帷幕灌浆技术在目鱼山水库坝基防渗处理中的应用

胡卫平 周颂华（桃江县桃花江灌区管理局 益阳市 413400）

帷幕灌浆技术在目鱼山水库坝基防渗处理中的应用

胡卫平 周颂华
（桃江县桃花江灌区管理局 益阳市 413400）

帷幕灌浆技术被广泛应用于水库坝基防渗处理中，研究其工艺参数、工艺流程和施工要点对确保工程质量，充分发挥帷幕灌浆在水库除险加固中的应用具有重要意义。文章重点就桃江县目鱼山水库帷幕灌浆技术的施工工艺流程及施工要点进行分析，可供类似工程研究参考。

水库 帷幕灌浆 防渗加固

1 工程概况

桃江县目鱼山水库始建于1972年，副坝体填筑材料主要来源于两岸山坡部位板岩分化物，土体中杂质含量高，加之当时填筑施工设备简陋，未分层夯实，施工后缺乏质量检测，且施工期较长，期间有间断，导致新、老填土结合不密实，填筑土体结构较松散，孔隙率较大，透水性较强，致使坝体渗漏严重。坝基及两岸坝肩以强分化石英岩为主，岩石中节理裂隙发育，岩体较破碎，岩体结构呈中等透水性，致使坝基渗漏严重，需对副坝坝基处采用帷幕灌浆。

2 帷幕灌浆施工工艺及控制要点

本工程帷幕灌浆坝体部位轴线与冲抓回填防渗墙重合，向左岸延伸12 m，向右岸延伸5 m，帷幕灌浆平面长97 m。帷幕灌浆施工工艺流程：造孔→钻孔冲洗和压水试验→制浆和灌浆→待凝封孔。

2.1 造 孔

该水库帷幕灌浆孔设一排，分三序施灌。共造孔33个，造孔深420 m，灌浆总进尺259.5 m。灌浆孔采用回转式钻机和金刚石钻头钻进，孔径110 mm。

造孔注意事项：

（1）按照设计规定定好孔位，严格按照规定的孔向钻进，孔位的偏差一般不宜大于10cm。在钻孔原始记录中要注明新钻孔的桩号和位置，以便分析查用。

（2）为保证灌浆质量，在基岩和砂砾石层灌浆均采用清水造孔。采用金刚石钻头单管清水钻进时，如遇局部孔段砂砾石较松散，造孔时进水量要小。若发生塌孔，主要采取以下措施：用弹簧钻头打捞孔内掉块，采用干钻，若多次打捞也未能至设计段长，则对该段立即进行灌浆。

（3）孔径力求均匀，以免灌浆或压水时灌浆塞堵塞不严，漏水返浆，造成施工困难。

2.2 钻孔冲洗和压水试验

灌浆前进行钻孔裂隙冲洗的目的是将岩石裂隙或空洞囊所充填的松软的、风化的泥质充填物冲出孔外，利于浆液流进并与裂隙接触面胶结牢固，起到防渗和固结作用。冲洗标准以孔内返清水为止，冲洗后进行简易压水并计算透水率，然后制浆和灌浆。

（1）冲洗压力。冲洗水压可为灌浆压力的80%，压力超过1 MPa时，采用1 MPa。

（2）裂隙冲洗。灌浆孔段在灌浆前采用压力水进行裂隙冲洗，冲至回水澄清后15 min结束，且总的时间不少于30 min。对回水达不到澄清要求的孔段，继续进行冲洗，孔内残存沉积物厚度不得超过20 cm。

（3）压水试验。先导孔自上而下进行压水试验，压水试验在裂隙冲洗后进行，采用单点法。其主要作用是查看灌浆孔每一灌浆段透水率和单位注入量的大致关系，以了解各段的灌浆情况。注意检查有无异常现象。根据各地段岩石透水率大小和岩石完整情况，可以选定不同的灌浆方法和灌浆段长，同时根据透水率的大小选取灌浆开始时浆液的配合比。

2.3 制浆和灌浆

制浆严格按配比过泵称料，搅拌时间大于3 min，随时检测浆液比重，灌浆过程中由于吃浆量大，一般开始每隔（3～5）min测1次流量。灌浆压力有专人负责，随时记录流量、灌浆压力、浆液配比等施工参数。封孔采用机械和人工两种方法，以保证灌浆段浆液饱满，覆盖层密实。

（1）灌浆段长。帷幕灌浆一般在每排孔上分3序施工，按ⅰ、ⅱ、ⅲ序先后钻灌。灌浆方法采用自下而上分段灌浆法，灌浆方式采用循环式。帷幕灌浆段长宜采用（5～6）m，特殊情况下可适当缩短或加长，但不得大于10 m，接触段在岩石中的长度不得大于2 m。此工程帷幕灌浆分段长度为5 m，灌浆塞应塞在已灌段段底以上0.5 m处，以防漏灌。射浆管距孔底不得大于50 cm。根据多年施工经验，坝基渗漏问题主要在接触段，施工过程中特别要控制好接触段的灌浆质量。

（2）灌浆压力。灌浆允许最大全压力为p（上部盖重）=h×γ，h为坝顶至橡塞底部的距离（m），γ为土体容重（一般取1.9 t/m3）。每段灌浆前根据输浆管长度分别计算出不同浆液浓度下的灌浆压力及压力表压力，以不同浆液的水灰比灌浆来控制压力表压力。灌浆压力是控制灌浆质量的重要因素。压力过小，影响灌浆扩散半径，不能形成连续的帷幕；压力过大，会使裂隙扩大或引起岩体抬动变形而形成新的裂隙，破坏岩体的完整性。因此在灌浆过程中要控制好灌浆压力，根据不同的地层和先期灌浆孔的吸浆量，及时调整灌浆压力，增加水泥灌入量，保证灌浆工程质量。

（3）灌浆材料及添加剂使用。帷幕灌浆一般采用普通水泥，在特殊要求下，可采用地勘水泥、磨细水泥或超细水泥。灌浆过程中根据现场情况（气温、灌入量、水灰比等）可采用水玻璃作速凝剂（在吸浆量较大时，宜加3%～5%的水玻璃）。灌水泥浆液，使用普通搅拌机时，搅拌时间应不小于3 min。

（4）浆液变换。灌浆的浆液浓度应由稀到浓逐级变换，选择合理的开灌比，为保证灌浆质量，尽量扩大吸浆量，在灌浆过程中对临界水灰比进行分析，确保浆液变级的合理性。当浆液达到临界水灰比时，尽可能的多灌入此浓度浆液，能有效提高灌浆质量。

2.4 待凝封孔

当单位进浆量达到规范结束标准后，再灌30 min，实施压力闭浆，当压力表回零后，结束灌浆。灌浆结束待凝12 h后再进行下一段钻进。全孔灌浆结束后，待凝12 h进行封孔作业。

2.5 工程质量检查

灌浆质量检查应以检查孔压水试验成果为主，结合对竣工资料和测试成果的分析，综合评定。灌浆检查孔应在下述部位布置：

（1）帷幕中心线上。

（2）岩石破碎、断层、大孔隙等地质条件复杂的部位。

（3）钻孔偏斜过大、灌浆情况不正常及经分析资料认为对帷幕灌浆质量有影响的部位。

灌浆检查孔的数量宜为灌浆孔总数的10%。一个坝段或一个单元工程内，至少应布置一个检查孔；检查孔压水试验应在该部位灌浆结束14 d后进行；同时应自上而下分段卡塞进行压水试验，试验采用五点法或单点法。

检查孔压水试验结束后，按技术要求进行灌浆和封孔；检查孔应采取岩芯，计算获得率并加以描述。

3 结 语

帷幕灌浆防渗处理是一项技术专业、工序复杂的隐蔽性工程。能够阻止或减少地基中地下水的渗透，目前是水工建筑物地基防渗处理的主要手段，对确保水工建筑物的安全运行起着重要作用。施工人员若想在施工过程中确保灌浆质量，就必须选择恰当的造孔技术、合适的灌浆压力和灌浆材料，同时严格按照相关规范进行施工，加强各个环节的施工监测力度，紧抓施工技术要点，以提高水库坝基防渗工作质量，从而确保水利工程的正常运行。目鱼山水库采用帷幕灌浆工艺施工后，坝体渗漏得到有效防治，效果显著。

2016-06-23）

胡卫平（1979-），女，大学本科，工程师，二级建造师，从事水利工程管理工作，手机：13875348004。