水利工程中帷幕灌漿施工工藝探析

摘 要：水利工程中的灌漿施工工藝按照不同劃分可以分成很多種，帷幕灌漿法的施工工藝要點非常多，施工工藝決定了水利工程的施工質(zhì)量和施工成本，起到了整體施工的核心作用。本文通過實際案例解析了水利工程帷幕灌漿施工工藝，研究總結(jié)了各項施工要點，對同行業(yè)研究人員和水利工程行業(yè)工作人員均具有很強的參考價值。

中圖分類號：TV543.5 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）36-0165-02

1 前 言

使用一些可以原本狀態(tài)為流動態(tài)，經(jīng)過一段時間可凝固成固態(tài)的物質(zhì)灌進水利工程的裂縫中，以達到增加整體穩(wěn)定性能，減少因裂縫引起的水利工程整體或局部的倒塌危險，即為灌漿法。劈裂灌漿、壓密灌漿、電動化學灌漿等均為灌漿法的常用方法。劈裂灌漿和充填灌漿到土壩（堤防）防滲、加固到帷幕灌漿再到壩基抗?jié)B。劈裂灌漿適用于處理范圍較大，壩后坡侵潤線出逸點過高，發(fā)生洇濕或滲透破壞現(xiàn)象。壩體分段分層填筑施工質(zhì)量差的部位，是帷幕灌漿的重點施工位置，只有將這類施工質(zhì)量差或施工重點位置加強基礎和上部結(jié)構(gòu)的建筑。

2 水利工程帷幕灌漿施工工藝

水利工程的大壩整體以及周圍的建筑物或構(gòu)筑物結(jié)合不到一起，存在空隙和滲水通道，壩體內(nèi)存在洞穴也是局部軟弱的位置，此類位置是加強水利工程施工的重點位置，帷幕灌漿是重要的解決方法，實際工程中應采取不同的漿液，根據(jù)不同的情況選擇灌入合適的漿液，以使水利工程的裂縫得到修補，形成防滲帷幕，壓水試驗壓力見表1。

基礎進行帷幕灌漿，防滲帷幕位于防滲槽底部，壩軸線位置，單排布置，孔距2m，灌漿法的深孔在隔水層的位置應處于（q≤5Lu）以下5m，并向水利工程的左右兩邊開始伸展到隔水與不隔水的兩邊的交界處；壩基防滲槽位置要求開挖至強風化基巖下部，其余部位要求挖除表層松散土層，厚度約1m；1#副壩：大壩基礎要求置于弱風化基巖上，并進行固結(jié)灌漿和帷幕灌漿；固結(jié)灌漿孔深入基巖5m和8m，孔中心距3m，梅花形布置；防滲帷幕單排布置，孔距2m，灌漿孔深入相對隔水層（q≤5Lu）以下5m，并向左右兩邊開始伸展到隔水與不隔水的兩邊的交界處，壩基灌漿一般按照先固結(jié)、后帷幕的順序進行；固結(jié)灌漿：堰體基礎混凝土2m，鉆孔的次序應逐漸加密。

灌漿采用42.5級普通硅酸鹽水泥作為加固劑，其質(zhì)量與相關的數(shù)據(jù)參數(shù)必須符合相關，并具有經(jīng)過水泥的開采過程的相關合格證書，確保在有效期內(nèi)使用；水泥細度要求80μm方孔篩余量小于5%，每隔15d左右應進行一次細度檢測。截滲槽驗收后由測量工程師按照設計圖樁號放樣的誤差不能夠超出10cm；使用過程中應經(jīng)常檢查、校對壓力計，檢查回漿管路上的壓力表讀數(shù)和記錄儀顯示的壓力值是否一致。壓力誤差不得大于5%，否則應查明原因并校正。物探測試孔、帷幕先導孔、質(zhì)量檢查孔鉆孔時應取芯；先導孔、物探測試孔取芯獲得率要求達80%以上，質(zhì)量檢查孔90%以上。每一鉆進回次取出的巖芯從巖芯管退出時，不可猛烈敲擊。按從孔口到孔底的順序?qū)r芯依次排放在巖芯箱內(nèi)，并用巖芯牌隔開。凡長度超過5cm的巖芯，按順序統(tǒng)一編號。每孔巖芯應及時進行巖芯描述，并繪制柱狀圖。巖芯一般不需永久保存，業(yè)主工程師有特殊要求的巖芯應保存、攝影、存檔。巖芯順序自左而右、自上而下列放。單孔多箱時，巖芯箱自下而上編號存放。裂隙沖洗：接觸段必須進行裂隙沖洗；單孔用壓力水脈沖方式?jīng)_洗，串通孔用風水輪換沖洗；水壓會不大于水利工程的最大壓力的80%，但不超過1MPa；風壓會不大于水利工程的最大壓力的50%，但不超過0.5MPa；沖洗的壓力不大于水利工程的最大壓力的30%，整體耗時不少于30min，串通孔不少于2h。

對于水利工程中的帷幕灌漿法沖洗過程應嚴格按照規(guī)章操作進行，例如不及時清洗會產(chǎn)生額外的水泥漿附著在水利工程上，對水利工程的應用和維護會產(chǎn)生影響，嚴重的會產(chǎn)生附加的荷載，對水利工程產(chǎn)生額外的負擔，此類施工情況會產(chǎn)生嚴重的后果。首先清洗裂縫過程中不能采用水壓超過灌漿最大承受壓力的50%，否則會對裂縫內(nèi)的灌漿產(chǎn)生沖擊作用，破壞裂縫封堵的最初作用。沖洗后24h內(nèi)必須進行灌漿，否則應重新進行沖洗。當沖洗的灌頭旁邊周圍出現(xiàn)已經(jīng)灌漿完畢或正在關鍵點水利工程孔，則不能使用沖洗的方法操作。沖孔用風必須經(jīng)過油水分離器過濾。常規(guī)固結(jié)灌漿采用普通水泥漿液灌注；制漿工藝流程：配漿→高速攪拌-普通攪拌-送漿-現(xiàn)場灌漿用；普通制漿機攪拌時間大于3min，制備至用完不超過4h；外加劑摻量要求準確稱量，如為固相外加劑，應先將外加劑和水溶液按配比充分攪拌均勻后再投入水泥拌制成漿材；如為液相外加劑，在水和水泥充分攪拌均勻后，可直接加入制漿桶內(nèi)進行攪拌。固結(jié)灌漿第1段以下各段的灌漿壓力按下式計算：

P=P0+ah

其中：P為水利工程的灌漿段最大承受壓力，P0為第1段的灌漿壓力；h為阻塞器栓塞以下的基巖段長；a為取決于巖石破碎情況的系數(shù)，一般可取0.05，斷層發(fā)育帶、破碎帶和強透水地帶可取0.025。

3 帷幕灌漿施工影響因素

在水利工程的帷幕灌漿具體操作時以壓水試驗壓力為基礎，以0.05MPa逐級升壓，當注入率大于30L/min時，用比重計檢測時，必需將比重計擦干凈。首先先將水灰比0.6：1或0.5：1的濃漿制作完畢，再將水利工程的灌漿塞設置在孔口進行只做壓灌漿封孔，封孔時間不小于30min；裂隙沖洗：接觸段必須進行裂隙沖洗；單孔用壓力水脈沖方式?jīng)_洗，串通孔用風水輪換沖洗；水壓一般采用灌漿最大承受壓力的80%，不能大國1MPa；風壓采用50%的灌漿壓力，但不超過0.5MPa；將剩余漿液沉淀并進行沖洗，待內(nèi)部泥漿清洗完畢后，總共耗費的時間不多過30min，串通孔不少于2h。沖洗后24h內(nèi)必須進行灌漿，否則應重新進行沖洗。沖孔用風必須經(jīng)過油水分離器過濾。此法適用于檢查孔、物探孔、先導孔及其它要求采用單點法壓水的灌漿孔。

水利工程施工過程中同建筑施工過程相似，很多技術都是借鑒市政工程、道路橋梁工程或機械工程的工程經(jīng)驗，例如本文的核心內(nèi)容帷幕灌漿施工工藝，此項施工方法即是借鑒了建筑工程施工過程中對于地下連續(xù)墻、地基基礎的施工方法，在實際施工過程中除了施工工藝和施工方法的控制外，最重要的應該是人為因素，人是決定施工質(zhì)量、施工安全的最為重要的一環(huán)：①施工現(xiàn)場單位的相關管理人員應對實際施工的上崗人員進行資格審查，對于水利工程施工應具有相關國家要求的資格證書，嚴查未考取資格證書便上崗的施工隊或個別施工人員，對于發(fā)生此類現(xiàn)象的人員應采取嚴厲措施，防止此類現(xiàn)象再次發(fā)生。②施工前應對施工人員進行上崗教育，定期采取考試的方法考察項目上的施工人員對水利工程的基礎知識和上崗操作步驟，對于不能通過考試的人員應進行二次教育，再不能通過考試的施工人員應進行取消上崗資格的處理，此外，施工人員、技術人員的工作狀態(tài)決定了項目施工過程中的施工質(zhì)量，應對相關人員及時采取補充能量和督促休息的方法，盡量保證人員安全，項目順利施工。

4 總 結(jié)

水利工程行業(yè)的施工過程復雜，基礎施工時帷幕灌漿尤為重要，本文對施工要點和施工質(zhì)量均做出了探究，未來我國水利工程行業(yè)從業(yè)人員應結(jié)合實際工程更深刻的了解各類施工方法，為我國水利貢獻出更多的力量。

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收稿日期：2018-11-16

作者簡介：王志遠（1989-），男，助理工程師，主要從事水利基礎處理工作。