控制性帷幕灌漿對(duì)壩基防滲的效果及評(píng)價(jià)

王 哲

葛洲壩新疆工程局（有限公司），新疆烏魯木齊 830049

0 引言

控制性帷幕灌漿技術(shù)，就是采用在地面上鉆取注漿孔和地質(zhì)探孔，然后再向孔內(nèi)注入水泥漿等漿液的方式，通過注入的漿液將開挖斷面以及四周一定范圍內(nèi)的巖縫嵌水?dāng)D出，從而保證圍巖的縫隙最終能夠被已達(dá)到一定強(qiáng)度的漿液填充密實(shí)，并與之形成完整統(tǒng)一的固結(jié)體，即所謂的止水帷幕。根據(jù)各個(gè)工程的不同實(shí)際情況，可以采用多種帷幕灌漿技術(shù)，其中控制性帷幕灌漿效果尤佳。本文針對(duì)水利工程施工中壩基控制性帷幕灌漿技術(shù)的工藝流程、效果評(píng)價(jià)及其存在的問題和相應(yīng)的對(duì)策進(jìn)行了淺要地分析和探討。

1 壩基控制性帷幕灌漿施工工藝流程

1.1 成孔

成孔是控制性帷幕灌漿施工中的第一道工序，也是極為重要的一道工序。成孔的質(zhì)量和進(jìn)展情況將直接影響到整個(gè)控制性帷幕灌漿施工的質(zhì)量和工期，因此必須又快又好地進(jìn)行。首先，在安裝鉆架并擺放鉆機(jī)的過程中，應(yīng)事先平整和清理場(chǎng)地，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況鋪設(shè)地板和用方木搭設(shè)鉆孔平臺(tái)，鉆機(jī)安放要穩(wěn)固、端正，并且要保持鉆機(jī)平臺(tái)、鉆桿和灌漿孔的三個(gè)中心點(diǎn)成一條線；其次，在鉆機(jī)安放完畢后，應(yīng)進(jìn)行試機(jī)和試鉆，待明確鉆機(jī)的動(dòng)力、供水、供電等所有設(shè)備和系統(tǒng)均運(yùn)行正常之后才進(jìn)行鉆進(jìn)工作；再次，在每次鉆孔之前都要仔細(xì)檢查所有的鉆桿、鉆具及其他鉆進(jìn)零部件，嚴(yán)禁使用彎曲變形的鉆桿和鉆具，各部位的接頭一定要牢固并保持良好的同心度。另外值得注意的是，由于金剛石鉆進(jìn)成孔的間隙較小，鉆頭水口也較窄，因此需要較大的泵壓和泵量才能起到強(qiáng)制的冷卻和沖洗作用。

1.2 縫隙沖洗和壓水試驗(yàn)

控制性帷幕灌漿施工在成孔之后，通過導(dǎo)管將大流量的高壓水流從孔底一直向孔外沖洗，并在此過程中不斷地沖洗孔壁，通過這樣的單孔沖洗方式直至回水澄清之后，繼續(xù)再?zèng)_洗十分鐘，且要保證沖洗總時(shí)間不少于半個(gè)小時(shí)，串通孔時(shí)間不少于2小時(shí)，沉渣厚度不超過20cm。在一般情況下縫隙的沖洗壓力設(shè)置為該段灌漿壓力的八成。縫隙沖洗完成后必須進(jìn)行壓水試驗(yàn)，壓水試驗(yàn)通常采用單點(diǎn)法，壓力同樣設(shè)置為該段灌漿壓力的八成，且不超過一兆帕。

1.3 灌漿施工

控制性帷幕灌漿施工通常采用自下而上的方式分段進(jìn)行，在規(guī)定的壓力下，當(dāng)注入率不超過0.4L/min時(shí)，必須繼續(xù)灌注半個(gè)小時(shí)，或不超過1L/min時(shí)，則必須繼續(xù)灌注一小時(shí)，灌漿即可結(jié)束。而如果采用自上而下的方式分段進(jìn)行時(shí)，繼續(xù)灌注的時(shí)間則需相應(yīng)增加半個(gè)小時(shí)或一小時(shí)。在灌漿的施工過程中，應(yīng)當(dāng)隨時(shí)測(cè)量回漿和進(jìn)漿的比重，一旦回漿變濃，立即換用與進(jìn)漿相同配比的新漿液來進(jìn)行灌注。而如果效果不明顯，則延續(xù)灌注半個(gè)小時(shí)之后即可停止灌注。

1.4 封孔

灌漿結(jié)束之后應(yīng)采用置換和壓力灌漿的封堵方法進(jìn)行封孔。在全孔灌漿結(jié)束后，采用0.5:1的水泥漿來置換出孔內(nèi)的漿液并取出孔內(nèi)的灌漿管，然后再用同樣配比的水泥漿采用最大灌漿壓力進(jìn)行純壓半個(gè)小時(shí)，并認(rèn)真做好灌漿記錄。

2 壩基控制性帷幕灌漿防滲效果評(píng)價(jià)及問題對(duì)策

2.1 效果評(píng)價(jià)

作為巖土工程地質(zhì)情況的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，超聲波的縱波波速及其離散系數(shù)和完整性指數(shù)同樣也是評(píng)價(jià)壩基控制性帷幕灌漿防滲效果的重要參數(shù)。控制性帷幕灌漿的防滲效果主要是按照帷幕灌漿施工完成之后超聲波波速的提高程度和波速離散系數(shù)的降低程度來進(jìn)行評(píng)價(jià)的。由于當(dāng)前我國的有關(guān)規(guī)范還沒有對(duì)控制性帷幕灌漿的壩基防滲效果給出具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)，因此其超聲波檢查主要還是通過以往的工程經(jīng)驗(yàn)與所施工的壩基工程的地質(zhì)情況相結(jié)合，從而大致確定一個(gè)超聲波檢查的參數(shù)指標(biāo)，以作為控制性帷幕灌漿對(duì)壩基防滲效果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 漏漿

在灌漿施工過程中，由于縫隙較多、灌漿壓力較大，通常會(huì)出現(xiàn)漿液注入率過大的現(xiàn)象，其實(shí)往往是發(fā)生了大量的漏漿。對(duì)于大量漏漿的治理措施主要包括：通過低壓甚至自流式的灌漿方式來降低灌漿壓力，直到縫隙逐漸充滿漿液、并降低流動(dòng)性之后再慢慢提高灌漿的壓力；將進(jìn)漿量限制在30L/min～40L/min以下，并采用濃漿進(jìn)行灌注，直到進(jìn)漿量明顯減少之后再慢慢提高灌漿的壓力；采用濃漿甚至可以在漿液中摻加砂料來進(jìn)行灌注，通過降低漿液的流動(dòng)性，再加上同時(shí)適當(dāng)?shù)亟档凸酀{的壓力，以此來限制漿液流動(dòng)的范圍，保證漿液不至于流失過遠(yuǎn)，直到單位吸漿量已經(jīng)降低到了一定的程度之后，再采用不摻粗料的正常漿液繼續(xù)灌注并逐漸提高灌漿的壓力；當(dāng)出現(xiàn)巖層在長時(shí)間內(nèi)一直大量進(jìn)漿的現(xiàn)象，還可以采用間歇灌漿的方式，即每連續(xù)灌注一段時(shí)間就停止灌漿，等漿液凝結(jié)一段時(shí)間再繼續(xù)灌注。

2.3 灌漿中斷

在灌漿施工過程中，因?yàn)橥ｋ姟{液堵塞、輸漿管破裂及機(jī)械故障等原因均會(huì)導(dǎo)致灌漿的中斷。因此，在灌漿施工之前及其過程之中做好預(yù)防措施是非常必要的。其預(yù)防措施主要包括：應(yīng)采用的性能符合要求的輸漿管材，且在施工時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查并確保其連接牢固、無破損和堵塞現(xiàn)象；應(yīng)確保灌漿泵的性能能夠滿足施工的需要，在最大的灌漿壓力下能夠持續(xù)地進(jìn)行長時(shí)間的工作，并在施工中注意做好保養(yǎng)工作，在每次灌漿完成以后都要對(duì)灌漿泵進(jìn)行認(rèn)真地清洗；應(yīng)對(duì)壓力表進(jìn)行及時(shí)校正，確保符合要求；高壓灌漿閥門、隔漿塞等部件同樣應(yīng)及時(shí)清洗；水電系統(tǒng)方面應(yīng)做到定期檢查和保養(yǎng)。而一旦發(fā)生灌漿的中斷，應(yīng)立即采取措施盡量縮短中斷的時(shí)間，爭(zhēng)取盡早復(fù)灌。

2.4 固管

在灌漿施工過程中，當(dāng)射漿管和孔壁由于漿液達(dá)到了凝結(jié)條件而膠結(jié)到一起的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生固管現(xiàn)象。固管產(chǎn)生的主要原因包括：漿液由于在壓力的作用下?lián)p失了一部分水分，并在循環(huán)過程中由于水泥水化放熱和壓力作用等原因?qū)е缕錅囟戎饾u升高，從而大大縮短了其凝結(jié)的時(shí)間；在孔內(nèi)的環(huán)狀間隙處或灌漿管、閥門等部位發(fā)生了水泥顆粒的沉積現(xiàn)象；由于射漿管下端過于貼近孔壁而導(dǎo)致漿液在循環(huán)過程中在射漿管口受阻并逐漸沉淀。

3 結(jié)論

在壩基防滲處理等工程中，其主要手段一直都是運(yùn)用控制性帷幕灌漿技術(shù)，因此，控制性帷幕灌漿技術(shù)對(duì)于保證各類壩基的安全起著非比尋常的重要作用。

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