水利工程帷幕灌漿施工技術(shù)探討

摘要：水利工程中的帷幕灌漿施工是一項(xiàng)隱蔽的工程，亦是水工建筑物防滲防漏的基本施工技術(shù)，其能夠有效的控制基礎(chǔ)滲流梯度，減小地基揚(yáng)壓力。文章主要就水利工程中帷幕灌漿施工過(guò)程中的技術(shù)控制進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：帷幕灌漿；地質(zhì)缺陷孔段；特殊孔段；質(zhì)量管控

一、帷幕灌漿在巖石基礎(chǔ)中的應(yīng)用

帷幕灌漿技術(shù)通過(guò)在靠近上游迎水面的壩基和壩肩內(nèi)，設(shè)置一道貫穿壩基壩肩的連續(xù)防滲幕墻，以此保證其可以連續(xù)防滲。該技術(shù)是降低壩基滲流量，減少壩底滲透壓力，以此確保壩體基礎(chǔ)擁有穩(wěn)定安全的滲透性的必要措施。帷幕灌漿的深度主要由壩體的作用水頭及地質(zhì)條件等確定，有些工程的帷幕深度可以達(dá)到百米以上，這是固結(jié)灌漿所不能抵達(dá)的深度。在施工中，單孔灌漿是比較常用的手段，所需灌漿壓力比較大。

二、灌漿帷幕的位置

灌漿帷幕的位置，應(yīng)該以大壩形式及其基礎(chǔ)應(yīng)力狀況為參考。

1、混凝土重力壩

在混凝土重力壩中，盡可能的使灌漿帷幕的位置靠近大壩的上游面，這樣有利于降低揚(yáng)壓力。正常情況下，帷幕中心線的位置多設(shè)在與上游壩踵相距0.06倍壩前最大水深～0.1倍壩前最大水深的部位，或在0.1倍壩底寬度附近的部位。帷幕灌漿的施工可以在上游壩面底部或是灌漿廊道中進(jìn)行。

2、拱壩

由于拱壩的基礎(chǔ)底寬通常僅為壩高的15%～40%，在設(shè)計(jì)拱壩時(shí)，上游壩踵常會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力，為防止破壞帷幕的位置需設(shè)在壓應(yīng)力應(yīng)力區(qū)之內(nèi)。

重力拱壩帷幕的設(shè)置原則可參考混凝土重力壩的設(shè)置要求。

3、土壩和堆石壩

此類壩體，根據(jù)壩內(nèi)防滲體的位置而確定灌漿帷幕的位置，無(wú)論是設(shè)置在壩的上游面處還是壩的基礎(chǔ)中部，都需要帷幕本身與防滲體緊密連接，以確阻水的有效性。

4、混凝土面板堆石壩

一般沿趾板中心線布置灌漿帷幕。

三、地質(zhì)缺陷孔段施工的技術(shù)措施

1、攝像檢查

為了檢查在施工過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)掉鉆、塌孔、無(wú)壓無(wú)回大漏漿的孔段是否屬于地質(zhì)缺陷，需要進(jìn)行一定的認(rèn)定工作。根據(jù)工程需要和文件要求，對(duì)此類特殊孔段進(jìn)行數(shù)字?jǐn)z像檢查孔內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造情況。在鉆孔過(guò)程中未出現(xiàn)掉鉆等異常情況，但是吸漿量異常巨大卻仍未明顯改善吸漿率和灌漿壓力的孔段，亦需要對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行攝像檢查。

2、壓水試驗(yàn)

地質(zhì)缺陷孔段的初灌、復(fù)灌前均需要進(jìn)行壓水試驗(yàn)，一般采用簡(jiǎn)易壓水。復(fù)灌開(kāi)灌水灰比依據(jù)復(fù)灌段的壓水透水率而確定。

3、復(fù)灌、待凝、摻加速凝劑。

為了達(dá)到帷幕厚度的有效形成、避免材料浪費(fèi)的目的，在復(fù)灌階段，采取以下措施：

（1）、在有大量漏漿情況的孔段，根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)的結(jié)果，加入適量的速凝劑，如3%～5%的氯化鈣或者3%～4%的水玻璃。

（2）、為有效避免由于施工時(shí)的環(huán)境溫度等因素而導(dǎo)致的添加速凝劑而帶來(lái)的施工事故，需要確定漿液膠凝時(shí)間與吸（排）漿時(shí)間的關(guān)系，在施工作業(yè)時(shí)，適當(dāng)調(diào)整確定速凝劑的摻加量。

（3）、復(fù)灌時(shí)采用限壓、間歇灌注等方法：在一定的注入率的需求下確定限壓的壓力值，并逐漸增加。

在完成上述的三段灌純水泥漿工作后，若第三次灌漿、待凝、掃孔壓水后，注入率仍大于30L/min且壓力小于0.5Mpa，可以灌注砂漿。

四、灌漿過(guò)程中的特殊情況及預(yù)防處理

1、灌漿中斷

（1）、中斷的預(yù)防

灌漿中斷往往發(fā)生在灌漿壓力比較大和灌漿歷時(shí)比較長(zhǎng)的情況下，可用以下手段預(yù)防：對(duì)于灌漿泵的性能嚴(yán)格把控，保證能在規(guī)定的最大壓力下長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，每段灌漿完成后檢查各部件的使用狀態(tài)，且設(shè)置備用的灌漿泵，以確保發(fā)生事故時(shí)可以迅速更換；輸漿管材之間連接要牢固，且確保管道無(wú)塞堵；壓力表應(yīng)該合格準(zhǔn)確，并做好其校驗(yàn)工作；灌漿前用壓水或稀漿檢查灌漿塞得密實(shí)情況；灌漿工程應(yīng)有專用的風(fēng)、水、電路線或管路，以確保能夠連續(xù)不斷的進(jìn)行灌漿工作。

（2）、中斷的處理措施

若是灌漿泵、動(dòng)力機(jī)或漿液攪拌機(jī)械發(fā)生故障，應(yīng)迅速檢修或者更換設(shè)備；管子破裂或脫節(jié)，應(yīng)迅速換管或破裂部位再連接；儀表失靈直接更換性能良好的儀表；沖洗鉆孔，清洗沉淀，給復(fù)灌創(chuàng)造條件。

2、串漿

（1）、防止串漿的主要措施

加大第一次序孔間的孔距；適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)兩相鄰次序孔的施工間隔時(shí)間，在上一次序孔灌漿基本凝固后再進(jìn)行下一序孔的灌漿工作；使用自下而上的灌漿方法。

（2）、串漿后的處理措施

當(dāng)串漿孔正在進(jìn)行鉆進(jìn)工作時(shí)，應(yīng)立即停鉆，在漏漿處以上的部位設(shè)置灌漿塞，堵塞密實(shí)，在灌漿孔中進(jìn)行符合施工技術(shù)要求的灌漿工作；若串漿孔為待灌孔時(shí)，如有條件則串漿孔和灌漿孔同時(shí)進(jìn)行一機(jī)一孔的灌漿工作，否則采用前述的措施。

3、繞塞返漿

繞塞返漿的預(yù)防和處理：鉆孔孔徑控制均勻；灌漿塞所用的橡膠塞應(yīng)長(zhǎng)一些；自下而上的灌漿方法；灌漿前的壓水試驗(yàn)看有無(wú)饒塞反水現(xiàn)象。

4、基巖中大量漏漿

處理原則：降低灌漿壓力；限制注入率；增大漿液濃度；間歇灌漿；必要時(shí)加入速凝劑或其他特殊漿液封堵。

五、帷幕灌漿施工階段的質(zhì)量管控

由于灌漿是隱蔽工程，灌漿記錄是檢查工程是否合格的重要參考指標(biāo)，因此專業(yè)的管理人員對(duì)灌漿工程進(jìn)行管控，保證灌漿過(guò)程及灌漿記錄的真實(shí)性是必要的。

（1）、督促監(jiān)理單位履職

業(yè)主方督促監(jiān)理單位配備有經(jīng)驗(yàn)的監(jiān)理人員，并督促監(jiān)理人員經(jīng)常巡視現(xiàn)場(chǎng)，并了解現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題。如果存在虛假灌漿的情況，除施工單位受處罰外，監(jiān)理單位也需承擔(dān)一定的責(zé)任。

（2）、定期檢查灌漿記錄的真實(shí)性

根據(jù)灌漿壓力及流量的變化規(guī)律或是灌漿曲線特點(diǎn)，有經(jīng)驗(yàn)的管理人員可以識(shí)別真記錄與假記錄。

（3）、灌漿原材料的管控

灌漿材料由甲方管控并由監(jiān)理單位參與現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收，工期禁止材料外運(yùn)并定期檢查河道等位置防止有目的的遺棄灌漿材料。

（4）、管理好第三方檢查孔的施工

為確保檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性和客觀性，除了第三方單位還需要業(yè)主方參與旁站。對(duì)于不合格孔段，通知施工單位進(jìn)行復(fù)壓、補(bǔ)灌，直至復(fù)檢結(jié)果符合要求為止。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫釗.大壩基巖灌漿[M].北京：中國(guó)水利水電出版社.2004：123-124，183-187

[2]中國(guó)水利學(xué)會(huì)地基與基礎(chǔ)工程專業(yè)委員會(huì)[C].中國(guó)水利水電出版社.2007：113-114

[3]袁宗洪.水利水電工程帷幕灌漿施工質(zhì)量管控技術(shù)探討[J].中國(guó)水利.2017（2）：37-38

作者簡(jiǎn)介：

裴俊彪（1995-11），男，漢，天津市寶坻區(qū)，身份證號(hào)：120224199511151952，本科生，研究方向：水利水電工程