水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程大壩帷幕灌漿施工與質(zhì)量控制

謝先飛

摘 要：帷幕灌漿技術(shù)具有投資少、見(jiàn)效快、質(zhì)量可靠的特點(diǎn)，在大壩地基加固、防滲堵漏方面得到廣泛的應(yīng)用。文章分析了帷幕灌漿的施工過(guò)程與質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：帷幕灌漿；施工過(guò)程；質(zhì)量控制；

一、施工準(zhǔn)備

在水庫(kù)大壩進(jìn)行帷幕灌漿之前，工作人員應(yīng)該先行對(duì)工作地點(diǎn)進(jìn)行清理和平整，清掃干凈水庫(kù)施工部分的障礙物，如果碰到洼地積水區(qū)域，應(yīng)該先用水泵抽干積水，確保施工部分表面的干凈。在處理好施工面之后，緊接著就是有關(guān)機(jī)械的安裝，在帷幕灌漿施工中用到的設(shè)備主要有以下幾種；巖心回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、灌漿泵、高速攪拌機(jī)、粘度計(jì)以及測(cè)斜計(jì)分別一臺(tái)和測(cè)繩兩根，以上這些設(shè)備就是帷幕灌漿施工需要的幾種主要工具。

二、帷幕灌漿主要施工技術(shù)工藝分析

2.2鉆孔

首先，帷幕灌漿施工中應(yīng)當(dāng)進(jìn)行空位測(cè)放和鉆機(jī)就位工作。在空位測(cè)放施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)利用全站儀、水準(zhǔn)儀和鋼卷尺等必要的設(shè)備完成防線引點(diǎn)設(shè)置。在測(cè)放施工完成之后，應(yīng)當(dāng)使用電鉆進(jìn)行空位鉆眼，之后再使用鋼筋楔入完成標(biāo)定，并使用油漆等對(duì)鉆孔位置和孔序進(jìn)行標(biāo)記。另外，在開(kāi)孔施工前，應(yīng)當(dāng)固定鉆機(jī)平臺(tái)，特別是鉆機(jī)底座，利用水平尺完成校準(zhǔn)檢測(cè)。只有符合施工標(biāo)準(zhǔn)之后，才能使用螺栓進(jìn)行固定處理。而固定完成后，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步檢查鉆機(jī)的穩(wěn)定性和水平度，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)檢查鉆孔、立軸和天車三者是否處于三點(diǎn)一線的位置。接著進(jìn)行混凝土蓋板層鉆進(jìn)和孔口管埋設(shè)工作。

2.3鉆孔沖洗、壓水實(shí)驗(yàn)

通常情況下，鉆孔沖洗施工應(yīng)當(dāng)在各個(gè)孔段鉆孔施工完成之后再進(jìn)行，通過(guò)使用壓力水對(duì)其裂隙位置進(jìn)行沖洗，同時(shí)裂隙位置應(yīng)當(dāng)保證沖洗后回水清澈10min。這一過(guò)程中，施工人員應(yīng)當(dāng)保障沖洗時(shí)間多于30min，且壓力應(yīng)當(dāng)設(shè)置為灌漿壓力值的80%左右，但是數(shù)值不得大于1MPa。一般情況下，在裂隙沖洗完成之后，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行壓力試驗(yàn)操作，而對(duì)于灌漿序孔，應(yīng)當(dāng)使用壓水法、先導(dǎo)孔法或者是檢查孔法。由于這些方法操作簡(jiǎn)單，因而在實(shí)際施工中的應(yīng)用比較廣泛。

2.4灌漿

該水庫(kù)工程帷幕灌漿施工中的灌漿施工是重要環(huán)節(jié)之一，而灌漿中應(yīng)當(dāng)將孔口進(jìn)行封閉處理，從上到下，以孔內(nèi)循環(huán)的方式灌漿，且射漿管與孔底之間的距離應(yīng)當(dāng)小于0.5m。而灌漿壓力的設(shè)置應(yīng)當(dāng)使用從上到下的孔內(nèi)循環(huán)方式，其灌漿壓力值是孔口回漿管的壓力值；純壓式灌漿的壓力值是指孔管口進(jìn)漿壓力值，一般情況下帷幕灌漿施工中灌漿壓力應(yīng)當(dāng)依照設(shè)計(jì)壓力參數(shù)完成。當(dāng)發(fā)生串漿時(shí)，施工人員應(yīng)當(dāng)立即通過(guò)封堵、降壓、濃漿及限流等多種方式來(lái)解決這一問(wèn)題；當(dāng)灌漿施工突然中止時(shí)，施工人員應(yīng)當(dāng)立即處理，并在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)灌漿施工。這一過(guò)程中需要注意的是，一旦灌漿停止時(shí)間超過(guò)30min，施工人員應(yīng)當(dāng)對(duì)孔管口進(jìn)行沖洗，之后再開(kāi)始灌漿。

三、水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程帷幕灌漿施工質(zhì)量控制

1、施工前質(zhì)量控制

灌漿前，首先，監(jiān)理工程師要求施工單位在投標(biāo)文件施工技術(shù)措施的基礎(chǔ)上根據(jù)進(jìn)場(chǎng)后詳細(xì)的勘測(cè)重新上報(bào)帷幕灌漿施工組織設(shè)計(jì)，經(jīng)審查認(rèn)可后方能施工。通過(guò)施工組織措施的編寫和討論，可以進(jìn)一步優(yōu)化施工措施，嚴(yán)格按制定的施工方案進(jìn)行施工。然后，監(jiān)理工程師對(duì)施工設(shè)計(jì)圖紙、文件和設(shè)計(jì)工作聯(lián)系單進(jìn)行審核后轉(zhuǎn)發(fā)施工單位。針對(duì)施工中發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)問(wèn)題或存在的疑問(wèn)，通過(guò)監(jiān)理工程師與設(shè)計(jì)代表協(xié)商解決。

2、施工中質(zhì)量控制

（1）、鉆孔質(zhì)量控制

一是鉆孔。1.鉆機(jī)安裝應(yīng)平整穩(wěn)固，鉆孔前應(yīng)按監(jiān)理人指示埋設(shè)孔口管，鉆孔時(shí)必須保證孔向準(zhǔn)確。2.孔口管必須埋設(shè)牢固并滿足要求，在開(kāi)孔鉆進(jìn)與淺孔階段鉆進(jìn)中，立軸鉆桿不能太長(zhǎng)，否則鉆進(jìn)時(shí)擺動(dòng)性大，致使立軸轉(zhuǎn)動(dòng)不穩(wěn)，造成鉆具擺動(dòng)性增大。3.鉆孔時(shí)，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)孔位進(jìn)行，孔位偏差限制在±10cm。如發(fā)生孔內(nèi)事故，必須移動(dòng)孔位時(shí)，應(yīng)使孔位偏差≤20cm。對(duì)于破碎帶、斷層帶、集中滲漏帶可酌情加密鉆孔。4.孔較深以后，需要從地面減壓鉆進(jìn)時(shí)，要適當(dāng)調(diào)整鉆壓，同時(shí)要保證提升吊環(huán)必須與立軸及鉆孔中心線在一條直線上。5.當(dāng)巖石換層時(shí)，鉆進(jìn)時(shí)均應(yīng)減壓減速，同時(shí)適當(dāng)控制其進(jìn)尺的速度和沖洗液的流量及壓力。

二是鉆孔沖洗與壓水試驗(yàn)。每一段鉆孔完成即進(jìn)行鉆孔沖洗和裂隙沖洗。沖洗標(biāo)準(zhǔn)：孔內(nèi)沉積物厚度不超過(guò)20cm，裂隙沖洗壓力采用該段灌漿壓力的80%。沖洗結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：回水澄清10min，且總的時(shí)間不小于30min，最后測(cè)孔沉淀物厚度不超過(guò)20cm，沖洗結(jié)束。壓水試驗(yàn)時(shí)，確定巖石吸水量處于穩(wěn)定狀態(tài)的條件是：當(dāng)流量>5L/min時(shí)，連續(xù)4次讀數(shù)，其最大值與最小值之差小于最終值的10%；當(dāng)流量<5L/min時(shí)，連續(xù)4次讀數(shù)，其最大值與最小值之差小于最終值的20%；連續(xù)4次讀數(shù)，相鄰兩次讀數(shù)間隔均為5min，流量均小于0·5L/min。滿足上述條件之一者，即可結(jié)束壓水試驗(yàn)。

（2）、灌漿質(zhì)量控制

一是灌漿材料質(zhì)量控制。制漿采用雙層雙缸立式灌漿機(jī)。上層專為制漿用，拌漿時(shí)間不少于3min，然后放入下層供灌漿用。同時(shí)，拌制細(xì)水泥漿液時(shí)，最好加入減水劑，高速攪拌機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速應(yīng)大于1200r/min，細(xì)水泥漿液的攪拌，從制備至用完的時(shí)間須控制在2h以內(nèi)，這樣就保證了漿液的均勻性和連續(xù)性，以保證灌漿質(zhì)量。漿液在使用前應(yīng)過(guò)篩，記錄并觀測(cè)漿液的密度、溫度及漿液的流速等指標(biāo)，漿液流速控制在1.4～2.0m/s，漿液應(yīng)采取防曬及防熱措施，溫度應(yīng)控制在5～25℃之間。

二是灌漿壓力控制。灌漿壓力是控制灌漿質(zhì)量的重要因素。壓力過(guò)大，會(huì)使裂隙擴(kuò)大或引起巖體抬動(dòng)變形而形成新的裂隙，反而破壞了巖體的完整性；壓力過(guò)小，不能將水泥漿液很好地壓入巖石裂隙中形成連續(xù)的帷幕。因此，灌漿壓力根據(jù)水壓試驗(yàn)的情況初步確定。選擇幾個(gè)不同吸水量的孔進(jìn)行灌漿試驗(yàn)，以確定本工程的灌漿壓力。對(duì)透水性不大的孔，采用一次升壓法，并盡快升到規(guī)定壓力；對(duì)透水性大的孔，采用分級(jí)升壓法（如前述的3號(hào)等10個(gè)孔）。

三是灌漿方法控制。本工程灌漿采用“孔內(nèi)循環(huán)、自下而上分段灌漿”法。根據(jù)規(guī)范要求射漿管距孔底不能大于0.5m，每一灌漿段長(zhǎng)度一般采用5m，如遇特殊情況可視需要適當(dāng)加長(zhǎng)或縮短，但段長(zhǎng)不得大于10m。這樣規(guī)定主要是為了灌漿段的巖體裂隙比較均勻，透水性大小基本相近，有利于保證灌漿質(zhì)量。當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時(shí)，或當(dāng)注入率保持不變而灌漿壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變水灰比。當(dāng)某一比級(jí)漿液的注入漿量已達(dá)300L以上或灌注時(shí)間已達(dá)到1h時(shí)，而灌漿壓力和注入率均無(wú)改變或改變不顯著時(shí)，應(yīng)改濃一級(jí)。當(dāng)注入率大于30L/min時(shí)，根據(jù)施工具體情況，可越級(jí)變濃漿液灌注。同時(shí)，灌漿過(guò)程中，灌漿壓力或注入率突然改變較大時(shí)，應(yīng)立即查明原因，采取相應(yīng)措施處理。

四是封孔控制。采用機(jī)械壓漿封孔法。在全孔灌漿完畢后，將漿管下入鉆孔底部，壓入水與水泥重量比為0.5∶1的濃漿，將孔內(nèi)稀漿或積水排出，直到孔口返出濃漿為止。

3、施工后質(zhì)量控制

施工后質(zhì)量控制主要是對(duì)帷幕灌漿質(zhì)量進(jìn)行檢查。一是必須做好施工過(guò)程（工序）質(zhì)量的控制和檢查，帷幕灌漿工程的質(zhì)量應(yīng)以檢查孔的壓水試驗(yàn)成果為主，結(jié)合鉆孔、施工記錄、巖芯資料、灌漿記錄、成果資料和檢驗(yàn)測(cè)試資料的分析，進(jìn)行綜合評(píng)定。二是檢查孔鉆孔過(guò)程中是否有漏水或涌水現(xiàn)象。檢查孔壓水試驗(yàn)應(yīng)在該部門灌漿結(jié)束14d后進(jìn)行，按照監(jiān)理工程師指示布置檢查孔實(shí)施。在灌漿結(jié)束7d或監(jiān)理指示時(shí)間內(nèi)，將有關(guān)資料報(bào)送監(jiān)理工程師，以便擬定檢查孔位置。

結(jié)語(yǔ)

帷幕灌漿具有加固效果好、效率快、造價(jià)等諸多優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于水庫(kù)的防險(xiǎn)加固有著非常重要的幫助，且在我國(guó)水庫(kù)大壩實(shí)際維護(hù)過(guò)程中有著普遍的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]魏義東.探析水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程大壩帷幕灌漿施工與質(zhì)量控制[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015（18）.

（作者單位：中國(guó)水利水電第三工程局有限公司）