水利工程通常應(yīng)用的帷幕灌漿施工技術(shù)

朱 博

水利工程通常應(yīng)用的帷幕灌漿施工技術(shù)

朱 博

（遼寧省湯河水庫管理局，遼寧沈陽111000）

近年來水利工程建設(shè)項目日益增加，作為控制和調(diào)配自然界的地表水和地下水，為達到除害興利目的而修建的工程，其重要性不容小視。帷幕灌漿技術(shù)作為一種實用性較強的工程技術(shù)，被廣泛地運用在水利工程建設(shè)項目中。在帷幕灌漿施工中如何正確地選擇施工工藝及技術(shù)是水利工程建設(shè)人員需要認真對待的問題。文章闡述了帷幕灌漿的概念，探討了帷幕灌漿技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用及在實際應(yīng)用中的一些具體措施。

水利工程；施工工藝；帷幕灌漿；施工技術(shù)

1 帷幕灌漿施工技術(shù)的概念

帷幕灌漿是指將漿液灌入巖體或土層的裂隙、孔隙，形成連續(xù)的阻水帷幕，以減小滲流量和降低滲透壓力的灌漿工程。在水利工程建設(shè)中，該工程技術(shù)常常被用在底部基巖的防滲處理。應(yīng)用帷幕灌漿施工技術(shù)處理后的基巖，有效地融合了水泥漿與周圍的土層，形成了非常密實的帷幕，因此，能夠有效地預(yù)防水流的滲透。

在應(yīng)用帷幕灌漿技術(shù)時，應(yīng)注意帷幕的分類以及所采用鉆機的型號等問題［1］。

2 水利工程中帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用

具體包括施工前的準備、正確布置灌漿孔、打造灌漿孔、灌漿操作等4個方面的內(nèi)容：

2.1 施工前的準備

施工人員首先應(yīng)該獲得由監(jiān)理單位提供的基準數(shù)據(jù)、基準線、基準點等測量內(nèi)容。施工單位還應(yīng)與監(jiān)理單位共同測量和校準這些資料，尤其是對帷幕灌漿孔的軸線，應(yīng)該進行嚴格的實地測量，并多次進行核對，以保證其準確性及滿足預(yù)期的效果。

2.2 正確布置灌漿孔

灌漿孔的布置應(yīng)滿足預(yù)期的設(shè)計，在設(shè)置灌漿孔的防滲墻軸線上，應(yīng)該并分3序，每兩個灌漿孔之間的距離應(yīng)該為2 m，灌漿孔的深度應(yīng)該在防滲墻混凝土底部20～30 m，灌漿孔軸向僅允許有10cm以內(nèi)的誤差。

2.3 打造灌漿孔

打造灌漿孔的鉆機可使用鉆神開發(fā)生產(chǎn)的ZS系列ZSY50、60、70、80全液壓錨固鉆機，其鉆頭為金剛石或硬質(zhì)合金，在鉆孔時容易達到預(yù)期效果同時不會對鉆頭造成過大損傷。在打造灌漿孔時用水對灌漿孔進行沖洗。在每次鉆孔時都要仔細觀測并記錄鉆具、鉆桿在地面以上的長度。

2.4 灌漿操作

帷幕灌漿施工時，施工人員應(yīng)該嚴格遵循分序加密的基本原則。其工序應(yīng)該總共分為3道，并且嚴格按照由低到高的順序逐步進行。灌漿操作應(yīng)該從上到下同時滿足循環(huán)劃分段落的方式。

在第一段落，其接觸長度應(yīng)該為2m，從第二個段落開始，則應(yīng)一直保持在5m左右。特殊情況下，也可以根據(jù)實際來對段落的長度進行調(diào)整。

從上到下卡塞并劃分段落也可以作為灌漿操作的一種方式，在使用該法時，應(yīng)注意以下2點：

1）應(yīng)采用直徑為0.6 mm的水管來做為射漿管。

2）為預(yù)防漿液發(fā)生沉淀堵塞裂隙，灌漿孔底部與射漿管的距離應(yīng)該保持在0.5 m以內(nèi)。

在進行灌漿操作時，應(yīng)滿足規(guī)定：

1）灌標準壓力滿足要求并且注入率≤0.4 L／min。

2）在不間斷的前提下，灌漿時間若為60 min，則注入率不能超過1 L／min。

3）在完成灌漿操作之后，應(yīng)對灌漿孔采取分段壓力的方式進行密封。

3 施工時鉆孔發(fā)生傾斜的原因分析

進行帷幕灌漿施工時，會經(jīng)常發(fā)生鉆孔傾斜的現(xiàn)象，具體分析如下：

3.1 操作錯誤

金剛石或硬質(zhì)合金嚴重磨損，在鉆進過程中，鉆頭過鈍導(dǎo)致金剛石顆?；蚝辖鹆Ｇ腥霂r石時不穩(wěn)，改變鉆進的角度及方向。遇到不夠結(jié)實或較為松散的巖石層時，鉆進的沖洗液使用沒有把握好，或者是由于沖洗液過量，引發(fā)高壓力。用來當作沖洗液的清水和泥漿其黏度偏小，對帷幕孔壁造成嚴重損害，以致某處發(fā)生坍塌，改變孔徑大小。在鉆進時，壓力過大，也有可能導(dǎo)致鉆桿受壓彎曲，鉆孔發(fā)生傾斜。3.2 施工技術(shù)不達標

帷幕孔徑改變時，忽略了鉆頭與原孔徑的方向，或者在淺孔和開孔鉆進時，鉆機立軸和鉆孔沒有放置在同樣的中心線上，導(dǎo)致出現(xiàn)偏差。鉆桿定向套管嚴重磨損而立軸鉆桿偏高，會使立軸在施工時大幅度擺動，鉆頭在鉆進時的穩(wěn)定性不高。

在鉆進比較深的帷幕孔的情況下，設(shè)置孔口管存在偏差，會直接影響開孔鉆進時的角度及方向，或者是導(dǎo)致鉆進使用的鉆具發(fā)生彎曲，巖心管的長度沒有達到施工標準。

3.3 地質(zhì)條件不吻合

有些巖層特別容易引發(fā)厚度大，易破碎的地質(zhì)情況發(fā)生，一般情況下，此類巖石是由硬軟巖層共同構(gòu)成的，在鉆進的情況下，鉆孔的直徑越大，鉆具鉆進方向難度系數(shù)就會越高。

鉆進的時候，傾角和硬軟巖層共同存在會使鉆頭接觸到不同的巖層，從而導(dǎo)致鉆進速度存在差異，直接影響鉆進方向。

4 施工時鉆孔發(fā)生傾斜的解決措施

主要包括更換鉆具直徑、更換長度過小鉆具、增大鉆孔直徑3個部分：

4.1 更換鉆具直徑

建議采用長度在1.5 m之內(nèi)的鉆具，并且其直徑相比一般較粗的鉆具要更小，一般減小一或二級，這樣的粗徑鉆具遇到直徑偏大孔時，獲得垂直狀態(tài)的時間更短，速度更快。

更換鉆具之前，需要先把孔中的巖心處理干凈，鉆進的壓力和速度范圍要保持合理，鉆進長度在3～5 m時需施行測量，查看并糾正傾斜情況。

遇到傾斜沒有改善的情況，繼續(xù)使用原來的鉆具，再另選時期進行糾正。遇到傾斜改善不大的情況，可使用有導(dǎo)向裝置的鉆具擴孔，然后再使用原來的鉆具繼續(xù)鉆進。

4.2 更換長度過小鉆具

遇到地質(zhì)厚度大或巖層覆蓋層松軟時，只要鉆孔有傾斜出現(xiàn)，就需立即更換鉆具，重新選用長度更大、直徑更小的鉆具進行糾正。因為地質(zhì)厚度大或巖層覆蓋層松軟時鉆孔，長度小而孔直徑大的鉆具在直徑大的孔中很容易改變方向。巖心管保持1～1.5m的長度，鉆進3～5 m時要檢測是否發(fā)生傾斜。如果傾斜情況好轉(zhuǎn)，則可以繼續(xù)使用原來的鉆具；若傾斜狀況沒有改善，就需要換用直徑大且加長的鉆具，在開始糾正的地方掃孔，然后再按照原來孔的斜度施工。

4.3 增大鉆孔直徑

這種方式適用于鉆進的長度在10 m之內(nèi)時出現(xiàn)嚴重傾斜的情況。選擇長度更大并且直徑比原來鉆具大一級或一級以上的鉆具，從孔口區(qū)域或管底開始擴孔。此種方式可以對不標準的鉆孔進行擴大糾正，以免在后續(xù)鉆孔時發(fā)生嚴重傾斜。

5 結(jié) 語

水利工程施工過程中，帷幕灌漿技術(shù)的使用能夠取得有效的效果，能夠很好的對基巖起到防水的作用。采用帷幕灌漿施工，能夠較好地處理諸如大壩等水利工程中較為隱蔽但又及其重要的部位，控制好這些關(guān)鍵部分，其他工序就會變得有保障，整個水利工程的質(zhì)量也能得到有效地保證。

［1］楊興斌.帷幕灌漿施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用分析［J］.黑龍江水利科技，2013，41（04）：267-269.

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2015-06-28

朱博（1980-），男，遼寧鐵嶺人，工程師。