水利工程中的帷幕灌漿施工技術(shù)分析

裘海波

(浙江名源龍盛建設(shè)有限公司，浙江 嵊州 312400)

水利工程中的帷幕灌漿施工技術(shù)分析

裘海波

(浙江名源龍盛建設(shè)有限公司，浙江 嵊州 312400)

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，信息技術(shù)領(lǐng)域再掀高潮，由此推動經(jīng)濟(jì)、社會生活等物質(zhì)層次方面不斷向現(xiàn)代化方向發(fā)展。其中，水利工程技術(shù)就是反映經(jīng)濟(jì)、技術(shù)發(fā)展水平的重要指標(biāo)，而帷幕灌漿施工技術(shù)正是水利工程技術(shù)中的重要樞紐，在人民的日常生活中發(fā)揮著極其重要的作用。眾所周知，在當(dāng)今時(shí)代浪潮的不斷推動下，水利工程技術(shù)不斷追求高水平、高指標(biāo)，與此同時(shí)，帷幕灌漿施工技術(shù)也進(jìn)行著不同程度上的革新。

水利工程；帷幕灌漿；施工技術(shù)

0 序 言

帷幕灌漿施工技術(shù)作為水利工程技術(shù)的重要手段在水利工程的實(shí)施過程中占據(jù)著重要的地位。水是生命之源，是人們生存和發(fā)展的必要物質(zhì)條件，一項(xiàng)水利工程的建立關(guān)系著千家萬戶的生活質(zhì)量。

其中，帷幕灌漿施工技術(shù)憑借技術(shù)成本不高，安全性能好等優(yōu)點(diǎn)在水利工程的實(shí)施過程中是比較常用的，這里所說的帷幕灌漿施工技術(shù)主要是將防滲漏層的底部基巖進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奶幚?，解決大壩及眾多水利工程的滲漏問題[1]。

1 帷幕灌漿施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

1.1 實(shí)用性能強(qiáng)

水利工程是一項(xiàng)基礎(chǔ)性工程，作為其基礎(chǔ)的帷幕灌漿施工技術(shù)在現(xiàn)實(shí)社會中的實(shí)用性較強(qiáng)。水利工程建成后大多會投入到日常生活用水、牲畜飲水、發(fā)電、養(yǎng)殖、運(yùn)輸?shù)榷喾N領(lǐng)域，針對這些廣泛使用的途徑，一項(xiàng)成功的水利工程在修建的過程中就要仔細(xì)考慮到這些問題，隨之而來的便是帷幕灌漿技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用。

這一技術(shù)的工作原理就是：在基巖上進(jìn)行帷幕式的鉆孔，在這些鉆孔里面澆筑水泥，待水泥變干后就可以形成一道道帷幕式的防水層，很好地實(shí)現(xiàn)了水利工程的防滲目標(biāo)。也正是因?yàn)樵擁?xiàng)技術(shù)簡便易操作才使得帷幕灌漿技術(shù)在日常生活中實(shí)用性極強(qiáng)[2]。

據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明：帷幕灌漿施工技術(shù)過硬，在水利工程的建造方面發(fā)揮著不可取代的作用。同時(shí)，帷幕灌漿施工技術(shù)的適應(yīng)面廣也決定了它的實(shí)用強(qiáng)度，一般來講，帷幕灌漿施工技術(shù)有2種分類方法：

1)按照灌漿孔底部是否能鉆探至不透水的巖層來劃分。

2)按照灌漿孔的排數(shù)來進(jìn)行簡單的劃分。按照前者的分類方法來看，又有兩種不同的灌漿方式，通常，將灌漿孔鉆探至不透水巖層的稱之為封閉式的帷幕灌漿，將灌漿孔不鉆探至不透水巖層的稱之為懸掛式的帷幕灌漿。

而按照后者來分，又可分為兩排孔灌漿技術(shù)和多排孔灌漿技術(shù)。

由此，不難發(fā)現(xiàn)，水利工程中的帷幕灌漿施工技術(shù)是針對不同的情況可采用不同的方案，是及其具備實(shí)用性這一優(yōu)點(diǎn)的。

1.2 安全性能強(qiáng)

帷幕灌漿施工技術(shù)在實(shí)行的過程必須經(jīng)過精密測量，由技術(shù)人員制定詳細(xì)的執(zhí)行方案，旨在保證實(shí)施工程的安全性。

一般情況下，帷幕灌漿施工技術(shù)在實(shí)施之前要對實(shí)施工地進(jìn)行地質(zhì)勘探，了解當(dāng)?shù)氐乃牡鹊乩硇畔?，同時(shí)，該項(xiàng)工程對灌漿壓力的選擇也是極為講究的，不同的灌漿壓力分別被應(yīng)用于不同的水利工程建設(shè)，這里所說的灌漿壓力是有一個上限的，也就是說技術(shù)工人在進(jìn)行帷幕灌漿時(shí)，會嚴(yán)格控制灌漿壓力，不會使其超過該處灌漿巖層及上方建筑物壓力的總和，會始終將壓力控制在這一壓力值之下，這是帷幕灌漿施工技術(shù)最基本的灌漿要求[3]。

除此之外，施工技術(shù)人員也會仔細(xì)結(jié)合當(dāng)?shù)厮?、地質(zhì)、水流速度等制定符合要求的漿液濃度，因?yàn)椴煌牡乩憝h(huán)境在進(jìn)行帷幕灌漿時(shí)需要不同的漿液濃度，甚至還需要依據(jù)水流速度的快慢制定不同的漿液濃度，總而言之，該項(xiàng)技術(shù)是很有針對性的，量體裁衣，分別制定不同的防滲方案，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋ＷC了該項(xiàng)技術(shù)的安全系數(shù)。

當(dāng)然，不可忽視的就是，帷幕灌漿技術(shù)人員也是經(jīng)過嚴(yán)格的選拔，在具備過硬的技術(shù)能力、知識儲備的同時(shí)，要求這類人員具備足夠的責(zé)任心，因?yàn)檫@樣一項(xiàng)水利工程技術(shù)需要每位決策、執(zhí)行、施工人員的集體責(zé)任感和使命感，如此一來，帷幕灌漿技術(shù)就有著很充分的保證，安全性能也就會在不同方面上得以體現(xiàn)[4]。

1.3 成本低、經(jīng)濟(jì)性能強(qiáng)

水是生命之需，水利工程的建立在一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中不容忽視，帷幕灌漿施工技術(shù)秉承“低消耗、低投入”的理念，發(fā)揮著較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效能。

帷幕灌漿施工技術(shù)在實(shí)行過程中較為簡便，雖然在不同程度上存在技術(shù)要求，但并不是極難操作，正如前面所講到的工作原理一樣，就是在巖層上方進(jìn)行帷幕鉆孔，澆筑水泥，形成帷幕式防滲系統(tǒng)，簡便的操作步驟極大地減少了成本的投入，如此便能減輕國家的資金投入，憑借技術(shù)獲取利益。

另外，帷幕灌漿施工技術(shù)需要的原料費(fèi)用不貴，就其工作原理來看，它需要水泥、水源、煤灰、額外添加劑等，基本不需要較貴的原料費(fèi)用，而大型工程的建設(shè)和開發(fā)是國家財(cái)政支出的重要領(lǐng)域，但帷幕灌漿施工技術(shù)就很好的解決了這一弊端，這樣以成本不是很昂貴的原料鑄就的工程在本質(zhì)上就對國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生了帶動作用。

一個國家，解決人民的的衣食住行是首要問題，水利工程的建設(shè)不僅能改善人民的飲水條件、運(yùn)輸條件，還在發(fā)電、養(yǎng)殖方面發(fā)揮著不可取代的作用，可以說一個國家水利工程的建設(shè)關(guān)系著一個國家的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，而要保證水利工程的安全使用，就要仔細(xì)解決好它的基礎(chǔ)。

帷幕灌漿施工技術(shù)很好地解決了水利工程的防漏問題，保證了一項(xiàng)水利工程的成功投入，為一個國家所創(chuàng)造的財(cái)富是難以估計(jì)的。

2 帷幕灌漿技術(shù)的施工方法及注意事項(xiàng)

2.1 鉆孔方法及注意事項(xiàng)

就帷幕灌漿施工技術(shù)的工作原理來看，通常，帷幕灌漿施工技術(shù)首先都要進(jìn)行鉆孔，鉆孔的位置及精確度是至關(guān)重要的。

XY—2PC是帷幕灌漿技術(shù)在鉆孔時(shí)常用的儀器，利用此種機(jī)器進(jìn)行鉆探之前就要計(jì)算好鉆孔所在的具體方位，而在實(shí)地鉆探時(shí)，除了保證鉆機(jī)的穩(wěn)固性之外，還要用特定的羅盤儀對鉆探機(jī)器加以矯正，以此來減小誤差，這里所講的誤差可能是無法避免的，但是可以將誤差控制在一個合理的范圍內(nèi)，比如說，孔與孔之間的距離以2m為佳，之間的誤差距離≤10cm，>10cm后就會對工程的安全性能造成一定的影響。

按設(shè)計(jì)要求先打?qū)Э撞⑦M(jìn)行壓水試驗(yàn)，確定各段段長及透水率。鉆好孔后，就要開始清洗鉆孔，鉆孔的清洗方法較為簡單：將水引到鉆孔內(nèi)部不斷地沖洗，直至孔外沖洗出來的水不再混濁為止。進(jìn)行沖水的目的就是為了將孔內(nèi)存留的淤泥沖洗干凈，以免堵塞鉆孔，在沖洗的過程中還要格外注意：要利用壓力沖洗鉆孔。因?yàn)樵诖蚩足@探時(shí)，可能會在內(nèi)部留有裂縫，壓力沖洗鉆孔可以有效清洗裂縫，保證鉆孔的穩(wěn)定性，這也就是灌漿前的壓水實(shí)驗(yàn)，灌漿前均進(jìn)行 20min的簡易壓水試驗(yàn)，壓力為灌漿允許壓力的80%，每5min測讀1次壓力及流量。

流量大于每米段長30L/min時(shí)，降壓或縮短測試時(shí)間。流量過大時(shí)，采用孔內(nèi)簡易注水試驗(yàn)法，縮短試驗(yàn)時(shí)間?？變?nèi)計(jì)算水位設(shè)定與庫水位等高，及時(shí)計(jì)算出透水率[5]。

2.2 灌漿方法及注意事項(xiàng)

帷幕灌漿施工技術(shù)，顧名思義，其中必然包括灌漿這一施工過程。漿液在此過程中顯得尤為重要，不同的漿液用途也是不同的。

一般情況下，漿液就是由水泥、煤灰、水、外添加劑匯合而成，把握好原漿配料后，需要調(diào)和漿液的濃度，一般帷幕灌漿漿液水灰比可采用5、3、2、1、0.8和0.6等6個比級，也就是通常所說的水灰比例，這一比例決定著漿液濃度。漿液配置完畢，亟待實(shí)施就是漿液澆筑過程，也就是前面提到的灌漿，然則，并不是將漿液灌注進(jìn)鉆孔就可以，這里有需要注意的一點(diǎn)：灌漿過程漿液是變化的，不同的深度灌注不同濃度的漿液，習(xí)慣上稱之為漿液變換。

漿液變換，需按照先稀后濃的順序進(jìn)行灌漿，如此程序化、規(guī)范化的灌漿方式意在保證灌漿壓力和注入率的正常化。

正是因?yàn)樵撨^程順序性強(qiáng)、極為繁雜，所以在實(shí)地操作過程中不止一次出現(xiàn)串漿、漏漿等現(xiàn)象，出現(xiàn)這種特殊情況時(shí)，盡快采取有效的應(yīng)急策略是解決問題的關(guān)鍵。

出現(xiàn)串漿現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即停止灌漿，隨后用漿液澆筑串口，起到封閉串口的作用；當(dāng)出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象時(shí)，要使用不同的壓力方式改變流速，調(diào)和漿液濃度，并堵塞漏漿處，如果耗漿量較小，是可以順利結(jié)束灌漿的；如果漏漿量大，則需要通過降低壓力，稀釋漿液濃度這種途徑來處理。

此外，灌漿過程的最后一步也不容忽視，在漿液灌輸結(jié)束后，要進(jìn)行細(xì)致的質(zhì)量檢測，確認(rèn)無誤后，就要將鉆孔封閉，封閉時(shí)一定要注意封口的密閉與結(jié)實(shí)程度。

帷幕灌漿施工技術(shù)屬于水利工程的內(nèi)部性工程，也就是說它是在工程內(nèi)部進(jìn)行防滲操作，由此一來，這一施工過程就比較有難度。

2.3 檢查孔及灌漿分析

根據(jù)鉆孔壓水試驗(yàn)和灌漿情況，按鉆灌孔的10%布設(shè)檢查孔，查孔施工按以下要求進(jìn)行：

1)鄰孔結(jié)束后已達(dá)14d。

2)每段做壓水試驗(yàn)，壓力為灌漿壓力的80%，其余施工工藝與灌漿孔一致，包括造孔、段長、下管、洗孔、灌漿等等。

3)巖心妥善保存、描述、編錄。在檢查孔施工和試驗(yàn)過程中，監(jiān)理實(shí)行旁站監(jiān)督。

灌漿效果分析包括各序次孔的透水率分析(帷幕灌漿隨著孔序的加密，透水率呈遞減趨勢)、各序次孔單位注入量關(guān)系分析(帷幕灌漿隨著孔序的加密，單位注入量呈遞減趨勢)、透水率單位注入量頻率曲線分析(帷幕灌漿單位注入量按<10、10～50、50～100、100～1000、>1000這5個區(qū)間進(jìn)行分析隨著孔距的加密，≤50范圍頻率數(shù)逐漸增大，而>100范圍的頻率數(shù)逐漸減少)、透水率頻率分析(帷幕灌漿透水率q按<1、1～5、5～10、10～100、>100這5個區(qū)間進(jìn)行分析，隨著孔距的加密，≤10范圍頻率數(shù)逐漸增大，而>100范圍的頻率數(shù)逐漸減少)和單位注入量頻率分析(隨著孔距的加密，≤50范圍頻率數(shù)逐漸增大，而>100范圍的頻率數(shù)逐漸減少)。

如何保證灌漿技術(shù)的安全性、成熟性成為當(dāng)前亟需解決的問題。誠然，不可忽視的是專業(yè)技術(shù)人員在科技研發(fā)過程中的推動作用，因?yàn)椴糠炙こ淘谕度胧褂煤蟪霈F(xiàn)質(zhì)量問題很多就是由于技術(shù)人員的失誤所造成的，所以，綜合素質(zhì)高、專業(yè)化、有責(zé)任心的技術(shù)人員是當(dāng)前帷幕灌漿技術(shù)革新的重要一步，正所謂“養(yǎng)兵千日，用兵一時(shí)”，技術(shù)人員的專業(yè)化程度也決定了灌漿技術(shù)是否成熟。

3 結(jié) 語

帷幕灌漿施工技術(shù)關(guān)系到一個水利工程建設(shè)的成功與否，是水工建筑物安全的關(guān)鍵所在，該項(xiàng)技術(shù)旨在減輕水利工程的基礎(chǔ)漏水量，保障實(shí)施工程的安全性能，隨著帷幕灌漿施工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，這一實(shí)用性技術(shù)對各個大壩及其他水利工程的蓄水、引用、灌溉、發(fā)電、旅游、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)發(fā)揮著極其重要的作用，雖然如此，還是需要在帷幕灌漿施工技術(shù)上不斷的進(jìn)行技術(shù)上的改進(jìn)和理論上的探究，逐漸達(dá)到甚至是超越該項(xiàng)技術(shù)的防滲要求。

[1]李志華，陳德漢，梁元宇.向陽山水庫壩基高壓噴射灌漿防滲技術(shù)[J].黑龍江水專學(xué)報(bào)，2006，33(02)：157-158.

[2]張曉光，徐永江，王海方，等.壩基帷幕灌漿工程中增設(shè)排水孔設(shè)計(jì)與效果分析[J].黑龍江水利科技，2013，41(06)：66-69.

[3]齊江鵬，李鶴.深層攪拌樁防滲墻在黏土心墻壩除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009(11)：260.

[4]馬小七，呂建民，路學(xué)忠.寧夏太陽山供水工程劉家溝水庫壩基帷幕灌漿試驗(yàn)研究[J].探礦工程：巖土鉆掘工程，2007(06)：29-32.

[5]周志遠(yuǎn)，劉振華，古小輝.孔口封閉灌漿法在燕山水庫低壓無蓋重灌漿中的應(yīng)用[J].水電能源科學(xué)，2009，27(06)：131-133.

1007-7596(2014)01-0140-03

2013-11-02

裘海波(1978-)，男，浙江嵊州人，工程師。

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