土石圍堰中控制性帷幕灌漿防滲技術的應用分析

【摘要】土石圍堰工程控制性帷幕灌漿的防滲技術管理具有系統(tǒng)性的特征，難度較大，不僅要充分考慮各種外部影響因素，還必須保證管理者良好地展開相關工作，將每一個環(huán)節(jié)工作做好，貫徹落實好各項事宜。所以，目前土石圍堰工程施工管理人員亟待進一步確保土石圍堰工程控制性帷幕灌漿防滲技術的有效應用，進而促進相關防滲技術措施的優(yōu)化和發(fā)展。

【關鍵詞】土石圍堰；控制性帷幕灌漿；防滲技術；應用分析

一、引言

目前，土石圍堰工程項目的管理程序較為復雜，同時涵蓋的內(nèi)容較多，應當在整個項目中對土石圍堰工程控制性帷幕灌漿防滲技術等內(nèi)容進行有效管理。在土石圍堰工程項目施工中，控制性帷幕灌漿的防滲技術管理至關重要，必須經(jīng)過該項措施控制性帷幕灌漿的防滲技術管理和應用才能有序開展與運行。做好土石圍堰工程控制性帷幕灌漿施工應當引進先進的技術，進一步提升技術管理的水平，進而保證土石圍堰工程控制性帷幕灌漿防滲技術的順利開展。本文結(jié)合工程實例，首先從圍堰防滲方案的確定、控制性水泥灌漿帷幕板墻設計、圍堰防滲施工情況等方面，對控制性帷幕灌漿防滲技術措施的應用進行了分析，然后就單點法壓水檢查、取芯檢查孔和帷幕上部搭接土工膜開挖檢查、基坑抽水情況檢查等方面對控制性帷幕灌漿防滲技術的應用效果進行了探討。

二、圍堰防滲方案的確定

某水利工程選擇圍堰斷流、隧洞導流方法進行處理，下游選擇不過水土石圍堰。圍堰的堰頂高程997m，堰高 19.3m，寬 5m，長 80m，堰面選擇干砌石塊、塊石鋼筋籠進行防護。在水利工程中，圍堰基礎非常重要，以此為前提，才能順利完成基坑開挖與核心環(huán)節(jié)的施工工作。

圍堰堰體主要結(jié)構如下：碎石粘土碾壓層：即水位線以上部分堰體，厚8-10m，由碎石粘土分層碾壓而成，碾壓不充分，級差配，結(jié)構松散。拋填層：即水位線以下部分堰體，厚10-12m，主要為大塊石拋填，架空現(xiàn)象嚴重。古河床：位于堰體基巖以上，后3-5m，主要為砂礫石?；鶐r層：可灌性、可鉆性較好。

設計初期，下游圍堰河床防滲體選擇高噴板墻進行處理，勘測此處河床地質(zhì)時發(fā)現(xiàn)，大孤石數(shù)量明顯，圍堰填筑期間，土石料級配較差，大塊石占比偏高，含泥量偏低，如果繼續(xù)選擇高噴墻體施工，技術方面有著一系列不足，工程進度緩慢，容易延誤工期。結(jié)合實地勘測收集的信息，對比其他工程圍堰的典型案例，相關專家表示，采取控制性水泥灌漿帷幕技術解決防滲需求，效果將更加理想，同時可以保證工程進度，通過多次對比分析，決定采取控制性水泥灌漿帷幕技術進行處理。在普通水泥灌漿技術的基礎上，此項技術可以實現(xiàn)對造孔成孔率、漿液固化時間、漿液滲漏等情況的控制。作為一項綜合型技術，主要包含了高效成孔、灌漿防水堵漏等工程技術。

三、控制性水泥灌漿帷幕板墻設計

3.1 施工工藝及技術參數(shù)

根據(jù)此前的高噴板墻工程圖紙，孔排距理論上可以采用現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗布孔方式。雙排孔架構帷幕：孔距 1.2m～1.25m，排距0.6 m，基巖處孔深0.5 m。

3.2 施工工藝流程

定帷幕軸線放孔位→固定鉆機→φ76mm鉆孔并鑲 1.5 米深的孔口管→下一段次鉆孔→按計劃漿液量控制進行雙液灌漿→終孔段灌漿→全孔段重復灌漿→封孔結(jié)束。

根據(jù)灌漿分II序由上至下完成鉆孔。灌漿流程：根據(jù)分排分 II 序正常施工，受先處理第一排I序孔，其次處理第一排孔 II 序孔，若帷幕屬于雙排灌漿孔結(jié)構，那么第一排孔灌漿結(jié)束時，可以接著處理第二排孔I 序孔，待上述操作結(jié)束時，繼續(xù)處理第二排II序孔。

施工階段分段控制：應當根據(jù)鉆孔要求完成分段。

首先、.當鉆孔發(fā)生明顯塌孔、不返水等情況時，必須馬上開展灌漿工程。

其二、鉆孔返水發(fā)生塌孔、局部塌孔等情況中，如果此時的灌漿段長明顯大于 1.0m，必須保證在2.5～3.0m以內(nèi)。

其三、面對細砂層時，必須增強鉆孔沖洗，將孔中的細砂清理干凈，段長應當保持在1.0m以內(nèi)。鉆頭部分全部采用φ44～φ56mm 合金鉆頭。

控制性水泥灌漿必須依靠雙液灌漿系統(tǒng)來完成，大泵、小泵分別灌入水泥漿液與化學控制液，根據(jù)實際需要，可以灌入孔中、地層中，水泥漿液配比均采用0.8：1。

選用425#普通硅酸鹽水泥，同時根據(jù)孔內(nèi)升壓與進漿量選擇化學控制液。

根據(jù)控制水泥灌漿泵機身壓力檢測值確定灌漿壓力，通常情況下， I 、II 序孔分別處于 1.0～1.5Mpa 與1.5～2.0Mpa 區(qū)間內(nèi)，對于后者而言，其終孔段灌漿壓力應當處于 2.0～2.5Mpa之間。所需漿液量根據(jù)施工方案中明確的漿液量進行處理，孔距1.25m，在第一排孔 I 序孔中，灌量均值在600升/米～700升/米之間，II 序孔灌量均值在700升/米～900升/米之間。二排孔施工期間，由于排距是 0.6 m，所以灌入量會明顯減少，與第一排孔相比，通常只有1/2，同時按照現(xiàn)場情況進行細微調(diào)整。

當漿液量與灌漿壓力全部符合設計規(guī)定時，立即停止灌漿。采用化學控制液能夠保證灌漿壓力滿足需求。施工期間， I 、II序孔灌漿時的壓力應當分別控制在0.5Mpa 、1.0Mpa以內(nèi)。如果特殊孔段無法提升壓力，需要通過合理手段進行處理，同時提高灌入力度。II序孔重復灌漿期間，對流動水有著一定要求。

四、圍堰防滲施工情況

工程截流作業(yè)滿足基坑開挖標準時，需要以基坑抽水與開挖為前提，根據(jù)要求實施第二排孔與補強孔環(huán)節(jié)相關作業(yè)。

下游圍堰控制性帷幕灌漿采用雙排孔進行處理，孔距1.2m，排距0.6m。

根據(jù)施工設計方案進行預測，下游圍堰水泥用量 844 噸，化學控制液 57.4 m 3，灌漿總段長1778m，埋設孔口管 106 根。同時壓水檢測孔、巖樣取芯孔需要分別部署3 個。

根據(jù)地層結(jié)構，部分加強孔明顯大于深入基巖0.5m，甚至有部分達到5.0m以上，考慮到巖層中夾泥存在滲漏現(xiàn)象，夾泥層部分孔段的灌漿壓力應當為5.0Mpa。

五、施工成果檢查及防滲效果

5.1 單點法壓水檢查

檢查防滲帷幕時，需要根據(jù)壓水檢查標準來完成，本次設計將標準確定成 q≤5Lu，經(jīng)過檢測，下游圍堰各孔段均為q≤3Lu，而且 9 孔段檢查結(jié)果為 q≤1.0Lu，整體占比 45%，換言之，通過灌漿處理，壓水檢查結(jié)果非常理想。

5.2 取芯檢查孔和帷幕上部搭接土工膜開挖檢查

下游圍堰共布三個取芯檢查孔：

（1）孔深5.0米至7.0米，巖芯為水泥結(jié)石巖樣，灌漿效果令人滿意；

（2）孔深 7.0 米～15.0 米全為塊石水泥結(jié)合體，取芯孔穿過的最大塊厚達1.5米，壓水全壓力達 0.6Mpa ，壓水時取芯孔是不封閉的，沒有從取芯孔內(nèi)串冒出水現(xiàn)象，壓水檢查滲水率又在設計標準內(nèi)，說明控制性水泥灌漿帷幕解決大塊石堆積體的防滲問題，效果是很好的。

（3）控制性水泥灌漿對細砂層經(jīng)沖洗置換加高壓力擠壓，使原存在的細砂層都發(fā)生變化，不但使細砂層的防滲效果被大幅度的提高，而且使原細砂層位置的防滲也滿足了設計要求。

5.3 基坑抽水情況檢查

下游圍堰閉氣后，保證了基坑正常抽水及開挖施工，從下游圍堰滲漏到基坑的水量都不大，沒有出現(xiàn)涌水現(xiàn)象。當然，下游圍堰坡腳也有較小的漏水點，但工程基坑經(jīng)開挖驗證，壩基巖層本身漏水就比較嚴重，而且溶蝕層、溶洞比較發(fā)育，產(chǎn)生的漏水點水量滲漏通道無法考證。總之，防滲帷幕的施工目的已完全達到。

四、結(jié)束語

綜上所述，必須嚴格把好土石圍堰工程控制性帷幕灌漿防滲技術應用的質(zhì)量關，對防滲問題給予高度重視，進而才能保證貫徹落實好土石圍堰工程控制性帷幕灌漿的防滲技術管理和應用。以上各種因素在一定程度上都會影響土石圍堰工程控制性帷幕灌漿的防滲技術管理，因此，這項管理工程具有系統(tǒng)性的特征，難度較大，不僅要充分考慮各種外部影響因素，還必須保證管理者良好地展開相關工作，將每一個環(huán)節(jié)工作做好，貫徹落實好各項事宜。所以，目前土石圍堰工程控制性帷幕灌漿施工管理人員亟待進一步處理好合理科學地控制土石圍堰工程控制性帷幕灌漿的防滲技術問題，做好相關方面的工作。只有這樣，才能確保土石圍堰工程控制性帷幕灌漿防滲技術的有效實施，進而促進上述防滲技術措施的優(yōu)化和發(fā)展。

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作者簡介：張毅（1982.8-），男，漢族，湖南湘鄉(xiāng)人，本科學歷，中國水利水電第八工程局有限公司國際公司工程師。