1.18×10-5cm。經(jīng)過(guò)分析，該大壩防滲系數(shù)不滿足標(biāo)準(zhǔn)，存在滲透危機(jī)。其次，壩體和壩基結(jié)合部分的平均滲透值和最大滲透值分別為1.11×10-3cm、7.61×10-3cm，壩基風(fēng)化面積的平均滲透值為1.75×10-3cm，最大值為3.49×10-3cm。壩體和壩基結(jié)合部存在安全隱患，容易出現(xiàn)滲漏。

3 帷幕灌漿防滲技術(shù)

3.1 鉆孔技術(shù)

3.1.1 孔位布置

壩基上一共有80個(gè)帷幕灌漿孔，在左岸壩肩上設(shè)置9個(gè)灌漿斜孔。灌漿方法采用循序漸進(jìn)加密方法，將灌漿孔分為1、2 2個(gè)次序灌漿，2個(gè)次序皆為45個(gè)灌漿孔。

3.1.2 施工控制

帷幕墻灌漿采用從上到下的灌漿方式，孔口灌漿完畢后進(jìn)行封孔，封孔采用全孔灌漿封孔法，加密原則采用循序漸進(jìn)法，按照1、2兩次次序灌漿。位于同一排的兩個(gè)鉆孔采用巖石中鉆孔。設(shè)備資源的配置按照三機(jī)兩泵法。以下展示具體的施工過(guò)程，如圖1。

圖1 帷幕灌漿施工工藝流程圖

3.1.3 鉆孔控制

如表1左壩肩鉆孔覆蓋層情況，BJ-3、BJ-5、BJ-9、BJ-13等4個(gè)鉆孔中BJ-3、BJ-5主要包含碎石層、風(fēng)化巖層；而BJ-9、BJ-513主要包含碎石層、黏土層、淤泥層以及風(fēng)化巖層，這兩個(gè)鉆孔碎石層和黏土層的厚度均為0～2.50 m和2.50～5.50 m。在淤泥層和風(fēng)化巖層厚度上存在差異。這4個(gè)鉆孔在地層分布和厚度上存在差異，因此鉆孔方式不同，鉆孔深度也不同，在水泥漿灌注選擇上，也要采用不同比例的水泥漿。

根據(jù)工程需要，灌漿前應(yīng)當(dāng)定先導(dǎo)孔試驗(yàn)壓水和灌漿，本次施工擬定9個(gè)先導(dǎo)孔，在測(cè)量壩基的地下水分之后對(duì)這9個(gè)先導(dǎo)孔進(jìn)行試驗(yàn)。以BJ-3孔為例，灌漿前先進(jìn)行壓水測(cè)試，以檢測(cè)基巖的透水率，若該孔的透水率>5l u，則需要進(jìn)行灌漿處理。若透水率<5l u，則可以進(jìn)行灌漿，封孔采用壓力封口的方式。其他灌漿孔的深度均按照先導(dǎo)孔的施工方式進(jìn)行壓水和灌漿試驗(yàn)，每個(gè)灌漿孔在進(jìn)行灌漿前，均需要做好堵蓋。

為了確保灌漿的效果，在每個(gè)帷幕灌漿孔鉆孔完成后，立即采用水流沖洗，務(wù)必將帷幕孔內(nèi)的破碎砂礫、碎石沖洗干凈，直到回水呈現(xiàn)澄清為止；帷幕孔在灌漿前也需要再次用清水沖洗裂縫，直到回水澄清為止，但為了避免造成帷幕孔裂縫擴(kuò)大，沖水壓應(yīng)當(dāng)<1 MPa，沖洗時(shí)間要控制在30 min內(nèi)。

表1 左壩肩鉆孔覆蓋層情況表

4 帷幕灌漿

4.1 灌漿機(jī)械選用

本次工程擬采用圖2的3sns型號(hào)灌漿泵。

圖23 SNS200/10型高壓灌漿泵圖

4.2 帷幕灌漿措施

為了防止灌漿過(guò)程中水泥出現(xiàn)凝固現(xiàn)象，需要經(jīng)常性轉(zhuǎn)動(dòng)射漿管，每次回漿量要達(dá)到每分鐘15 min。若采用鉆桿制作射漿管，連接方式要采用平接頭連接方式；在灌漿過(guò)程中，灌漿管口和帷幕孔的距離要<1 m，灌漿管不得觸碰到鉆孔的四周，間距應(yīng)保持在20.00 mm以下；若距離不符合要求，需要重新安裝重新灌漿。如果是在破碎地質(zhì)進(jìn)行帷幕孔灌漿，灌漿結(jié)束后需要冷凝24 h才可以進(jìn)行臨近帷幕孔的鉆孔和灌漿作業(yè)；如果鉆孔沒(méi)有涌水的現(xiàn)象，灌漿結(jié)束后即可以進(jìn)行臨近帷幕孔的鉆孔或灌漿。

4.3 帷幕灌漿漿液選擇及變漿

帷幕孔選用的灌漿液應(yīng)當(dāng)以不添加任何外加劑的普通水泥漿液為主。若帷幕孔處于易裂易碎地質(zhì)中，可以采用混合型泥漿液。普通不添加外加劑的水泥中水和灰的比例應(yīng)當(dāng)選用2:1，此外，也可以選用1∶1、0.50∶1等。但在特殊情況下，可以適當(dāng)?shù)母淖兯突业谋壤?/p>

在灌漿過(guò)程中有兩個(gè)變漿標(biāo)準(zhǔn)，第一，如果注入量＞300 L，但對(duì)壓力變化不大，則可以變漿；第二，如果灌漿＞1 h，但壓力變化不大，則可以變漿。在帷幕孔灌漿過(guò)程中，需要根據(jù)灌漿壓力和注入率的改編變換水泥漿的水灰比

若注入率不改變，但壓力升高，那么就不可以改變水泥漿中水和灰的比例。同時(shí)，在灌漿過(guò)程中應(yīng)當(dāng)每隔15 min就測(cè)試一次回漿溫度和水泥漿的密度，在灌漿結(jié)束后再測(cè)試一次，并做好相關(guān)記錄。

4.4 帷幕灌漿封孔

普通水泥漿的水和灰比率應(yīng)當(dāng)采用0.50∶1，封孔灌漿壓力要采用設(shè)計(jì)的最大壓力。以置換和壓力灌漿封孔法作為帷幕孔灌漿封孔方法，帷幕孔在封孔前應(yīng)選用0.50∶1的水灰比水泥漿置換孔內(nèi)水泥，等到回漿水泥全部為0.50∶1的水泥漿，即可以采用灌漿軟管代替灌漿管進(jìn)漿，灌漿軟管必須保持在漿面下，避免空氣進(jìn)入，影響封孔質(zhì)量。

在灌漿過(guò)程中，需要清理孔內(nèi)的污水和浮漿，如果孔內(nèi)未完成灌漿部分距離地面＞3 m，可以采用機(jī)械壓漿法進(jìn)行封孔；如果<30 m，需要采用M30水泥漿回填進(jìn)行封實(shí)，水泥漿和孔面持平后割除灌漿管，采用M30水泥漿抹平。鉆孔灌漿結(jié)束后對(duì)鉆孔深度及灌漿成果進(jìn)行檢驗(yàn)，若無(wú)誤差，則可以進(jìn)行封孔。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，帷幕灌漿技術(shù)在水庫(kù)壩基防滲中的處理技術(shù)，帷幕灌漿技術(shù)不僅可以維護(hù)水庫(kù)的安全運(yùn)行，更可以確保水庫(kù)發(fā)揮其功能效益。但在采用帷幕灌漿技術(shù)對(duì)水庫(kù)進(jìn)行防滲處理前，應(yīng)當(dāng)綜合考慮水庫(kù)的地理位置、地貌地質(zhì)，結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w情況，設(shè)計(jì)施工方案。而在正式施工前，施工工人需要詳細(xì)了解施工技術(shù)和施工進(jìn)程，按照施工進(jìn)程，采用正確規(guī)范的施工技術(shù)進(jìn)行帷幕灌漿。只有按照規(guī)范化的技術(shù)進(jìn)行，才能保證施工質(zhì)量，水庫(kù)才能正常運(yùn)行。

［1］胡衛(wèi)平，周頌華.帷幕灌漿技術(shù)在目魚山水庫(kù)壩基防滲處理中的應(yīng)用［J］.湖南水利水電，2016（4）：31-32.

［2］米躍霞.淺析帷幕灌漿在中型水庫(kù)壩基防滲加固處理中的應(yīng)用［J］.治淮，2016（4）：45-46.

［3］趙英.淺析帷幕灌漿施工方法及效果［J］.水利建設(shè)與管理，2016（6）：14-18.

［4］劉英豪.碾壓混凝土大壩帷幕灌漿試驗(yàn)方案研究［J］.河南水利與南水北調(diào)，2016（9）：93-95.

［5］徐加益.電磁波CT層析成像在帷幕灌漿檢測(cè)中的應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古水利，2016（7）：59-60.

［6］張正榮，和蕊.淺析影響水工建筑物基巖灌漿質(zhì)量的因素及控制措施［J］.陜西水利，2016（5）：179-180.

［7］祝連娣.水庫(kù)進(jìn)口閘井底板基礎(chǔ)固結(jié)灌漿工藝的分析應(yīng)用［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2016（10）：147-150.

TV543

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1673-8853（2017）03-0048-02

2017-01-13

編輯：劉青

黃少彬，（1970-），男，工程師，主要從事水工方面工作。