淺談帷幕灌漿在水利工程中的質量控制

趙寶東

（云南建投第一水利水電建設有限公司，云南 昆明 650000）

加強防滲處理的有效方法便是將帷幕灌漿技術應用于水利工程中，該方法效果確切，得到了廣大工程的廣泛應用。并且帷幕灌漿技術的廣泛應用在一定程度上提高了水利工程的質量，對于水利工程的順利進行具有重要作用。雖然該項技術已經趨于成熟和完善，但是在實際工程建設中，常常會出現因為沒有掌握技術要點而引發(fā)問題的情況，對水利水電工程帷幕灌漿的質量產生不利的影響。

1 目前帷幕灌漿施工技術存在的不足

1.1 初步設計方面的不足

在應用帷幕灌漿技術前需要進行全面的灌漿設計，初步設計的主要內容包括灌漿孔孔排距的布置、鉆孔深度、特殊地質情況處理等，如果上述設計存在不足，在施工過程沒有進行必要的優(yōu)化和變更，那么勢必會嚴重影響工程質量。因此，設計方面的不足主要體現在對施工過程中問題控制的不足。

1.2 灌漿方式選擇的問題

一般水利水電工程上常用的帷幕灌漿方式是根據漿液在孔段中流動的方式來分類分別為純壓式灌漿和循環(huán)式灌漿法兩種灌漿方式。針對不同的地質情況選用不同的灌漿方式，巖層的發(fā)育、裂隙的大小對灌漿的方法，漿液的流速慢，容易沉淀，不易過早的堵塞裂隙的通道。達不到理論上的擴散半徑，影響幕墻的形成。灌漿方式的選擇也是影響帷幕灌漿幕墻形成的關鍵地方。

1.3 鉆孔過程中存在問題

應用帷幕灌漿技術的過程中，由于鉆孔導致的質量問題也是一類頻發(fā)問題。其中最常見的便是鉆孔傾斜問題。如果鉆頭處于嚴重受損的狀態(tài)，在鉆孔環(huán)節(jié)便極容易出現傾斜的現象，并且還可能產生方向偏差。同樣，在鉆孔環(huán)節(jié)，如果沒有及時對沖洗劑進行合理調整，也會大大增加鉆孔傾斜的風險。其次，在鉆孔環(huán)節(jié)，如果鉆孔和鉆機沒有處于同一軸線，也可能會導致鉆孔發(fā)生傾斜，因此鉆孔處理需要較強的精準性。

1.4 灌漿過程中不利因素造成的中斷

由于受到設備因素、電力因素、泵機因素等影響，灌漿中斷現象嚴重，嚴重影響帷幕灌漿的質量。灌漿發(fā)生中斷的主要原因在于施工部門沒有對該問題進行充分的考慮，重視度不足，也沒有制定有效的預防措施，如建立電力備案系統(tǒng)、設備維修維護，導致設備發(fā)生故障的概率上升，灌漿發(fā)生中斷的風險也隨之提升。除此之外，堵塞現象也是常見的問題的質疑，導致灌漿管出現堵塞的主要原因為灌漿管質量不合格、規(guī)格不達標等。泵機出現問題的主要原因在于清洗不及時、維護力度不足等。

2 水利工程帷幕灌漿施工質量控制措施

2.1 合理科學布置帷幕灌漿孔

帷幕灌漿設計應從兩個層次上進行設計。第一，在設計初期對大壩地質資料收集，前期的地質勘探資料和帷幕灌漿試驗進行比對，提供帷幕灌漿設計圖紙；第二，在施工階段，施工單位在做帷幕灌漿復核試驗時應全程參與，了解不同位置、不同時段的灌漿參數，對設計圖紙進行優(yōu)化、提出有利的措施，最大化保證防滲帷幕的形成。基于合理計算，保證鉆孔設置科學合理，這樣才能有效提高防滲性能。

2.2 灌漿方式的選擇

純壓式灌漿為水泥漿液在孔段中單向流動，灌漿中沒有設置回漿管路，灌漿塞結構簡單，適用于巖層裂隙發(fā)育、孔隙較大的地層。在孔隙較小的地層時，其水泥漿液流速較小，水泥漿液易沉淀堵塞孔隙，不利于形成帷幕墻達到防滲效果。

循環(huán)式灌漿為水泥漿液在孔段中保持著流動狀態(tài)，灌漿中有設置灌漿回路，較之純壓式灌漿來說較復雜，適用于巖層裂隙較小的地層。此種方法水泥漿液在孔段中循環(huán)，漿液不易過早的堵塞裂隙通道從而達到理論上的漿液擴散半徑而形成帷幕墻。

2.3 加強對灌漿中斷問題的重視，做好預防措施

灌漿中斷現象較為嚴重，為了有效避免該現象的發(fā)生，首先要對導致灌漿中斷的原因展開全面分析，并提前制定相應的預防措施，做好預防工作。通過常見的灌漿中斷問題，工作人員需要從下述幾點出發(fā)，制定有效的預防措施。第一，進行材料選擇的過程中，應選擇合適的灌漿管管徑，根據不同的地質條件、鉆孔深度和灌漿的實際需求對灌漿管進行選擇，同時要確保灌漿管的質量達標，規(guī)格合理，能夠有效適應施工地的地勢條件。第二，施工部門應設置專門的備用電力系統(tǒng)，如果供電發(fā)生問題，那么備用電力系統(tǒng)便能夠快速修復問題。第三，應定期對泵機進行維護保養(yǎng)，做好檢查工作，維護人員應定期檢查和維護泵機，發(fā)現故障時立刻進行處理，最大程度降低設備故障發(fā)生率。

2.4 強化對鉆孔過程的控制

進行鉆孔處理的過程中，無法預測的因素較多，對工程造成一定的影響。為了加強對鉆孔過程的控制，首先需要對施工工藝進行優(yōu)化和完善，使施工流程趨于規(guī)范化，關鍵在于有效解決常見的鉆孔傾斜問題。鉆頭的選擇也是影響孔斜的一部分因素，鉆頭根據不同的地質條件選擇不同型式和材質的。一般常用的鉆具鉆頭采用金剛石鉆頭、內外鑲和階梯肋骨硬質合金鉆頭。鉆頭在施工過程中根據鉆頭的損耗的情況及時更換。鉆機立軸工作人員應定期校對，采用水平尺校正鉆機立軸兩端的軸心是否與鉆孔中心線重合?？仔笔且环N較為常見的鉆孔事故，主要形成原因為地質條件不佳及技術水平不達標。如果帷幕灌漿施工中鉆孔偏斜嚴重，為了使灌漿質量得到有效控制在孔斜控制上，在得到設計單位的許可后可以在孔的附近軸線上進行補鉆灌漿處理，通常情況下與原灌漿孔的距離應小于50cm，但是進行補鉆處理前應將偏斜孔填好?？仔睖y量儀器使用KXP-1 型輕便測斜儀?？仔逼畈坏么笥谝?guī)范值。孔斜測量一般為50m 以內鉆孔一次性測量。50m 以上鉆孔每增加20m 孔深測量一次。

2.5 加強對施工工藝的控制

1、鉆孔洗孔通常采用壓力水沖洗，沖洗的結束原則是鉆孔孔底沉積厚度小于20cm。

2、灌漿壓力控制：壓力控制有一次升壓發(fā)和分級升壓法兩種?？刂频倪x擇需從透水率的大小、裂隙的發(fā)育情況來判別和選用。灌漿壓力的控制一般遵循的原則：當在巖層單位耗灰量很大、在此灌漿壓力下順利漿液持續(xù)的進入裂隙時，應保持在此壓力下持續(xù)注入漿液，待單位耗灰量逐漸減少時再提高壓力直到達到規(guī)定壓力；當巖層單位耗灰量較小、漿液進入裂隙較少時，應盡快將壓力升到規(guī)定值。

3、漿液的變換：漿液濃度的變化應按照先稀后濃的原則，逐漸轉換。除此之外，漿液轉換還需要根據相應的工序，首先合理控制漿液的水灰比，確保壓力一定，如果注入率下降或者沒有改變，那么漿液壓力也同樣不會改變。如果需要注入漿液的量大于300L，或者灌漿速率達到了30L/min，應根據實際施工情況進行合理調整。

2.6 質量檢測

帷幕灌漿每個單元的生產孔完成后，保證單元的質量需對其進行鉆孔壓水質量檢查，帷幕灌漿質量檢查孔一般不小于灌漿生產孔總數量的10%。而在檢查孔的布置上一般布置原則：1、檢查孔孔位需在帷幕灌漿中心軸線上；2、鉆孔孔斜偏大、灌漿施工過程中不規(guī)范的部位；3、巖層裂隙發(fā)育、透水率偏大、灌漿耗灰量偏大、復灌等地質條件復雜的部位。

3 結語：

綜上所述，有效的提高水利工程的質量和效益主要的是從工程的整體的帷幕灌漿的防滲效果出發(fā)。在現階段全球氣候的變化，極端天氣的出現，越來越多的水利工程在供水、灌溉等方面起到了預期的效果，帷幕灌漿工程的相關技術研究為不同的地質條件的防滲問題提供了可靠的保證，為水利工程的產生的社會效益提供了技術服務。