土石围堰中控制性帷幕灌浆防渗技术的应用分析

【摘要】土石围堰工程控制性帷幕灌浆的防渗技术管理具有系统性的特征，难度较大，不仅要充分考虑各种外部影响因素，还必须保证管理者良好地展开相关工作，将每一个环节工作做好，贯彻落实好各项事宜。所以，目前土石围堰工程施工管理人员亟待进一步确保土石围堰工程控制性帷幕灌浆防渗技术的有效应用，进而促进相关防渗技术措施的优化和发展。

【关键词】土石围堰；控制性帷幕灌浆；防渗技术；应用分析

一、引言

目前，土石围堰工程项目的管理程序较为复杂，同时涵盖的内容较多，应当在整个项目中对土石围堰工程控制性帷幕灌浆防渗技术等内容进行有效管理。在土石围堰工程项目施工中，控制性帷幕灌浆的防渗技术管理至关重要，必须经过该项措施控制性帷幕灌浆的防渗技术管理和应用才能有序开展与运行。做好土石围堰工程控制性帷幕灌浆施工应当引进先进的技术，进一步提升技术管理的水平，进而保证土石围堰工程控制性帷幕灌浆防渗技术的顺利开展。本文结合工程实例，首先从围堰防渗方案的确定、控制性水泥灌浆帷幕板墙设计、围堰防渗施工情况等方面，对控制性帷幕灌浆防渗技术措施的应用进行了分析，然后就单点法压水检查、取芯检查孔和帷幕上部搭接土工膜开挖检查、基坑抽水情况检查等方面对控制性帷幕灌浆防渗技术的应用效果进行了探讨。

二、围堰防渗方案的确定

某水利工程选择围堰断流、隧洞导流方法进行处理，下游选择不过水土石围堰。围堰的堰顶高程997m，堰高 19.3m，宽 5m，长 80m，堰面选择干砌石块、块石钢筋笼进行防护。在水利工程中，围堰基础非常重要，以此为前提，才能顺利完成基坑开挖与核心环节的施工工作。

围堰堰体主要结构如下：碎石粘土碾压层：即水位线以上部分堰体，厚8-10m，由碎石粘土分层碾压而成，碾压不充分，级差配，结构松散。抛填层：即水位线以下部分堰体，厚10-12m，主要为大块石抛填，架空现象严重。古河床：位于堰体基岩以上，后3-5m，主要为砂砾石。基岩层：可灌性、可钻性较好。

设计初期，下游围堰河床防渗体选择高喷板墙进行处理，勘测此处河床地质时发现，大孤石数量明显，围堰填筑期间，土石料级配较差，大块石占比偏高，含泥量偏低，如果继续选择高喷墙体施工，技术方面有着一系列不足，工程进度缓慢，容易延误工期。结合实地勘测收集的信息，对比其他工程围堰的典型案例，相关专家表示，采取控制性水泥灌浆帷幕技术解决防渗需求，效果将更加理想，同时可以保证工程进度，通过多次对比分析，决定采取控制性水泥灌浆帷幕技术进行处理。在普通水泥灌浆技术的基础上，此项技术可以实现对造孔成孔率、浆液固化时间、浆液渗漏等情况的控制。作为一项综合型技术，主要包含了高效成孔、灌浆防水堵漏等工程技术。

三、控制性水泥灌浆帷幕板墙设计

3.1 施工工艺及技术参数

根据此前的高喷板墻工程图纸，孔排距理论上可以采用现场生产性试验布孔方式。双排孔架构帷幕：孔距 1.2m～1.25m，排距0.6 m，基岩处孔深0.5 m。

3.2 施工工艺流程

定帷幕轴线放孔位→固定钻机→φ76mm钻孔并镶 1.5 米深的孔口管→下一段次钻孔→按计划浆液量控制进行双液灌浆→终孔段灌浆→全孔段重复灌浆→封孔结束。

根据灌浆分II序由上至下完成钻孔。灌浆流程：根据分排分 II 序正常施工，受先处理第一排I序孔，其次处理第一排孔 II 序孔，若帷幕属于双排灌浆孔结构，那么第一排孔灌浆结束时，可以接着处理第二排孔I 序孔，待上述操作结束时，继续处理第二排II序孔。

施工阶段分段控制：应当根据钻孔要求完成分段。

首先、.当钻孔发生明显塌孔、不返水等情况时，必须马上开展灌浆工程。

其二、钻孔返水发生塌孔、局部塌孔等情况中，如果此时的灌浆段长明显大于 1.0m，必须保证在2.5～3.0m以内。

其三、面对细砂层时，必须增强钻孔冲洗，将孔中的细砂清理干净，段长应当保持在1.0m以内。钻头部分全部采用φ44～φ56mm 合金钻头。

控制性水泥灌浆必须依靠双液灌浆系统来完成，大泵、小泵分别灌入水泥浆液与化学控制液，根据实际需要，可以灌入孔中、地层中，水泥浆液配比均采用0.8：1。

选用425#普通硅酸盐水泥，同时根据孔内升压与进浆量选择化学控制液。

根据控制水泥灌浆泵机身压力检测值确定灌浆压力，通常情况下， I 、II 序孔分别处于 1.0～1.5Mpa 与1.5～2.0Mpa 区间内，对于后者而言，其终孔段灌浆压力应当处于 2.0～2.5Mpa之间。所需浆液量根据施工方案中明确的浆液量进行处理，孔距1.25m，在第一排孔 I 序孔中，灌量均值在600升/米～700升/米之间，II 序孔灌量均值在700升/米～900升/米之间。二排孔施工期间，由于排距是 0.6 m，所以灌入量会明显减少，与第一排孔相比，通常只有1/2，同时按照现场情况进行细微调整。

当浆液量与灌浆压力全部符合设计规定时，立即停止灌浆。采用化学控制液能够保证灌浆压力满足需求。施工期间， I 、II序孔灌浆时的压力应当分别控制在0.5Mpa 、1.0Mpa以内。如果特殊孔段无法提升压力，需要通过合理手段进行处理，同时提高灌入力度。II序孔重复灌浆期间，对流动水有着一定要求。

四、围堰防渗施工情况

工程截流作业满足基坑开挖标准时，需要以基坑抽水与开挖为前提，根据要求实施第二排孔与补强孔环节相关作业。

下游围堰控制性帷幕灌浆采用双排孔进行处理，孔距1.2m，排距0.6m。

根据施工设计方案进行预测，下游围堰水泥用量 844 吨，化学控制液 57.4 m 3，灌浆总段长1778m，埋设孔口管 106 根。同时压水检测孔、岩样取芯孔需要分别部署3 个。

根据地层结构，部分加强孔明显大于深入基岩0.5m，甚至有部分达到5.0m以上，考虑到岩层中夹泥存在渗漏现象，夹泥层部分孔段的灌浆压力应当为5.0Mpa。

五、施工成果检查及防渗效果

5.1 单点法压水检查

检查防渗帷幕时，需要根据压水检查标准来完成，本次设计将标准确定成 q≤5Lu，經过检测，下游围堰各孔段均为q≤3Lu，而且 9 孔段检查结果为 q≤1.0Lu，整体占比 45%，换言之，通过灌浆处理，压水检查结果非常理想。

5.2 取芯检查孔和帷幕上部搭接土工膜开挖检查

下游围堰共布三个取芯检查孔：

（1）孔深5.0米至7.0米，岩芯为水泥结石岩样，灌浆效果令人满意；

（2）孔深 7.0 米～15.0 米全为块石水泥结合体，取芯孔穿过的最大块厚达1.5米，压水全压力达 0.6Mpa ，压水时取芯孔是不封闭的，没有从取芯孔内串冒出水现象，压水检查渗水率又在设计标准内，说明控制性水泥灌浆帷幕解决大块石堆积体的防渗问题，效果是很好的。

（3）控制性水泥灌浆对细砂层经冲洗置换加高压力挤压，使原存在的细砂层都发生变化，不但使细砂层的防渗效果被大幅度的提高，而且使原细砂层位置的防渗也满足了设计要求。

5.3 基坑抽水情况检查

下游围堰闭气后，保证了基坑正常抽水及开挖施工，从下游围堰渗漏到基坑的水量都不大，没有出现涌水现象。当然，下游围堰坡脚也有较小的漏水点，但工程基坑经开挖验证，坝基岩层本身漏水就比较严重，而且溶蚀层、溶洞比较发育，产生的漏水点水量渗漏通道无法考证。总之，防渗帷幕的施工目的已完全达到。

四、结束语

综上所述，必须严格把好土石围堰工程控制性帷幕灌浆防渗技术应用的质量关，对防渗问题给予高度重视，进而才能保证贯彻落实好土石围堰工程控制性帷幕灌浆的防渗技术管理和应用。以上各种因素在一定程度上都会影响土石围堰工程控制性帷幕灌浆的防渗技术管理，因此，这项管理工程具有系统性的特征，难度较大，不仅要充分考虑各种外部影响因素，还必须保证管理者良好地展开相关工作，将每一个环节工作做好，贯彻落实好各项事宜。所以，目前土石围堰工程控制性帷幕灌浆施工管理人员亟待进一步处理好合理科学地控制土石围堰工程控制性帷幕灌浆的防渗技术问题，做好相关方面的工作。只有这样，才能确保土石围堰工程控制性帷幕灌浆防渗技术的有效实施，进而促进上述防渗技术措施的优化和发展。

参考文献：

[1] 林加兴. 山美水库大坝两岸防渗帷幕灌浆效果检测与评价 [J]. 水利与建筑工程学报，2010（03）.

[2] 曹天强.仲崇江. 水利工程施工中帷幕灌浆技术初探 [J].黑龙江科技信息，2009（23）.

[3] 王逊.王守军.罗长军. 既有土坝坝基帷幕灌浆施工工艺及灌浆效果的探讨 [J].水电能源科学，2009（05）.

作者简介：张毅（1982.8-），男，汉族，湖南湘乡人，本科学历，中国水利水电第八工程局有限公司国际公司工程师。