帷幕灌浆施工技术在坝基加固中的应用

□苏社教 □王龙欣 □高建新

（1河南省石漫滩水库管理局 2河南省陆浑水库管理局）

0 引言

伊川县掉剑沟水库大坝坝顶高程200.00m，在高程189～185m之间为全～强风化片麻岩，风化层厚约2.00m，岩芯呈泥状和3～5cm破碎块状，左坝肩地层岩性为弱风化～微风化花岗片麻岩，应作防渗处理措施。水库除险加固工程大坝防渗，采取封闭式帷幕灌浆，孔底按相对花岗片麻岩以下3m控制，位置为0+000至0+120段，灌浆孔布置在大坝轴线上下游两侧各49个孔，距坝轴线均为0.75m，孔距2.50m，呈梅花形布置，造孔总进尺2283.40m。

库区岩性为太古界变质岩系的花岗片麻岩，山体普遍雄厚且分水岭以外无大的深切沟谷及通往库外大的断裂构造破碎带。大坝坝体除险加固设计，坝基卵石局部没有清除干净，渗透系数 6.80×10-4cm/s，＞1.00×10-4cm/s，需进行防渗处理；坝基填土为低液限粘土，填筑不均。室内试验渗透系数为2.20×10-5～3.50×10-5cm/s，具弱透水性。现场注水试验渗透系数，在高程194.00m以上为9.39×10-4～3.03×10-3cm/s,具有中等透水性；在高程194.00m以下渗透系数4.38×10-5～9.33×10-6cm/s，具弱透水性。

1 帷幕灌浆工程试验

大坝灌浆长度120m,孔数98个，为了进一步验证设计参数，开工前业主、设计、监理、施工等各方有关人员，根据地形、地质情况，分析确定在上游排具有较好的代表性的五个孔位进行帷幕灌浆生产性试验，通过灌浆试验的结果，整理分析透水率、耗灰量、灌浆压力等试验资料，为正式施灌提供相关的灌浆技术参数。

2 帷幕灌浆施工方法

2.1 工艺流程

孔位放样→孔位复核→钻机就位→钻机校正→孔段钻进→孔深测量→钻孔冲洗→灌浆→第一次灌浆结束→复灌→封孔。

2.2 成孔质量控制

帷幕灌浆孔采用Φ110的回转钻机钻孔，孔身尽量保持垂直，孔斜偏差控制在孔深的1.50%以内；孔壁冲洗采用孔口敞开，孔底导水法冲洗，控制水压不能过大，以免造成塌孔，孔口回清水10min，冲洗总时间不少于20min，孔内残存的沉积物厚度≤10cm。

2.3 灌浆技术控制要点

帷幕灌浆按分序的原则进行，选用自下而上灌浆法，阻浆塞封闭在灌浆段段顶以上0.50m处、浆液孔内循环，分段施灌，灌浆过程中严格控制时间、深度、段长及压力，测定浆液密度，保持管路畅通。

2.3.1 水灰比

灌浆水灰比采用 5：1，3：1，2：1，1：1，0.80：1，0.60：1。浆液容重为12.70～15.70kN/m3，粘度达到30s以上。

2.3.2 变浆

灌浆浆液由稀到浓逐渐变换，变浆标准为某一比级浆液注入量达300L以上，或灌浆时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无显著变化时，变浓一级；当注入率＞30L/min时，可越级变浆。变浓浆液必须经监理认可，对浆液比重定时检测。

2.3.3 终孔

在规定压力下，注入率＜0.40L/min，继续注30min或≤1L/min时，继续灌注90min，灌浆可以结束。经验收合格的灌浆孔才能进行封孔。

2.3.4 压力

随着灌浆浆液浓度由稀到浓逐级变换，灌浆压力逐步加大至设计压力，压力表规格宜为最大控制压力的1.50～2.00倍，达到最大控制压力继续灌注时间≥30min。

2.4 灌浆材料及制供浆

一是水：灌浆用水应符合拌制水工混凝土用水要求；二是水泥：灌浆用水泥采用新鲜的同一强度等级的水泥。灌浆采用P.O32.5普通硅酸盐水泥；三是灌浆浆液采用现场临时简易制浆站集中拌制（湿法制浆），水泥浆自制浆站至灌入孔内时间≤4h,否则，弃之。

2.5 封孔

灌浆孔灌浆结束，采用压力注水泥浆封孔。

3 帷幕灌浆质量控制

3.1 原材料及浆液质量控制措施

水泥的标号不低于P.O32.5、细度、有机物含量等指标满足技术要求和规范要求，不得使用储存超过3个月的水泥,浆液使用前过筛，从开始制备至用完的时间不超过4h，经常检测浆液比重和浆液温度，保证浆液温度在5～40℃间。

3.2 灌浆的过程控制

一是施灌前，应充分做好灌浆准备工作，配合充分的灌浆设备和材料，保证压力表、灌浆泵、比重计等灌浆设备完好和准备性，确保灌浆作业连续进行。二是开灌前严格按照程序进行钻孔冲洗，采用阻塞器阻塞时位置要准确，杜绝漏灌现象。三是灌浆过程中，要严格按照方案给定的压力进行灌浆，当压力或注入量突然改变较大时，应立即查明原因，采取措施处理。四是在灌浆过程中，如吸浆量较大，且长时间内不减少，超过被灌范围，可取低灌浆压力、缩短浆液凝固时间、增大浆液粘度摻合凝固剂，或使用间歇灌浆处理，间歇时间根据配方、配比及裂隙大小等情况确定。五是在灌浆中，发现有串浆现象，若串浆量小可不处理；若串浆量较大可采用降低压力、灌注浓浆的方法处理。禁止采用并联灌浆处理，并应在灌浆结束后对串浆孔及时进行冲孔或扫孔处理。六是在洗缝、压水及灌浆过程中，安排专人进行变形观察，有异常情况应及时通知记录员，以便采取降压等措施进行处理，要做好详细记录并及时向监理工程师报告。七是灌浆工作应连续进行，如因故中断应尽早恢复灌浆，恢复灌浆时，使用开灌水灰比的浆液灌注，如注入率与中断前相近可改用中断前水灰比的浆液灌注。如恢复灌浆后，注入率较中断前减少很多，且在短时间内停止吸浆，应报告监理等有关单位，作为事故孔补孔灌浆处理。