淺談水利工程的帷幕灌漿技術

王少勇

摘 要：帷幕灌漿技術在水利水電工程中占有極為重要的地位，是其核心技術之一，帷幕灌漿在水利工程的設計和施工中體現出區(qū)別于一般建筑工程的鮮明特點，無論是在重力壩減少揚壓力，還是土石壩的降低浸潤線，乃至于溢洪道和水閘基礎防滲，都離不開帷幕灌漿，文章將簡要探討水利工程中的帷幕灌漿技術。

關鍵詞：帷幕灌漿；檢查孔；揚壓力

水利工程的帷幕灌漿技術分為幾個基本過程，分別是：鉆孔；洗孔；壓水試驗；灌漿；封孔；質檢。以下分別闡述。

1 鉆孔

帷幕灌漿的鉆孔偏差應符合規(guī)定，否則應結合該部位灌漿資料和質量檢查情況進行全面分析，如確認對帷幕灌漿質量有影響時，應采取補救措施。鉆灌漿孔時應對巖層、巖性以及孔內各種情況進行詳細記錄。鉆孔遇有洞穴、塌孔或掉鉆難以鉆進時，可先進行灌漿處理，而后繼續(xù)鉆進。如發(fā)現集中漏水，應查明漏水部位、漏水量和漏水原因，經處理后，再行鉆進。鉆進結束等待灌漿或灌漿結束等待鉆進時，孔口均應堵蓋，妥加保護。

孔深大于60m時，孔底最大允許偏差值應根據工程實際情況并考慮帷幕的排數具體確定，一般不宜大于孔距。頂角大于5o的斜孔，孔底最大允許偏差值可根據實際情況按表6-1中規(guī)定適當放寬，方位角偏差值不宜大于5o。

2 洗孔

灌漿孔（段）在灌漿前應進行鉆孔沖洗，孔內沉積厚度不得超過20cm，帷幕灌漿孔（段）在灌漿前宜采用壓力水進行裂隙沖洗，直至回水清凈時止。沖洗壓力可為灌漿壓力的80%，該值若大于1MPa時，采用1MPa。

洗孔是以壓力水將巖石裂隙或空洞中所充填的松軟、風化的泥質充填物沖出孔外，或是將充填物推移到需要灌漿處理的范圍外，這樣裂隙被沖洗干凈后，利于漿液流進裂隙并與裂隙接觸面膠結，起到防滲和固結作用。使用壓力水沖洗時，在鉆孔內一定深度需要放置灌漿塞。在沖洗過程中，可以單孔沖洗，也可以群孔沖洗。

3 壓水試驗

壓水試驗的目的是測定圍巖吸水性、核定圍巖滲透性，為灌漿施工做準備。

壓水試驗應在裂隙沖洗后進行。簡易壓水試驗可在裂隙沖洗后或結合裂隙沖洗進行。壓力可為灌漿壓力的80%，該值若大于1MPa時，采用1MPa。壓水20min，每5min測讀一次壓入流量，取最后的流量值作為計算流量，其成果以透水率表示。帷幕灌漿采用自下而上分段灌漿法時，先導孔仍應自上而下分段進行壓水試驗。各次序灌漿孔在灌漿前全孔應進行一次鉆孔沖洗和裂隙沖洗。除孔底段外，各灌漿段在灌漿前可不進行裂隙沖洗和建議壓水試驗。

4 灌漿施工

4.1 灌漿壓力的確定

帷幕灌漿宜采用較高的灌漿壓力，可以減少鉆孔數，且有助于提高可灌性，使強度和不透水性等得到改善。當孔隙被某些軟弱材料充填時，較高灌漿壓力能在充填物中造成劈裂灌注，提高灌漿效果。隨著灌漿基礎處理技術和機械設備的完善配套，6.0～10MPa的高壓灌漿在采用提高灌漿壓力措施和澆筑混凝土蓋板處理后，在一些大型水利工程中應用較廣。但是，當灌漿壓力超過地層的壓重和強度而沒采取相應措施時，將有可能導致地基及其上部結構的破壞。因此，一般情況下，以不使地層結構破壞或發(fā)生局部的和少量的破壞，作為確定地基允許灌漿壓力的基本原則。

4.2 漿液配合比的濃度分級

如果采用水泥漿，帷幕灌漿漿液水灰比可采用5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1等7個比級。開灌水灰比可采用5：1.灌注細水泥漿液，可采用水灰比為2：1、1：1、0.6：1或1：1、0.8：1、0.6：1等3個比級。

如果采用水泥黏土漿。則情況要度咋一些，應根據材料的品種、性能以及對防滲要求的不同，通過試驗來確定。

4.3 灌漿過程中漿液濃度的變換

當灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時，或當注入率不變而壓力待續(xù)升高時，不得改變水灰比；當某一比級漿液的注入量已達到300L以上或灌注時間已達1H，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時，應改濃一級；當注入率大于30L/min時，可根據具體情況越級變濃。

5 帷幕灌漿效果檢查

帷幕灌漿質量檢查應以檢查孔壓水試驗成果為主，結合對竣工資料和測試成果的分析，綜合評定。

5.1 檢查孔的選定

檢查孔的數目一般按灌漿孔總數的10%左右布置，地質情況復雜的地區(qū)，一個壩段或一個單元工程內至少應布置一個檢查孔，沿帷幕線20m左右的范圍內設有一個。

對于單排孔的帷幕，檢查孔可設置在兩灌漿孔之間，兩排或多排孔的帷幕，檢查孔多位于帷幕的中間部位。

檢查孔多選在地質條件較壞或灌漿質量較差的地段。在地質條件或者灌漿質量較好的地段，也應適當地布設一些檢查孔。

灌漿孔具有以下現象的，考慮在其附近設置檢查孔：（1）帷幕中心線上；（2）巖石破碎、斷層、大孔隙等地質條件復雜的部位；（3）注入量大的孔段附近；（4）鉆孔偏斜過大、灌漿情況不正常以及經分析資料認為對帷幕灌漿質量有影響的部位。

5.2 檢查孔壓水試驗

帷幕灌漿檢查孔壓水試驗應在該部位灌漿結束14d后進行。帷幕灌漿檢查孔應自上而下分段卡塞進行壓水試驗。帷幕灌漿檢查孔壓水試驗結束后，按技術要求進行灌漿和封孔。帷幕灌漿檢查孔應采用巖芯，計算獲得率并加以描述。

5.3 檢查孔合格標準

帷幕灌漿質量的合格標準應以壓水試驗檢查，壩體混凝土與基巖接觸段及其下一段的合格率應為100%；再以下的各段的合格率應在90%以上，不合格段的透水率值不超過設計規(guī)定值的100%，且不集中，灌漿質量可認為合格。否則應進行處理，直至合格為止。對帷幕灌漿孔的封孔質量宜進行抽樣檢查。

5.4 測試揚壓力值

當一個壩段或相連的幾個壩段的帷幕灌漿已經完成，又鉆了檢查孔，并做了壓水試驗，認為帷幕幕體滲透性能已達到防滲要求后，即可開始在帷幕后邊鉆設排水孔和揚壓力觀測孔。

不要過早地鉆設排水孔，以免帷幕的幕體經檢查尚未達到防滲要求，仍需加密鉆孔補灌時，可能造成排水孔堵塞現象，易影響灌漿質量，灌完后又需要重新鉆設排水孔，造成浪費。