帷幕灌漿在水利工程基礎(chǔ)處理中的實(shí)踐探討

邵方敬 張華

中國(guó)水利水電第七工程局成都水電建設(shè)工程有限公司，中國(guó)·四川 成都 611130

帷幕灌漿；水利工程；基礎(chǔ)處理；實(shí)踐探討

1 引言

20世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)建筑安全技術(shù)逐步提高，帷幕灌漿作為水利工程建筑基地中防滲透處理的主要方式，對(duì)于促進(jìn)水利建筑的安全運(yùn)行有重要作用。水利建筑特別是大壩基礎(chǔ)防滲透基礎(chǔ)處理，關(guān)系到水利工程的安全與成敗。大壩基礎(chǔ)防滲透處理目的是為了最大程度降低滲透量，降低大壩場(chǎng)地的壓力，控制大壩基的滲流坡降速度，防止?jié)B透破壞。為了達(dá)到上述目的，當(dāng)前最常用的方式是大壩基帷幕灌漿施工技術(shù)。

2 帷幕灌漿施工技術(shù)的概念及重要性

2.1 帷幕灌漿施工技術(shù)的概念

水利工程成敗的關(guān)鍵在于做好大壩的防水工程，其中基礎(chǔ)性大壩防滲透目的是為了最大程度地減少滲漏量，將壩基的壓力減少到最低，達(dá)到預(yù)壩體滲透破壞。從整體上來(lái)看，水利工程中施工技術(shù)可以及時(shí)完成需要借助帷幕灌漿技術(shù)，帷幕灌漿施工技術(shù)在整體壩體工程中普及程度較高，因?yàn)槠渚哂休^強(qiáng)的防滲透技術(shù)，在進(jìn)行帷幕灌漿施工過(guò)程中使用地質(zhì)鉆機(jī)完成對(duì)目標(biāo)地層的鉆孔工作，從而保證整個(gè)地質(zhì)層中可以形成一個(gè)帷幕形狀的鉆孔。為了使得水泥漿可以進(jìn)入到鉆孔當(dāng)中需要對(duì)其施加壓力，在注入水泥漿之后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，水泥凝固之后就會(huì)形成非常堅(jiān)固的防水帷幕，這一層兼顧的防水帷幕就可以有效防治來(lái)自于地層的滲透。在水利工程的防水處理中需要充分保證灌漿的范圍，保證頂部和大閘的底部可以相互連接，這樣不僅可以保證灌漿范圍的底部和巖層底部是相互來(lái)凝結(jié)，同時(shí)帷幕灌漿與排水系統(tǒng)共同作用對(duì)水利工程造成的揚(yáng)壓力進(jìn)行緩解，因此，可以看出帷幕灌漿施工技術(shù)在水利工程中有著非常重要的作用，它可以保證水利工程的施工安全。通過(guò)對(duì)帷幕灌漿施工技術(shù)原理的研究我們發(fā)現(xiàn)，帷幕灌漿施工技術(shù)是將水泥漿注入到鉆孔之中形成一個(gè)堅(jiān)固的防水帷幕，控制來(lái)自底層的滲透。

2.2 帷幕灌漿施工技術(shù)的重要性

基礎(chǔ)性帷幕灌漿在水利工程基礎(chǔ)處理中是一項(xiàng)非常重要且復(fù)雜的技術(shù)，不僅可以提高地基與壩體的承載能力，還可以起到防滲漏和防開(kāi)裂的作用，正是因?yàn)檫@樣，近些年來(lái)被廣泛應(yīng)用在水利工程之中，用來(lái)提高水利工程的質(zhì)量和運(yùn)行的安全性。此外，對(duì)于如何提高水利工程帷幕灌漿施工技術(shù)水平也是當(dāng)前施工技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)面臨的重要問(wèn)題。水利工程是為了更好地利用水資源，借助水利工程不僅可以用來(lái)供水和防電，還可以用來(lái)灌溉發(fā)電，也就是說(shuō)最大程度地分配水資源，滿足人們多樣化的需求。隨著中國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)化社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)水利工程的需求逐漸加大，中國(guó)水利工程的整體態(tài)勢(shì)朝著良好地方向發(fā)展。根據(jù)水利工程的目標(biāo)，在水利工程的建設(shè)中，對(duì)地基和壩體的施工是水利工程的重點(diǎn)。基礎(chǔ)性的灌漿施工技術(shù)是將灌漿材料通過(guò)運(yùn)送壓力注入到巖石、地層和建筑物的空洞之中，這在一定程度上可以提高壩體本身的承載能力，此外，還可以大大提高水利建筑的性能，起到防滲透和防開(kāi)裂的作用[1]。

3 帷幕灌漿施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

在借助帷幕灌漿施工技術(shù)中，因?yàn)槠鋬?yōu)點(diǎn)眾多，作用突出被廣泛使用，現(xiàn)將帷幕灌漿施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)做如下分析：

3.1 實(shí)用性能強(qiáng)

水利工程施工建設(shè)是中國(guó)一項(xiàng)關(guān)乎民生的大工程，關(guān)系到千家萬(wàn)戶人民群眾的安全，水利工程基礎(chǔ)處理建設(shè)的基礎(chǔ)是帷幕灌漿施工技術(shù)，因?yàn)獒∧还酀{施工技術(shù)本身技術(shù)發(fā)展已經(jīng)非常成熟，使用起來(lái)也比較方便，水利工程的修建關(guān)系到廣大人民群眾的用水、用電安全，對(duì)于發(fā)展“三農(nóng)”產(chǎn)業(yè)也具有重要的作用。因此，為了充分保證中國(guó)廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，在水利工程的基礎(chǔ)處理中廣泛使用帷幕灌漿施工技術(shù)，通過(guò)上述對(duì)帷幕灌漿施工技術(shù)工作原理的分析，可以看出其技術(shù)應(yīng)用簡(jiǎn)單，易于操作。

3.2 安全性能強(qiáng)

帷幕灌漿施工技術(shù)在施工過(guò)程中是在技術(shù)人員精密測(cè)量之后經(jīng)過(guò)反復(fù)研究執(zhí)行的詳細(xì)方案，因此，在帷幕灌漿技術(shù)施工過(guò)程中安全性能比較強(qiáng)。一般情況下，因?yàn)獒∧还酀{施工技術(shù)需要進(jìn)行鉆孔工作，因此在使用技術(shù)之前需要對(duì)周圍的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘探，全面掌握整個(gè)地區(qū)的水文情況。除了這些之外，因?yàn)椴煌こ淘谑┕み^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不同的帷幕壓力，因此，在進(jìn)行帷幕灌漿的過(guò)程中需要非常小心謹(jǐn)慎。在實(shí)際的施工過(guò)程中都會(huì)有工人嚴(yán)格把控帷幕灌漿產(chǎn)生的壓力，目的是為了保證在建設(shè)施工過(guò)程中帷幕灌漿的壓力不會(huì)超過(guò)帷幕灌漿巖層與上方建筑之間的壓力[2]。

3.3 經(jīng)濟(jì)成本較低

帷幕灌漿應(yīng)用在水利工程基礎(chǔ)處理中操作簡(jiǎn)單、便捷，因此在使用過(guò)程中一直貫徹“低能耗”的原則理念，這樣做的目的是將帷幕灌漿施工技術(shù)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)全面發(fā)揮出來(lái)。

4 水利工程基礎(chǔ)處理中帷幕灌漿施工技術(shù)的要點(diǎn)

4.1 鉆孔

在帷幕灌漿施工技術(shù)中鉆孔是核心環(huán)節(jié)，施工技術(shù)人員對(duì)孔洞的直徑進(jìn)行嚴(yán)格把控，空洞的直徑不能超過(guò)四十六毫米，如果參考的是當(dāng)前工程的需求，應(yīng)用的就是孔洞封閉式的帷幕灌漿施工技術(shù)，為了減少灌漿管道出現(xiàn)不良問(wèn)題，對(duì)帷幕灌漿施工技術(shù)造成危害，并適當(dāng)增加孔洞的直徑。對(duì)于以往帷幕灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)此種不良情況，導(dǎo)致孔洞與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生差異，因此施工技術(shù)人員需要對(duì)偏差距離進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果距離過(guò)大，技術(shù)人員就要與設(shè)計(jì)人員進(jìn)行溝通，因此這種情況的存在嚴(yán)重降低了工程項(xiàng)目建設(shè)的施工質(zhì)量，使得帷幕灌漿施工建設(shè)的作用受到影響，因此，施工技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)與設(shè)計(jì)人員共同商議，討論解決問(wèn)題。此外，鉆孔設(shè)備安裝也必須牢固，在完成之后需要對(duì)鉆孔進(jìn)行綜合性的檢查與監(jiān)測(cè)，保證鉆孔方向的準(zhǔn)確，以及每一項(xiàng)記錄的可靠性與及時(shí)性，從而為檢驗(yàn)工作的正常開(kāi)展提供參考依據(jù)[3]。

4.2 制漿

制漿工作的開(kāi)展在帷幕灌漿施工技術(shù)中也非常重要，因此，施工技術(shù)人員也需要不斷提高制漿環(huán)節(jié)的重視，認(rèn)真篩選每一道骨料，減去直徑與設(shè)計(jì)要求不符合的骨料和在職。帷幕灌漿施工技術(shù)使用的制漿液體，水泥材料會(huì)適應(yīng)硅酸鹽水泥。制漿液體的制作在完成之后需要在實(shí)驗(yàn)室對(duì)其進(jìn)行綜合測(cè)試，主要測(cè)試其是否可以滿足水利工程建設(shè)項(xiàng)目的需要，有針對(duì)性的對(duì)配方進(jìn)行優(yōu)化處理，從而保證帷幕灌漿施工技術(shù)在水利工程中的良好應(yīng)用。

4.3 灌漿

上述環(huán)節(jié)結(jié)束之后，就需要進(jìn)行制漿工作，灌漿的壓力應(yīng)該盡快達(dá)到設(shè)計(jì)壓力，在注入率大的時(shí)候應(yīng)當(dāng)分級(jí)升高壓力，灌漿的濃度從稀到濃逐漸變化。水、灰的比率分為七個(gè)比級(jí)，在灌漿中分三次工序進(jìn)行灌漿，等到第一個(gè)序孔結(jié)束之后再開(kāi)展第二個(gè)序孔的灌漿，等到三次灌漿結(jié)束之后，再進(jìn)行提注漿管環(huán)節(jié)，避免孔底堵塞。

5 灌漿結(jié)束和封孔

漿液得制作水泥材料一般采用普通類型的硅酸鹽水泥，但是其標(biāo)準(zhǔn)需要超過(guò)32.5，漿液制作的時(shí)間需要經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)之后才能真正確認(rèn)，同時(shí)注意漿液的溫度一定要嚴(yán)格控制在5 到40 度范圍之間，如果漿液的溫度低于這個(gè)溫度范圍，那么此次漿液的制作就失敗了。之后漿液的溫度和質(zhì)量達(dá)到帷幕灌漿施工技術(shù)的水準(zhǔn)之后才能應(yīng)用輸漿管道進(jìn)行灌漿處理。此外，施工技術(shù)人員還需要對(duì)廢棄的漿液進(jìn)行施工處理，充分保障施工現(xiàn)場(chǎng)的情節(jié)性，以免對(duì)工程周圍的環(huán)境造成危害與污染[4]。

6 基礎(chǔ)帷幕灌漿施工技術(shù)在水利工程基礎(chǔ)處理中的實(shí)踐應(yīng)用

6.1 在水利工程的各個(gè)階段基礎(chǔ)工程中應(yīng)用帷幕灌漿技術(shù)

首先，應(yīng)當(dāng)做好水利工程基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)之前的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備工作，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)理想的預(yù)期效果，在施工之前做好相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作，應(yīng)當(dāng)對(duì)水利工程施工周邊的地質(zhì)和水文情況進(jìn)行勘探，盡快掌握周圍地區(qū)的實(shí)際情況。其次，在對(duì)水利壩體進(jìn)行灌漿設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)對(duì)裂縫和孔洞的大小以及分布情況進(jìn)行逐個(gè)踩點(diǎn)，掌握最先的信息，特別是在實(shí)際施工過(guò)程中，大規(guī)模的灌漿施工必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的工作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。確定灌漿孔的深度、距離等，從而為灌漿施工的選擇提供更加合適的材料和壓力，最后在灌漿施工過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際的灌漿部位，借助對(duì)應(yīng)的計(jì)算公示選擇合適的灌漿壓力[5]。

6.2 在水利工程基礎(chǔ)處理中具體實(shí)施帷幕灌漿施工技術(shù)

首先，在實(shí)施灌漿鉆孔施工中，巖心的鉆機(jī)在選擇鉆孔方法和鉆頭的時(shí)候，必須結(jié)合巖石的實(shí)際硬度。通常情況下，鉆孔的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)避免選擇鋼粒鉆鉆頭，因?yàn)檫@種鉆頭在鉆進(jìn)的過(guò)程中很容易引起粉末造成墻壁孔壁裂隙，從而使得灌漿的質(zhì)量大大降低。因此，在鉆進(jìn)的過(guò)程中必須特別注意鉆進(jìn)的方法，比如在砂礫石層中鉆孔，一般會(huì)采用優(yōu)質(zhì)性的泥漿固璧，在巖基中鉆孔要分段測(cè)量孔斜，分析灌漿的質(zhì)量，為了更好地提高灌漿質(zhì)量，在灌漿之前應(yīng)當(dāng)水流沖洗鉆孔，將裂隙中或者是孔洞中的泥質(zhì)填充物沖出空外，或者將其推移到灌漿處理范圍之外。其次，是帷幕灌漿的施工，在開(kāi)展施工過(guò)程中，必須按照順序嚴(yán)格實(shí)施，通常情況之下，灌漿施工的順序可以分為一序孔、二序孔和三序孔三種，隨著孔序不斷增加，相應(yīng)的灌漿也會(huì)加密。在實(shí)際的灌漿過(guò)程中，一些較淺的孔，就可以使用全孔的一次灌漿方法，而較為深的孔，就可以使用全孔分段得帷幕灌漿方法。但是不管采用哪一種帷幕灌漿方法，在灌漿之前必須對(duì)漿液進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，然后將其放入到灌漿機(jī)器中，并利用灌漿純壓式和高壓灌漿的方法和循環(huán)灌漿方法，使用以上方法將其灌入到鉆孔之中。最后，灌漿的施工質(zhì)量對(duì)水利工程基礎(chǔ)處理具有決定性得作用，因此，在完成帷幕灌漿工作之后，必須嚴(yán)格檢查灌漿的質(zhì)量，也可以根據(jù)灌漿的記錄，對(duì)灌漿施工過(guò)程中使用的材料和器具進(jìn)行一一檢查，同時(shí)，也需要檢查鉆孔，利用壓水實(shí)驗(yàn)的方法檢查鉆孔，確認(rèn)灌漿的質(zhì)量應(yīng)當(dāng)采用對(duì)應(yīng)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

6.3 特殊水利基礎(chǔ)處理施工中的技術(shù)應(yīng)用

在巖溶性基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用中，會(huì)因?yàn)榈刭|(zhì)的原因?qū)е聺B漏和漏水等問(wèn)題，正是這樣，越來(lái)越多的施工技術(shù)人員將基礎(chǔ)性灌漿施工技術(shù)應(yīng)用在巖溶性的水利工程建設(shè)之中，希望可以提高巖溶性地區(qū)水利工程的建設(shè)水平。這是因?yàn)樵诘鼗┕ぶ胁捎玫母邏汗酀{施工基礎(chǔ)具有很強(qiáng)的抗劈裂能力，因此，在水利工程之中，可以采用不沖洗高壓水泥灌漿施工技術(shù)，將水泥以條塊的方式逐漸滲透在泥土之中，并且對(duì)著水泥在土壤中的滲透不斷擴(kuò)大范圍，也就是形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)會(huì)在很大程度上提高巖溶性地區(qū)水利工程的防水性能。同時(shí)，為了提高水利工程地基的堅(jiān)固程度，還可以采用高壓旋噴灌漿技術(shù)。利用機(jī)械性質(zhì)的鉆孔機(jī)械深入到低下，從而將水泥漿噴射到地層之中，與已經(jīng)造成破壞的土層混合在一起。而當(dāng)這些混合物凝固之后就會(huì)在巖溶性地區(qū)形成柱體，達(dá)到加固地基得作用。一般情況之下，并不會(huì)在容易發(fā)生漏水的地方開(kāi)展水利工程，但是會(huì)因?yàn)閷?shí)際需要，必須在一些經(jīng)常發(fā)生漏水的地方建設(shè)水利工程，因此就必須合理地應(yīng)用基礎(chǔ)性帷幕灌漿施工技術(shù)，更好地發(fā)揮帷幕灌漿施工技術(shù)的作用，從而將該地區(qū)的水利建設(shè)做到實(shí)處。一方面，在實(shí)際的施工過(guò)程中可以使用膜袋灌漿的方法，阻塞水的滲透，這是因?yàn)樵趯?shí)際的施工過(guò)程中，將水泥泥漿防止在膜袋之中，隨著水分的流失膜袋中的水泥和泥土就會(huì)被留下，提高砂漿的凝結(jié)效率，提高地基的穩(wěn)固程度。因此，水利工程中膜袋必須有較強(qiáng)的耐磨性能，此外，還可以采取填充性配料，堵塞滲水通道，優(yōu)化地選擇填充性材料的具體滲水?dāng)?shù)量[6-7]。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，筆者根據(jù)水利工程基礎(chǔ)處理中灌漿技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行探討，希望通過(guò)筆者的描述，能夠讓更多的人認(rèn)識(shí)到，在水利工程的基礎(chǔ)處理中帷幕灌漿施工技術(shù)占據(jù)非常重要的作用，其不僅僅是因?yàn)獒∧还酀{技術(shù)在水利工程的基礎(chǔ)處理中應(yīng)用中可以大大提高壩體和地基的承載能力，更是因?yàn)橥ㄟ^(guò)基礎(chǔ)性的灌漿施工之后整體性的水利建筑性能可以得到提高。因此，研究基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)，探索帷幕灌漿在水利基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用成為共同的課題，值得我們深入探討，從而做好水利工程基礎(chǔ)處理的施工建設(shè)。在實(shí)際的應(yīng)用中要從工程實(shí)際情況處罰，選擇合理的灌漿壓力和參數(shù)，運(yùn)用合理的灌漿工藝，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)，提高帷幕灌漿施工技術(shù)在水利基礎(chǔ)處理中的適用性。