深厚砂礫石層防滲帷幕灌漿施工技術(shù)

陳高林

(新疆兵團(tuán)水利水電工程集團(tuán)有限公司，新疆烏魯木齊 830011)

深厚砂礫石層防滲帷幕灌漿施工技術(shù)

陳高林

(新疆兵團(tuán)水利水電工程集團(tuán)有限公司，新疆烏魯木齊 830011)

在水電工程中經(jīng)常遇到的一種問題就是砂礫石的防滲處理，因此分析并研究深厚砂礫石防滲帷幕灌漿施工技術(shù)具有十分重要的作用。盡管現(xiàn)在我國(guó)的工程建設(shè)水平變得越來越高，然而深厚砂礫石層帷幕灌漿施工技術(shù)仍然存在著較多的問題。本文與工程實(shí)例相結(jié)合，對(duì)造孔、灌漿、質(zhì)量檢查等帷幕灌漿施工技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析和介紹。

深厚砂礫石層； 帷幕灌漿； 施工技術(shù)

在我國(guó)砂礫石地層具有十分廣泛的分布，其屬于一種非常常見的水電工程施工復(fù)雜地質(zhì)層。由于具有較差的顆粒膠結(jié)性，因此砂礫石地層的滲透性比較強(qiáng)，再加上其分布不均的滲透孔隙等一系列復(fù)雜的特征，就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)管涌、透水以及垮塌等很多不利于工程施工的問題。帷幕灌漿技術(shù)具有易于控制、對(duì)環(huán)境影響小、占地面積小、設(shè)備簡(jiǎn)單、適用面廣、見效快、工期短等很多優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛的應(yīng)用到了大壩壩基的防滲處理中，本文對(duì)深厚砂礫石層防滲帷幕灌漿施工技術(shù)進(jìn)行了分析和介紹，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人士具有一定的借鑒作用。

1.深厚砂礫石層防滲帷幕灌漿施工難點(diǎn)分析

現(xiàn)在深厚砂礫石層帷幕灌漿施工技術(shù)仍然存在著較多的問題，其主要包括以下幾個(gè)方面：

①鉆孔的深度問題，壩基砂礫石層往往具有深厚的特點(diǎn)，而且呈現(xiàn)出松散的結(jié)構(gòu)以及不均勻的粒徑，這樣很容易在鉆孔的時(shí)候發(fā)生塌孔的現(xiàn)象，而且很難進(jìn)行鉆進(jìn)，常常會(huì)碰到一些大的塊石、孤石或者漂石，很難對(duì)其孔斜進(jìn)行控制，施工機(jī)械除了要使鉆孔的質(zhì)量得到保證之外，同時(shí)還要致力于施工進(jìn)度的不斷加快，這樣就嚴(yán)重的影響到了鉆孔機(jī)械的正常施工。

②灌漿方法問題：因?yàn)樯詈裆暗[石層具有較高的復(fù)雜性，所以很難采用現(xiàn)有的灌漿方法，很容易發(fā)生“抱管”的現(xiàn)象，同時(shí)也無法將合適的灌漿參數(shù)確定下來[1]。

③灌漿材料及漿液配比的問題：由于深厚砂礫石層具有較大的孔隙率變化、不均勻的粒徑和松散的結(jié)構(gòu)，因此無法確定一種合適的漿液配比和適合的材料，很難使灌漿的質(zhì)量要求得到充分的滿足。

④質(zhì)量檢測(cè)的問題：為了落實(shí)防滲的要求得到滿足，一般都會(huì)在深厚砂礫石層中對(duì)多排帷幕灌漿孔進(jìn)行布置，同時(shí)會(huì)選擇墻內(nèi)埋管的方式實(shí)施灌漿，一般其上部都屬于空鉆段，因此采用現(xiàn)有的灌漿檢查方法無法得出正確的檢查結(jié)果。

2.深厚砂礫石層防滲帷幕灌漿鉆孔工藝

一般來說，砂礫石層往往具有很松散的特點(diǎn)，因此在具體的鉆孔過程中孔壁很容易出現(xiàn)易坍塌、不穩(wěn)定的現(xiàn)象，這時(shí)候就要選擇護(hù)壁鉆進(jìn)的方法。比如在對(duì)某工程進(jìn)行施工的時(shí)候一開始打算采用傳統(tǒng)的套管護(hù)壁和泥漿固壁的鉆進(jìn)方式，然而其卻并不符合安全、快速的深孔鉆灌的要求。隨后以復(fù)雜壩基的實(shí)際地質(zhì)情況為根據(jù)，在不斷的試驗(yàn)研究的情況下，最終將一種新的綜合鉆孔工藝探索了出來：首先選擇跟管鉆機(jī)鉆進(jìn)到35m的孔深，下面的地層選擇巖芯鉆機(jī)配金剛石鉆頭以泥漿護(hù)壁的方式進(jìn)行鉆進(jìn)，將巖芯管作為空鉆段鉆孔的護(hù)壁套管，在對(duì)嚴(yán)重失漿地層進(jìn)行穿越的時(shí)候，要與堵漏式灌漿和掏芯鉆進(jìn)法相結(jié)合，實(shí)施變徑最鉆進(jìn)。采用這種方式能夠使鉆孔速度和成孔率得以顯著提升，并且將各種設(shè)備的優(yōu)勢(shì)充分的發(fā)揮出來[2]。

3.深厚砂礫石層防滲帷幕灌漿工藝

3.1 自上而下分段、循環(huán)灌漿的方法

傳統(tǒng)的砂礫石層往往都是采用套管法、預(yù)埋花管法、循環(huán)鉆進(jìn)法以及循環(huán)轉(zhuǎn)換法等方法進(jìn)行帷幕灌漿，然而在深厚砂礫石層上述的這些方法存在著較多的問題，尤其是一些深厚砂礫石層往往具有較為復(fù)雜的特點(diǎn)，采用這些方法不是無法實(shí)施，就是具有過高的成本。在某工程防滲帷幕灌漿實(shí)驗(yàn)中對(duì)孔口封閉、孔內(nèi)循環(huán)灌漿法、循環(huán)鉆灌法、袖閥管灌漿法幾種施工方法進(jìn)行了選比，以試驗(yàn)地層的地質(zhì)條件為根據(jù)，設(shè)計(jì)了自上而下分段、循環(huán)灌漿的這樣一種施工方法?，F(xiàn)在這種方法除了能夠使灌漿的質(zhì)量問題和成孔問題得到有效的解決之外，同時(shí)還使經(jīng)常出現(xiàn)在灌漿過程中的“抱管”現(xiàn)象得到了有效的控制。

3.2 控制性灌漿的方法

作為一種新興的關(guān)鍵工藝，控制性灌漿法主要是立足于灌漿的可控性，同時(shí)還與固體和流體的受力特征結(jié)合了起來。由于將化學(xué)外加劑加入到水泥漿液中之后可以迅速地使水泥漿液失去流動(dòng)性，從而形成凝固體，控制性灌漿法就是對(duì)這種特性進(jìn)行了充分的利用，使不易升高灌漿壓力、冒漿、串漿的常規(guī)灌漿中存在的問題得到了很好的解決[3]。

控制性帷幕灌漿主要是從孔內(nèi)將化學(xué)漿液和水泥漿液灌入到加固處理的基礎(chǔ)中，這樣兩種漿液就會(huì)快速地出現(xiàn)速凝化學(xué)作用，最終能夠?qū)崿F(xiàn)防滲的目的。其與常規(guī)的水工建筑物水泥灌漿具有相同的原理，漿液配合比以及施工工藝是最為主要的差別。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)就是在條件相同的情況下比高壓噴射灌漿更加容易進(jìn)行操作，而且也更容易確保圍堰的防滲質(zhì)量，除了能夠使施工進(jìn)度變得更快之外，還可以將大量的工程施工成本節(jié)約下來。

3.3 膏狀漿液灌漿法

將少量的外加劑和大量的粉煤灰、膨潤(rùn)土、粘土等摻合料加入到水泥漿中從而形成的一種低水灰比的膏狀漿液就是所謂的水泥膏漿，其主要的特征就是漿液本身重力的影響能夠在其初始剪切屈服強(qiáng)度值的作用下被克服，具有自堆積性能和抗水流沖釋性能，其在中等開度滲漏通道中的大流量、一定流速的河床砂卵石層、人工土石圍堰等堆石體滲漏地層中具有很好的適用性。采用水泥膏漿進(jìn)行灌漿可以將明顯的擴(kuò)散前沿形成，同時(shí)膏漿也會(huì)完全填滿其后面的孔隙。膏漿在水泥凝固之后就能夠?qū)⒚軐?shí)和堅(jiān)硬的水泥結(jié)石形成?，F(xiàn)在在很多水電站的圍堰防滲灌漿工程廣泛地應(yīng)用到了膏狀漿液灌漿法，而且應(yīng)用效果非常顯著。

4.結(jié)語

深厚砂礫石層帷幕灌漿施工技術(shù)雖然在目前取得了一定的成果，然而在現(xiàn)行規(guī)范中其很多技術(shù)問題仍然不具備相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，因此必須要解決這些問題。筆者認(rèn)為，必須要對(duì)砂礫石地基防滲帷幕設(shè)計(jì)理論進(jìn)行進(jìn)一步的研究，對(duì)防滲帷幕施工的新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備等進(jìn)行積極的研究，同時(shí)還要不斷地優(yōu)化監(jiān)測(cè)和檢測(cè)手段，只有這樣才能夠使深厚砂礫石層帷幕灌漿施工技術(shù)取得更好的施工效果。

[1]劉建洪. 沾益縣漁洞水庫(kù)大壩滲漏及帷幕灌漿防滲處理[J]. 中國(guó)西部科技. 2015(05)

[2]郭偉. 丹江口大壩高水頭帷幕補(bǔ)強(qiáng)灌漿現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成果分析[J]. 中國(guó)水運(yùn)(下半月). 2014(10)

[3]楊自飛. 水利工程施工中帷幕灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)[J]. 科技傳播. 2014(16)

TU75

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1007-6344（2015）09-0282-01

陳高林 男 漢族 湖南湘潭人 1974年生 工程師 主要從事水利水電工作