淺談帷幕灌漿施工工藝

韓蓉

【摘要】帷幕灌漿是把一定配合比的具有流動(dòng)性和膠凝性的漿液，通過(guò)鉆孔壓入巖層裂隙中，經(jīng)膠結(jié)硬化后提高巖基的強(qiáng)度，改善巖基的整體性和抗?jié)B性。20世紀(jì)以來(lái)，帷幕灌漿一直是水工建筑物地基防滲處理的主要手段，對(duì)保證水工建筑物的安全運(yùn)行起著重要作用。本文以實(shí)際工程為例介紹了大壩的帷幕灌漿施工工藝，望對(duì)類似工程有所幫助。

【關(guān)鍵詞】帷幕灌漿；大壩；鉆孔；灌漿壓力

一、工程概況

某水電站大壩為碾壓混凝土拱壩、拱壩壩頂高程1076.80m，最大壩高106.8m，拱端最大厚度24.247m。壩頂軸線展開(kāi)長(zhǎng)度159.87m。壩址區(qū)出露地層以震旦系地層和第四松散堆積物為主。河道近岸或崖腳見(jiàn)有三處崩坡積（Q4col+d1）碎塊石土，厚度約5～10m。

壩基及壩肩均揭露有斷層，斷層帶沿結(jié)構(gòu)面有溶隙或溶孔發(fā)育，結(jié)構(gòu)面在壩基處形成以水平方向?yàn)橹鞯牧严毒W(wǎng)絡(luò)狀滲漏的通道。斷層內(nèi)的泥質(zhì)充填物在水庫(kù)蓄水后，在水壓力作用下細(xì)顆粒易被沖蝕產(chǎn)生滲透穩(wěn)定問(wèn)題，因此需要對(duì)壩基壩肩作加固防滲處理。

壩基壩肩防滲帷幕灌漿主要通過(guò)左、右岸979.0m高程灌漿平洞、灌漿廊道、左、右岸1027.0m高程灌漿平洞、左、右岸1076.8m高程灌漿平洞進(jìn)行，另在拱肩及引水洞設(shè)置連接帷幕。

二、帷幕灌漿施工前的準(zhǔn)備檢查工作

1、由生產(chǎn)指揮部負(fù)責(zé)檢查灌漿前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，如機(jī)械設(shè)備、人員配置、輸漿管路、工作面供排水情況。

2、由施工隊(duì)伍在灌漿施工前對(duì)灌漿部位的廊道底板進(jìn)行沖洗干凈后，由質(zhì)量控制部負(fù)責(zé)檢查砼是否有裂縫，在灌漿過(guò)程中隨時(shí)檢查是否有冒水、冒漿現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)聯(lián)系監(jiān)理、設(shè)計(jì)，共同采取處理辦法。

3、灌漿管路的布設(shè)、儀器狀態(tài)檢查由質(zhì)量控制部負(fù)責(zé)檢測(cè)。

4、施工專用主供電線路由施工隊(duì)上報(bào)用電負(fù)荷，經(jīng)生產(chǎn)管理部、工程技術(shù)部審批后，由機(jī)電大隊(duì)負(fù)責(zé)架設(shè)并進(jìn)行日常的維護(hù)。主供電線路形成后，由施工隊(duì)根據(jù)自己的用電量，自行從主供電線路上的配電盤引線至施工工作面。

5、施工用主供水管路由工程技術(shù)部根據(jù)總體施工強(qiáng)度分析用水量，統(tǒng)一規(guī)劃布置，機(jī)電大隊(duì)負(fù)責(zé)主供水管路的架設(shè)、維護(hù)及施工用水的供應(yīng)。主供水管路形成后，由施工隊(duì)根據(jù)自己的用水量，自行從主供水管路上接取至施工工作面。

6、施工設(shè)備工況檢查工作由施工隊(duì)負(fù)責(zé)實(shí)施。

7、施工作業(yè)部位配備有線電話，以方便施工工作面與外部的聯(lián)系，電話線路的通暢情況由施工單位負(fù)責(zé)隨時(shí)檢查。

三、帷幕灌漿施工工藝

（一）鉆孔

1、澆筑施工平臺(tái)

在帷幕灌漿區(qū)域采用混凝土澆筑施工平臺(tái)，首先以上下兩排帷幕的中心線為中心挖一條寬2.5m，深度為0.3m，長(zhǎng)度超出帷幕孔位2m的槽，然后在槽內(nèi)澆筑C15混凝土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天，1米3混凝土的配合比是：水—170Kg，水泥—250Kg，碎石—1373Kg，砂—617Kg。

2、固定鉆機(jī)

立軸對(duì)準(zhǔn)孔位，用羅盤、水平尺或吊線等方法將鉆機(jī)調(diào)成水平，然用預(yù)埋地錨固定鉆機(jī)。

3、鉆孔

采用XY-2PC型回轉(zhuǎn)式地質(zhì)鉆機(jī)配硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)，先導(dǎo)孔開(kāi)孔至第一段底孔徑為91mm，以下各段為76mm。灌漿孔開(kāi)孔至第一段孔徑為76mm，以下各段為56mm。先導(dǎo)孔須取芯，為提高巖芯采取率，每鉆最大進(jìn)尺限度控制在2.5m以內(nèi)，一旦發(fā)現(xiàn)卡鉆或磨損立即取出。若巖芯采取率小于80%，則減少進(jìn)尺50%，直至減至50cm為止，若采取率仍很低，立即向監(jiān)理工程師報(bào)告。巖芯要進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)，填牌編錄裝箱，進(jìn)行巖芯描述并繪制巖芯柱狀圖。所有鉆孔均作鉆孔記錄，對(duì)孔內(nèi)特殊情況，如失水、涌水、塌孔、掉塊、回水顏色變化等，應(yīng)詳細(xì)記錄在鉆孔報(bào)表中。鉆孔過(guò)程中，按質(zhì)檢員或監(jiān)理工程師的要求進(jìn)行抽查測(cè)斜，全孔鉆完后，必須測(cè)斜，孔深10～20m每5m測(cè)1個(gè)點(diǎn)，20m以下每10m測(cè)1個(gè)點(diǎn)。

（二）洗孔

1、灌前準(zhǔn)備

灌漿孔灌前均應(yīng)進(jìn)行孔壁沖洗和裂隙沖洗。鉆孔沖洗后孔底殘存的沉積物厚度不得超過(guò)20cm。

2、孔壁沖洗

采用自上而下分段灌漿方法和孔口封閉灌漿法時(shí)，每灌漿段鉆完后均應(yīng)進(jìn)行孔壁沖洗；采用自下而上分段灌漿方法，全孔鉆完后進(jìn)行全孔孔壁沖洗。沖洗方法是用鉆具或?qū)Ч芟碌娇椎淄ㄈ氪罅髁克?，從孔底向孔外返水直至回清水為止?/p>

3、裂隙沖洗

由于壩基淺表部位開(kāi)挖后產(chǎn)生了較嚴(yán)重的卸荷松弛，連通率較大且裂隙發(fā)育并多次經(jīng)污水浸泡，有大量泥漿帶入裂隙內(nèi)，是裂隙沖洗的重點(diǎn)，需要進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的裂隙沖洗。采用自上而下分段灌漿方法的孔段，每段單獨(dú)進(jìn)行裂隙沖洗。采用自下而上分段灌漿方法的孔段，全孔鉆完后自下而上分段進(jìn)行裂隙沖洗。

裂隙沖洗主要采用有壓?jiǎn)慰酌}動(dòng)裂隙沖洗。沖洗方法：首先用高壓水連續(xù)沖洗5min～10min，再將孔口壓力在極短時(shí)間內(nèi)突然降到零，形成反向脈沖流，當(dāng)回水由混變清后，再升到原來(lái)的沖洗壓力，持續(xù)5min～10min后，再次突然降到零，如此一升一降，一壓一放，反復(fù)沖洗，直至回水澄清。對(duì)回水達(dá)不到澄清要求的孔段，應(yīng)繼續(xù)沖洗直至滿足要求。有壓?jiǎn)慰讻_洗壓力宜控制在灌漿壓力的80%，壓力超過(guò)1MPa時(shí)，采用1MPa，但必須滿足混凝土不抬動(dòng)。當(dāng)鄰近有正在灌漿的孔或鄰近孔灌漿結(jié)束不足24h時(shí)，不得進(jìn)行裂隙沖洗。灌漿孔段裂隙沖洗后應(yīng)立即連續(xù)進(jìn)行灌漿作業(yè)，因故中斷時(shí)間間隔超過(guò)24h，應(yīng)在灌漿前重新進(jìn)行裂隙沖洗。

（三）灌漿

1、灌漿材料

本次帷幕灌漿采用32.5R普通硅酸鹽水泥（以下簡(jiǎn)稱普通水泥）。實(shí)際采用浙江諸暨八方水泥有限公司生產(chǎn)的八方牌32.5（R）普通硅酸鹽水泥。材料進(jìn)場(chǎng)后，進(jìn)行取樣抽檢，經(jīng)浙江省建水電建筑安裝有限公司中心試驗(yàn)室檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)每月購(gòu)買的水泥都有質(zhì)保單（試驗(yàn)報(bào)告及質(zhì)保單見(jiàn)后另附）。

2、灌漿壓力

灌漿第一段壓力取0.5MPa，以下每段按0.1MPa遞增，復(fù)灌壓力取0.7MPa。灌漿壓力逐漸提升，當(dāng)進(jìn)漿量下降時(shí)，再提升灌壓。出現(xiàn)灌段呂榮值小，而進(jìn)漿量大的情況，灌漿時(shí)適當(dāng)減壓或“停停灌灌”，在進(jìn)漿量小時(shí)，再逐級(jí)升壓，最終使灌漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)壓力。實(shí)際施工各孔段灌漿壓力均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3、漿液變換

按設(shè)計(jì)要求，灌漿的漿液濃度應(yīng)由稀到濃逐級(jí)變換，采用3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1五個(gè)比級(jí)。根據(jù)簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)Lu大小，選擇合理的開(kāi)灌比和不同初凝時(shí)間與細(xì)度的水泥，先期灌段要充分注意臨界水灰比，以指導(dǎo)今后的灌漿，使灌入量達(dá)到要求。

壓力不變，單位進(jìn)漿量不變或增大，開(kāi)灌水灰比的漿液累計(jì)灌入量達(dá)400L，第一次變濃一級(jí)；以后變濃一級(jí)，在上述條件下待灌入量達(dá)到上

一級(jí)灌入量1.25倍后進(jìn)行，當(dāng)漿液較濃時(shí)盡量多灌一些，不采取立即變濃，有利于加大擴(kuò)散范圍。當(dāng)單位進(jìn)漿量超過(guò)每米灌段30L/min時(shí)，可越級(jí)變濃；當(dāng)灌量大，難于結(jié)束時(shí)，采取縮短初凝時(shí)間、降壓、限流等措施，如仍不見(jiàn)改善，則改灌水泥砂漿。

4、結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

（1）在該灌漿段最大設(shè)計(jì)壓力下，注入率不大于1L/min后，繼續(xù)灌注60min，結(jié)束灌漿。

（2）在該灌漿段最大設(shè)計(jì)壓力下，當(dāng)注入率小于或等于0.4L/min時(shí)，持續(xù)灌注30min，結(jié)束灌漿。

（3）在該灌漿段最大設(shè)計(jì)壓力下，當(dāng)注入率為0L/min時(shí)，持續(xù)灌注10min，結(jié)束灌漿。

結(jié)束語(yǔ)

本工程完成后半年內(nèi)，大壩運(yùn)行良好，滲漏問(wèn)題得以解決。因此，帷幕灌漿在大壩加固施工過(guò)程是可控的，能夠使巖體的各方面性能都得到了提高，大壩擋水防滲處于受良好工作狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

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