水利工程施工中帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用

夏旭+唐飛

摘 要： 隨著我國(guó)能源方面需求的不斷增大，我國(guó)水利水電工程越來(lái)越多，這些地區(qū)往往有著復(fù)雜的工程地質(zhì)條件，滲漏問(wèn)題嚴(yán)重。帷幕灌漿技術(shù)廣泛用于傳統(tǒng)加固、防滲工程，將其引入水電水利工程，其施工技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。為此，本文結(jié)合具體工程案例，對(duì)水利工程施工中帷幕灌漿的概況、施工工藝等內(nèi)容進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞： 水利工程；帷幕灌漿；概況；工程案例

一、帷幕灌漿的概況

帷幕灌漿是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。同時(shí)，也是在閘壩的巖石或砂礫石地基中采用灌漿建造防滲帷幕的工程。帷幕頂部與混凝土閘底板或壩體連接，底部深入相對(duì)不透水巖層一定深度，以阻止或減少地基中地下水的滲透；與位于其下游的排水系統(tǒng)共同作用，還可降低滲透水流對(duì)閘壩的壓力。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。按防滲帷幕的灌漿孔排數(shù)分為兩排孔帷幕和多排孔帷幕。地質(zhì)條件復(fù)雜且水頭較高時(shí)，多采用3排以上的多排孔帷幕。按灌漿孔底部是否深入相對(duì)不透水巖層劃分：深入的稱(chēng)封閉式帷幕；不深入的稱(chēng)懸掛式帷幕。

二、工程案例

某水利樞紐是集減淤、供水、防洪、航運(yùn)、灌溉、發(fā)電等多種功能于一體，屬于大型水利工程項(xiàng)目。該工程涉及到50個(gè)壩段，最大壩高115 m，壩頂高程465 m，壩軸線(xiàn)全長(zhǎng)995.4 m。將壩后式電站廠(chǎng)房設(shè)置在左岸，安裝間設(shè)置在廠(chǎng)房左端，在主廠(chǎng)房的上下游設(shè)置副廠(chǎng)房。電站廠(chǎng)房順流向長(zhǎng)度52.24 m，4號(hào)發(fā)電機(jī)組的寬度為30.80 m，1～3號(hào)發(fā)電機(jī)組的寬度為28.0 m。

三、水利工程施工中帷幕灌漿施工工藝

1、施工準(zhǔn)備

（1）施工計(jì)劃要科學(xué)編制。務(wù)必要在施工之前，通過(guò)搜集資料、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查等多種方式來(lái)對(duì)項(xiàng)目的施工條件進(jìn)行全面了解。然后基于工程項(xiàng)目的實(shí)際情況來(lái)合理選擇相應(yīng)的施工工藝、施工方法，對(duì)施工機(jī)械、施工工序、施工材料予以合理配備，與此同時(shí)，還要對(duì)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行科學(xué)部署。

（2）嚴(yán)格控制施工材料的質(zhì)量。施工過(guò)程中必然會(huì)涉及到大量的施工材料。這些施工材料都是確保帷幕灌漿施工質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，務(wù)必要予以重視。第一，要強(qiáng)化材料質(zhì)量的控制，要基于供貨商的售后服務(wù)、產(chǎn)品價(jià)格、供貨質(zhì)量等來(lái)?yè)駜?yōu)評(píng)定；第二，對(duì)進(jìn)場(chǎng)物資務(wù)必要予以嚴(yán)格驗(yàn)證，每一批次的進(jìn)場(chǎng)物資都應(yīng)該指派專(zhuān)業(yè)人士來(lái)負(fù)責(zé)檢驗(yàn)，并確認(rèn)產(chǎn)品鑒定證書(shū)、檢疫證明、合格證書(shū)等，若進(jìn)場(chǎng)物資達(dá)不到要求，那么要立即將不合格品退回供應(yīng)商，限期整改。需要復(fù)檢的，必須在施工企業(yè)的見(jiàn)證下取樣復(fù)檢。對(duì)易碎、易潮、易變形、易污染的物品，在運(yùn)輸、堆放、安裝過(guò)程等環(huán)節(jié)亦要進(jìn)行監(jiān)控。

2、施工測(cè)量

從帷幕灌漿技術(shù)進(jìn)行分析，最重要的是對(duì)鉆孔的進(jìn)度進(jìn)行控制，與相應(yīng)的信息資料相結(jié)合進(jìn)行精確測(cè)量。在測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)詳細(xì)檢查相關(guān)數(shù)據(jù)，促使數(shù)據(jù)的精確性得到保障，開(kāi)展測(cè)量工作時(shí)，還需要將鉆孔進(jìn)行布設(shè)。

3、灌漿孔鉆孔

采用硬質(zhì)合金鉆頭、金剛石鉆頭作為帷幕灌漿鉆孔的鉆頭，鉆進(jìn)技術(shù)則可采用清水鉆進(jìn)技術(shù)或者回轉(zhuǎn)式地質(zhì)鉆進(jìn)技術(shù)。該項(xiàng)目采取回轉(zhuǎn)式地質(zhì)鉆進(jìn)技術(shù)，選用XY-2PC100型鉆機(jī)，基于灌漿程序來(lái)分序分段開(kāi)展灌漿孔的鉆進(jìn)工作。劃分灌漿段長(zhǎng)：第一段為接觸段，長(zhǎng)度通常為2 m，但是結(jié)合具體情況可以適當(dāng)延長(zhǎng)到3 m；第二段的長(zhǎng)度可設(shè)置為3 m；第三段及其他段的長(zhǎng)度通常為5 m，但是如果在鉆進(jìn)過(guò)程中遇到地質(zhì)缺陷問(wèn)題，那么可將長(zhǎng)度適當(dāng)減少，但是必須要得到監(jiān)理單位批準(zhǔn)；終孔段的最大長(zhǎng)度為10 m。每鉆灌一段都需要測(cè)量方位角、孔斜1次，特別是要注意控制上部20 m范圍內(nèi)的方位角和偏斜角，一旦出現(xiàn)孔斜過(guò)大的情況，那么要在第一時(shí)間進(jìn)行糾正。對(duì)于那些不符合要求的部位，應(yīng)該要基于單位耗灰量、壓水試驗(yàn)等多種資料來(lái)開(kāi)展綜合分析，并且采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度之后，務(wù)必要詳細(xì)測(cè)量孔斜、孔深、孔位等參數(shù)，只有在檢查合格之后才能夠開(kāi)展下道工序的施工，設(shè)計(jì)孔深與鉆孔深度之間的誤差務(wù)必要不大于20 cm，設(shè)計(jì)孔位和灌漿孔孔位之間的誤差務(wù)必要不大于10 cm，一旦遇到孔內(nèi)掉塊、塌孔、漏水、涌水、斷層等問(wèn)題，需要在第一時(shí)間向監(jiān)理工程師報(bào)告，組織相關(guān)技術(shù)人員來(lái)對(duì)巖體情況和鉆孔情況進(jìn)行共同處理。

4、灌漿

采用常規(guī)“阻塞灌漿法”來(lái)對(duì)第一段進(jìn)行灌漿，采用“孔內(nèi)循環(huán)灌漿”“孔口封閉”“自上而下”“不待凝”“小口徑鉆進(jìn)”來(lái)對(duì)第二段及以下各段進(jìn)行灌漿，但是值得注意的是，若孔段的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，那么下一段作業(yè)需要在待凝24 h后再開(kāi)始。

灌漿施工時(shí)，如果遇到以下3種情況，則需要漿液變換處理：第一，出現(xiàn)灌漿壓力驟升、注入量驟升的情況，可漿液變換處理；第二，注入率未變化，但灌漿壓力升高；或者灌漿壓力未變化，但注入率降低，可對(duì)水灰比進(jìn)行改變；第三，注入率>30 L/min，可漿液變換處理。該工程的灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為：在注入率<1.0 L/min，工作壓力低于設(shè)計(jì)壓力，則灌漿結(jié)束時(shí)間可在延續(xù)灌注60 min后。

5、封孔

完成各孔灌漿作業(yè)之后，質(zhì)監(jiān)人員和監(jiān)理人員要聯(lián)合開(kāi)展質(zhì)量檢查，只有兩方都得以通過(guò)之后才能夠封孔。采用“置換和壓力灌漿封孔法”封孔，并將孔口抹平。封孔灌漿水灰比為0.5∶1，灌漿壓力為該孔最大灌漿壓力。當(dāng)灌漿孔中的漿液凝固之后，需要徹底清理孔中的污水、浮漿，如果其上部空余段長(zhǎng)度超過(guò)了3 m，那么封孔方法采用機(jī)械壓漿封孔法；如果其上部空余段長(zhǎng)度不到3 m，那么封孔方法可采用水泥砂漿封填。

四、水利工程帷幕灌漿施工技術(shù)常見(jiàn)問(wèn)題及處理措施

1、灌漿中斷

灌漿施工中由于堵塞、機(jī)械故障、輸漿管破裂以及停電等因素導(dǎo)致灌漿過(guò)程中出現(xiàn)的中斷現(xiàn)象。其預(yù)防措施主要包括以下幾種：對(duì)滿(mǎn)足施工標(biāo)準(zhǔn)要求的輸漿管材進(jìn)行使用，且在施工過(guò)程中，應(yīng)對(duì)連接牢固、堵塞現(xiàn)象以及無(wú)破損問(wèn)題實(shí)施經(jīng)常檢查。促使灌漿泵的性能和施工需要得到滿(mǎn)足，最最大灌漿壓力作用下，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)操作，并落實(shí)施工中的保養(yǎng)，在完成每次灌漿之后，對(duì)灌漿泵的清洗做到詳細(xì)操作，及時(shí)校正壓力表，從而將施工的預(yù)期目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。另外，同樣應(yīng)對(duì)高壓灌漿閥門(mén)和隔江塞等部件進(jìn)行清洗，定期對(duì)水電系統(tǒng)實(shí)施檢查和保養(yǎng)。一旦有灌漿中斷出現(xiàn)，應(yīng)運(yùn)用必要的措施，盡可能將中斷的時(shí)間縮短，確保盡早復(fù)灌。

2、串漿

灌漿施工中，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生漿液從其他鉆孔或地下裂縫內(nèi)流出的現(xiàn)象，并流向帷幕設(shè)計(jì)范圍以外，引發(fā)串漿問(wèn)題出現(xiàn)。導(dǎo)致該問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因是在灌注孔間巖層時(shí)，由于有較多縫隙相互串聯(lián)存在，引發(fā)灌漿連通問(wèn)題形成，從而造成串漿通路。在治理串漿問(wèn)題時(shí)，應(yīng)運(yùn)用以下內(nèi)容進(jìn)行操作：同時(shí)對(duì)串漿孔和灌漿孔進(jìn)行灌注；運(yùn)用灌漿泵在每個(gè)孔洞位置進(jìn)行設(shè)置，開(kāi)展灌注施工；在串漿孔漏漿的上方位置對(duì)灌漿塞實(shí)施安裝，從而實(shí)現(xiàn)封堵嚴(yán)密。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，帷幕灌漿技術(shù)是一種在閘壩砂礫石地基或者巖石中采用灌漿來(lái)建造防滲帷幕的技術(shù)，能夠有效地處理地下水的滲透問(wèn)題，還能降低閘壩承受的壓力，作為最常用的一種地基防滲處理技術(shù)，帷幕灌漿技術(shù)在水利工程施工中的合理應(yīng)用，可保障水工建筑物施工安全及穩(wěn)定運(yùn)行。 ■

參考文獻(xiàn)

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