水庫除險(xiǎn)加固工程大壩帷幕灌漿施工研究

許興旺

（思南縣水務(wù)局雙塘水務(wù)服務(wù)中心）

在水庫的除險(xiǎn)加固過程中，需要對大壩進(jìn)行有效的防滲及加固處理，在此過程中，帷幕灌漿是一種最為常用且有效的施工技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的要點(diǎn)包括成孔、清孔、灌漿、封孔等，現(xiàn)圍繞某工程實(shí)際情況，分析探討其大壩帷幕灌漿施工。

1 工程概況

某水庫大壩采用碾壓式土壩形式，其除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)在壩頂處采用壩體心墻實(shí)現(xiàn)防滲加固目標(biāo)，然后再進(jìn)行常規(guī)壩體填筑施工。其中，對于心墻防滲加固體，主要采用彈性模量相對較低的混凝土，要求墻底必須進(jìn)入到基巖層中0.5m，墻體的長度為280m，深度與厚度分別為42m、0.8m。在防滲墻的中心線實(shí)施帷幕灌漿，進(jìn)入到不透水層中至少5m?，F(xiàn)圍繞本工程實(shí)際情況，對其壩體的帷幕灌漿施工作如下深入分析。

2 大壩帷幕灌漿

2.1 成孔方案的制定與對比

因灌漿孔需要穿過埋深較大的防滲墻，所以對成孔質(zhì)量提出了很高的要求。對此，可采用下列三種成孔方法：

（1）拔管法，在墻體澆筑過程中插入鋼管，完成澆筑后將鋼管拔出。該方法成孔速度塊，能節(jié)省大量成本，但也存在會對墻體澆筑造成很大干擾的缺陷，所有成孔率一般不高。

（2）預(yù)埋管法，在墻體澆筑過程中預(yù)埋鋼管來進(jìn)行成孔。該方法雖然要用到很多管材，費(fèi)用相對較高，但操作便捷，能有效縮短工期，且不會對墻體施工造成干擾，具有很高的成孔率[1]。

（3）鉆孔法，當(dāng)墻體實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到要求后使用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔。該方法目前比較普遍，對鉆孔的精度有著很高的要求，且成本也相對較高。

通過綜合對比，成孔主要采用預(yù)埋管法，輔以鉆孔法。其中，預(yù)埋管為PVC管，不可再使用鋼管。如果孔深超過30m，則需在PVC管中套入鋼管，完成預(yù)埋后將鋼管取出，保證最終的成孔質(zhì)量。

2.2 成孔方法

先按照設(shè)計(jì)要求在現(xiàn)場完成測放，確定灌漿孔具體位置，然后在軸線上放出用于定位的小樁。槽段施工完成，且清孔換漿后安裝預(yù)埋管。根據(jù)槽孔的形狀加工鋼筋支架，避免澆筑過程中混凝土對預(yù)埋管造成沖擊使其發(fā)生偏斜。在預(yù)埋管的深度方向上按8～10m的間隔距離設(shè)置定位架。位于底部的定位架，其與孔底之間的距離為1.5m，位于孔口的定位架，應(yīng)在導(dǎo)向槽上進(jìn)行固定。在安裝過程中，需要根據(jù)測量孔位在定位架對預(yù)埋管進(jìn)行捆扎固定。管之間的接頭應(yīng)采用捆扎連接，管中的套管進(jìn)行對口焊接[2]。

鉆孔過程中，將防滲墻作為作業(yè)平臺，由地質(zhì)巖芯鉆機(jī)實(shí)施鉆進(jìn)施工，鉆頭采用金剛石鉆頭，直徑為89mm。首先，把管中混凝土清除干凈，然后在基巖段實(shí)施鉆孔施工。在岸坡和墻體相對較淺的位置，可直接使用鉆機(jī)來成孔。

2.3 帷幕灌漿

墻體施工完成，且強(qiáng)度達(dá)到要求后開始帷幕灌漿，其施工程序?yàn)椋?/p>

（1）測量放樣

使用測量儀器在場地范圍內(nèi)準(zhǔn)確放出每個(gè)工作面上的灌漿孔具體位置，然后使用鋼尺測量和放出定位孔。

（2）鉆進(jìn)成孔

每個(gè)鉆機(jī)都應(yīng)有統(tǒng)一的編號，鉆孔的方向、位置和深度都應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。按照5～10m的間隔距離測量一次鉆孔傾斜度。

（3）鉆孔沖洗

在灌漿開始前，應(yīng)對孔隙及裂隙實(shí)施沖洗。其中，孔壁應(yīng)進(jìn)行風(fēng)水結(jié)合沖洗，而裂隙應(yīng)進(jìn)行脈動沖洗。在沖洗時(shí)，應(yīng)將水壓控制在灌漿壓力80%左右，將風(fēng)壓控制在灌漿壓力10～20%范圍內(nèi)，當(dāng)回水澄清時(shí)，繼續(xù)沖洗10min后停止，一般總沖洗時(shí)間要達(dá)到30min以上。

（4）壓水試驗(yàn)

灌漿孔參與壓水試驗(yàn)的總數(shù)應(yīng)達(dá)到總孔數(shù)至少20%，對先導(dǎo)孔與檢查孔實(shí)施逐段試驗(yàn)，將壓力控制在1MPa左右，按規(guī)范確定的標(biāo)準(zhǔn)控制。必須認(rèn)真做好壓水試驗(yàn)工作，這是保證施工順利完成并實(shí)現(xiàn)預(yù)期質(zhì)量目標(biāo)的關(guān)鍵所在。

（5）灌漿施工

灌漿需要在分序加密基礎(chǔ)上按照從上到下順序進(jìn)行，在孔內(nèi)將漿液循環(huán)，將阻塞器放到灌漿段的頂部，使墻體始終保持在安全的狀態(tài)。在灌漿過程中，灌漿管和孔底之間的距離不可超過50cm。在灌漿時(shí)主要使用臥式灌漿機(jī)，做好現(xiàn)場記錄。對于接觸段，其長度為1.5m，其它均按設(shè)計(jì)要求確定和控制。在灌漿過程中，漿液的水灰比、變換標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)束灌漿標(biāo)準(zhǔn)，都按照設(shè)計(jì)與相關(guān)規(guī)范要求確定和嚴(yán)格控制[3]。

（6）灌漿孔封閉

灌漿完成并通過檢查驗(yàn)收確認(rèn)合格后開始灌漿孔封閉處理，在封閉灌漿孔之前，應(yīng)將其中的雜物清除干凈，同時(shí)對鉆孔深度進(jìn)行準(zhǔn)確測量，一般采用壓力灌漿方法進(jìn)行分段封堵，這樣能有效保證封堵效果，避免發(fā)生漏漿。通常每個(gè)灌漿孔分成兩段，按照從上到下的順序封堵。封孔時(shí)使用的漿液，其水灰比應(yīng)控制在0.8：1.0～1.0：1.0范圍內(nèi)，灌漿的壓力按0.5MPa嚴(yán)格控制。在灌漿時(shí)，應(yīng)使用沒有結(jié)塊，且保持均勻的水泥漿液，其強(qiáng)度等級應(yīng)達(dá)到32.5R以上，過0.08mm的篩網(wǎng)后，篩余量不可超過5%。在制漿過程中，應(yīng)使用高速攪拌機(jī)對漿液進(jìn)行攪拌，在必要的情況下，可向泥漿中添加適量減水劑，以此對漿液性能予以有效改善。

2.4 常見問題及其處理對策

（1）如果由于預(yù)埋管有很大的偏斜導(dǎo)致預(yù)埋失效，則需結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況，于原鉆孔的旁邊實(shí)施重新鉆孔，形成新孔用于灌漿，也可進(jìn)行加密灌漿孔的合理設(shè)置。

（2）當(dāng)產(chǎn)生漿液外漏時(shí)，針對外漏量相對較少的灌漿孔，可通過濃漿限流或者是間歇灌漿來處理，將外漏堵好后開始正常灌漿，到灌漿正式完成為止。如果鉆孔的外漏量相對較大，應(yīng)在持續(xù)灌漿后使其凝固，然后進(jìn)行掃孔和復(fù)灌；針對已經(jīng)串通的灌漿孔，則應(yīng)將其封堵好，然后在完成灌漿后，將串孔段中的泥漿清除干凈，再繼續(xù)進(jìn)行鉆孔和灌漿。

（3）對于漿液失水回濃問題，其主要產(chǎn)生原因?yàn)榛鶐r上的雷系較細(xì)，水可以從中進(jìn)入，但泥漿密度較大，無法進(jìn)入。對此，應(yīng)使用濕磨機(jī)對水泥顆粒進(jìn)行打磨處理，使其具有更高的可灌性，使泥漿可以達(dá)到位置，發(fā)揮灌漿應(yīng)有作用效果[4]。

2.5 帷幕灌漿效果

通過帷幕灌漿之前的壓水試驗(yàn)可以看出，透水率和注入量均表現(xiàn)出明顯的遞減趨勢；部分地段因地質(zhì)條件和接觸段產(chǎn)生外漏等方面原因的影響產(chǎn)生異常，之后通過有效的加密鉆孔和灌漿，達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。完成灌漿處理后，對檢查孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)透水率不超過5Lu，能達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量要求，說明以上帷幕灌漿施工技術(shù)合理可行，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)合格，可為類似工程項(xiàng)目施工提供可靠的參考借鑒，提高帷幕灌漿施工技術(shù)水平。

3 結(jié)束語

綜上所述，在防滲墻中進(jìn)行帷幕灌漿成孔需要采用設(shè)置預(yù)埋管的方法，同時(shí)輔以鉆孔法，這樣不僅能實(shí)現(xiàn)成孔目標(biāo)，而且還能有效加快成孔進(jìn)度；另外，如果在灌漿過程中采用孔內(nèi)循環(huán)的方法，則能有效保證灌漿施工質(zhì)量和效果。將大壩除險(xiǎn)加固處理后，通過運(yùn)行觀測發(fā)現(xiàn)，工程所用施工方案和相關(guān)技術(shù)參數(shù)都是合理可行的，能滿足預(yù)期的防滲及加固要求，而且實(shí)際工期比預(yù)期提前了15d，取得良好綜合效果。