关于水利工程中帷幕灌浆施工技术的有效运用分析

姚利刚

(凤城市水利水产局，辽宁 凤城 118100)

关于水利工程中帷幕灌浆施工技术的有效运用分析

姚利刚

(凤城市水利水产局，辽宁 凤城 118100)

水利工程是控制和调配自然界水资源的重要手段，近年来为了充分利用水资源，所建设的水利工程项目越来越多。而帷幕灌浆施工技术作为水利工程施工当中的主要技术之一，也被广泛应用。文章介绍了帷幕灌浆施工技术的优点，分析了帷幕灌浆施工技术在水利工程中的施工方法以及施工注意事项，对水利工程施工有所帮助。

水利工程；帷幕灌浆施工技术；应用方法；注意事项

帷幕灌浆施工技术主要是用于水利工程基础部分的防渗漏处理，防止水分渗漏进水利设施内部，对水利设施造成破坏。帷幕灌浆施工技术运用于水利工程施工当中时，成本比较低，稳定性好，解决了许多水利工程的基础部分渗漏问题。

1 帷幕灌浆施工技术的主要优势

1.1 技术成熟，实用性强

水利工程建设属于基础设施建设，所以作为水利工程施工常用手段之一的帷幕灌浆施工技术有很多运用的机会，这门施工技术在多次实际的应用当中积累施工经验，技术慢慢成熟，所以实用性越来越强。水利工程主要作用于居民生活用水的调配、种植业的灌溉、防洪排涝、水路运输等，覆盖面十分广，如果要满足这些领域对水利工程的要求，则需要考虑到许多因素，期间也会遇到许多的问题。而帷幕灌浆技术的出现正好可以解决其中一部分问题，所以人们开始将帷幕灌浆技术运用到水利工程施工当中来。

帷幕灌浆施工的原理是在水利工程的基础部分开始帷幕式的钻孔，钻孔完成以后，对孔洞中灌注一定量的水泥，水泥凝固以后在水利工程基岩的表层形成一层保护层，由于水泥凝固后的渗水性比较差，所以可以有效将水分阻挡在外，防止水分通过基岩渗入水利工程内部，对水利设施造成破坏。

帷幕灌浆施工技术操作较为简单，而且技术成熟，实用性强，适用的范围也比较广，所以在水利工程施工中有着不可或缺的地位。通常帷幕灌浆技术的分类有2种划分方法：①根据钻孔孔洞底部位置来划分，可以分为孔底接触到不透水岩石层的封闭式帷幕灌浆和孔底未接触到不透水岩石层的悬挂式帷幕灌浆；②根据钻孔孔洞的排数来划分，可以分为两排灌浆孔的帷幕灌浆技术与多排灌浆孔的帷幕灌浆技术。从帷幕灌浆技术的分类就可以看出，帷幕灌浆技术的分类是根据不同的施工情况来的，这也从侧面说明了帷幕灌浆施工技术实用性强的特点。

1.2 安全可靠，有科学依据

帷幕灌浆施工技术在实施之前都是经过详细的方案设计与科学、准确测量的，所以具有十分可靠的科学依据，保证帷幕灌浆施工技术的顺利实施。

按照正常的流程，在帷幕灌浆施工技术运用之前，需要专业技术人员前往施工现场进行实地考察，重点考察施工现场的地质条件、水文条件、天气情况等，同时，帷幕灌浆施工技术对于灌浆压力的控制也是十分严格的，对于不同性质的水利工程建设就需要将灌浆的压力控制在不同的范围，任何一种水利工程建设所对应的灌浆压力都有一个最高上限，这个上限的数值取决于灌浆的岩层和其上方建筑物的承受力。施工人员在实施帷幕灌浆时，会将灌浆的压力严格控制在灌浆压力的最高上限之下，这是帷幕灌浆施工技术运用最基本的条件[1]。

另外，专业技术人员会在实地考察之后，根据考察所得到的水文、地质等数据计算出灌浆最佳的原料配比和浆料浓度，在不同的水文、地质条件下使用不同配比的浆料，使其满足水利工程施工的要求，同时，在设计浆料浓度时还需要考虑到水流流速的影响。总的来说，就是根据不同的施工环境，制定针对性的施工方案，严格保证水利工程施工的质量。

最后，对于实地考察专业技术人员的选择也是十分重要的。这些专业技术人员首先需要具备扎实的专业知识基础和丰富的考察经验，才能采集到准确、可靠的数据，并能应对一些突发性问题；其次，实地考察人员需要有极强的责任心，实事求是，对于考察工作高度负责，绝不弄虚作假，只有这样才能保证所获得数据的真实性和准确性，为水利工程施工提供安全保障。

1.3 施工成本低，经济效益高

帷幕灌浆施工技术在实际应用中的操作比较简单，虽然有各种各样的技术要求，但是单从操作复杂性来说并不算多复杂。简单来说就是在水利工程的基岩上钻孔，然后往孔洞中灌注配制好的水泥，水泥凝固以后形成一层防护层，用来阻挡水分的渗入，防止水利工程内部受到损坏。帷幕灌浆施工技术的施工工艺相对简单，就可以减少设备的投入，也就减少了管理设备的人员投入，在一定程度上降低了施工成本，提高了施工的经济效益。

此外，帷幕灌浆施工技术所用到的原材料的价格都比较实惠，比如水泥、水、添加剂、煤灰等，这些都是十分廉价的物品，而水利工程一般都是大型工程，所以水利工程施工时通常需要大量的原材料，如果能在原材料的价格上适当降低，就能为水利工程施工节省下一大笔施工成本费用，为水利工程建设创造更好的经济效益。如果每个可以使用帷幕灌浆施工技术的水利工程都使用这种施工技术，那么可以为国家节省一大部分用于水利工程建设的开支，对国家的经济发展有一定的推动作用[2]。

2 帷幕灌浆施工技术的具体运用

2.1 灌浆前的钻孔

钻孔，是帷幕灌浆施工技术的第一步，钻孔的质量将直接影响到后续工作的施工效率和整个水利工程的质量。所以在开始钻孔之前需要对钻孔位置进行精确定位。可以使用设置轴线的方法对钻孔位置进行定位[3]。定位完成以后，使用专门的钻孔设备进行钻孔，同时加入专业的罗盘仪作为辅助仪器，帮助钻孔设备校正位置，并对钻孔设备进行固定，防止钻孔时震动过大使得钻头的钻孔方向过度偏移。虽然罗盘仪具有一定的固定效果，但是也不能保证钻孔设备的绝对稳定，总是会产生微小的误差，这种误差是不可避免的，只能通过固定装置尽量减小，将其控制在允许的误差范围内。

灌浆孔打好以后，需要对孔洞进行清理，一般用有一定压力的水流对孔洞进行反复冲洗，直到流出来的水重新清澈为止。冲水的主要作用就是清理孔洞内残留的淤泥，防止在灌注水泥时堵塞孔洞，影响水泥的注入。同时要注意冲水时的压力要适当，不能过大也不能过小，压力过大，水流会破坏孔壁；压力过小，会使得清理工作不彻底，有杂物的残留。所以在灌浆之前需要进行压水实验，检测孔洞内部是否满足水泥灌注的要求。

图1 帷幕灌浆施工技术示意图

2.2 灌浆方式

当孔洞清理完毕，压水实验合格以后，即可开始灌浆。灌浆是帷幕灌浆施工技术的核心部分，所以对于浆料的配比和灌浆压力的选择十分重要，不同的浆料适用于不同情况。一般，浆料是由水泥、煤灰、水、添加剂等4个关键部分组成，在确认了水泥、煤灰和添加剂的配比之后，再通过水来调节浆料浓度。浆料中水分和煤灰的比例一般有5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1和0.6∶1这6种比例，每一种比例都代表着一种浆料的浓度。在根据实际情况和现场需要选择好适当的浆料浓度以后，就可以开始注浆。注浆时需要注意浆料的浓度并不是一成不变的，在不同的深度需要使用不同浓度的浆料来灌注，所以灌注前需要做好准备工作。浆料灌注时，一般是遵循先稀后浓的原则，在浆料浓度发生变化以后，灌浆的压力也要随之变化，保证灌浆的顺利进行[4]。

在进行浆料浓度调节以及灌浆压力发生变化时，很容易因控制不当而出现漏浆、串浆的问题，当问题发生时，必须要迅速采取应对措施解决问题。发生串浆时，第一时间停止灌浆操作，然后在串口位置灌注浆料，使浆料凝固堵塞串口；发生漏浆时，可以适当改变灌浆的压力，使得浆料能把漏浆处封堵住。

灌浆结束以后，需要先对灌浆的质量进行检查，检查无误以后对钻孔进行封堵，封堵务必要严实[5]。

2.3 灌浆效果的检验

在灌浆结束以后，需要布孔对灌浆的效果进行检验，一般是按照灌浆孔数量的十分之一进行布孔检查，灌浆效果检验有以下3点要求：

1)灌浆结束的14d以后。

2)每个检查孔都需要进行压水实验，压水的压力为灌浆压力的五分之四，压水实验的其他步骤与灌浆工艺相同：钻孔、清理孔洞、灌浆等[6]。

3)对于实验检测出的数据等要好好保管，在实验过程中需要有专人监督，确保实验的真实性。

图2 压水实验结构示意图

灌浆效果的检验主要包括以下3个部分：①孔洞的透水率检验。一般情况下，帷幕灌浆的透水率随着孔洞孔序的加密，是慢慢降低的；②孔洞的浆料单位注入量。帷幕灌浆浆料的单位注入量是随着孔序的加密而逐渐减少的；③透水率、浆料单位注入量与孔序的分布曲线，浆料的单位注入量的区间可以分为0-10、10-50、50-100、100-1000以及1000以上等，在0到50的区间内的频率是慢慢增加的，而在100以上的区间，频率是慢慢降低的，而透水率的区间可以分为0-1.1、1.1-5.5、5.5-10、10-100、100以上等，随着孔序的加密，0-10区间的频率是慢慢增加的，100以上区间的频率是慢慢降低的[7]。

帷幕灌浆施工技术现已渐渐成熟，但是其安全性依然不可忽视。在帷幕灌浆施工技术的发展当中，具有丰富工作经验的专业技术人员起到了很大的推动作用，但是也会有技术人员因为操作失误而使得水利工程遭到损坏。所以在运用帷幕灌浆施工技术时，需要多培养具有扎实专业基础、实际操作水平较高、责任心很强的专业技术人员，专业技术人员的数量和综合素质可以体现当前帷幕灌浆施工技术的发展水平，也能反映出目前的帷幕灌浆施工技术是否已经足够成熟[8]。

3 结 语

帷幕灌浆施工技术是水利工程施工技术当中十分常用、也是十分重要的一种，其施工水平将直接决定水利工程能否顺利进行，也决定了水利工程完成以后的质量，所以，人们要重视起帷幕灌浆施工技术，将帷幕灌浆施工技术的应用研究纳入研究计划当中，尽可能地完善帷幕施工技术，使得其防渗漏的功能更加强大，减轻水分对水利工程内部的侵蚀，提高水利工程的使用年限，保证水利工程的运行质量。

[1]钱勇峰.帷幕灌浆施工工艺与质量控制要点[J].水利规划与设计,2012(03):81-84.

[2]邓雪,李家铭,曾浩健,等.层次分析法权重计算方法分析及其应用研究[J].数学的实践与认识,2012(07):93-100.

[3]曾永军,李静雅,徐蒙.黔中水利枢纽一期工程左岸帷幕灌浆试验与分析[J].水利技术监督,2013(04):33-36.

[4]黎昱,蔡渊蛟.小塔山水库主坝溢洪闸基础防渗帷幕灌浆施工要点[J].水利规划与设计,2013(09):59-61.

[5]关华平.帷幕灌浆在白水河二级坝坝基处理中的应用[J].小水电,2009(02):46-47，44.

[6]易志,温文森.向家坝水电站右岸地下厂房施工帷幕灌浆方案与技术研究[J].水利水电技术,2009(12):87-90，97.

[7]乔兵,张大雷,孙颖.悬挂式帷幕灌浆在水库加固工程中的应用[J].水利规划与设计,2011(06):77-79.

[8]廖振炎,段琳,尚晓威.帷幕灌浆技术在某抽水蓄能电站中的应用[J].施工技术,2014(12):14-16.

1007-7596(2016)11-0118-03

2016-10-26

姚利刚(1977-)，男，辽宁丹东人，工程师，研究方向为水利工程设计、水利工程施工等。

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