水库除险加固工程大坝帷幕灌浆施工研究

许兴旺

（思南县水务局双塘水务服务中心）

在水库的除险加固过程中，需要对大坝进行有效的防渗及加固处理，在此过程中，帷幕灌浆是一种最为常用且有效的施工技术。这项技术的要点包括成孔、清孔、灌浆、封孔等，现围绕某工程实际情况，分析探讨其大坝帷幕灌浆施工。

1 工程概况

某水库大坝采用碾压式土坝形式，其除险加固设计在坝顶处采用坝体心墙实现防渗加固目标，然后再进行常规坝体填筑施工。其中，对于心墙防渗加固体，主要采用弹性模量相对较低的混凝土，要求墙底必须进入到基岩层中0.5m，墙体的长度为280m，深度与厚度分别为42m、0.8m。在防渗墙的中心线实施帷幕灌浆，进入到不透水层中至少5m。现围绕本工程实际情况，对其坝体的帷幕灌浆施工作如下深入分析。

2 大坝帷幕灌浆

2.1 成孔方案的制定与对比

因灌浆孔需要穿过埋深较大的防渗墙，所以对成孔质量提出了很高的要求。对此，可采用下列三种成孔方法：

（1）拔管法，在墙体浇筑过程中插入钢管，完成浇筑后将钢管拔出。该方法成孔速度块，能节省大量成本，但也存在会对墙体浇筑造成很大干扰的缺陷，所有成孔率一般不高。

（2）预埋管法，在墙体浇筑过程中预埋钢管来进行成孔。该方法虽然要用到很多管材，费用相对较高，但操作便捷，能有效缩短工期，且不会对墙体施工造成干扰，具有很高的成孔率[1]。

（3）钻孔法，当墙体实际强度达到要求后使用钻机进行钻孔。该方法目前比较普遍，对钻孔的精度有着很高的要求，且成本也相对较高。

通过综合对比，成孔主要采用预埋管法，辅以钻孔法。其中，预埋管为PVC管，不可再使用钢管。如果孔深超过30m，则需在PVC管中套入钢管，完成预埋后将钢管取出，保证最终的成孔质量。

2.2 成孔方法

先按照设计要求在现场完成测放，确定灌浆孔具体位置，然后在轴线上放出用于定位的小桩。槽段施工完成，且清孔换浆后安装预埋管。根据槽孔的形状加工钢筋支架，避免浇筑过程中混凝土对预埋管造成冲击使其发生偏斜。在预埋管的深度方向上按8～10m的间隔距离设置定位架。位于底部的定位架，其与孔底之间的距离为1.5m，位于孔口的定位架，应在导向槽上进行固定。在安装过程中，需要根据测量孔位在定位架对预埋管进行捆扎固定。管之间的接头应采用捆扎连接，管中的套管进行对口焊接[2]。

钻孔过程中，将防渗墙作为作业平台，由地质岩芯钻机实施钻进施工，钻头采用金刚石钻头，直径为89mm。首先，把管中混凝土清除干净，然后在基岩段实施钻孔施工。在岸坡和墙体相对较浅的位置，可直接使用钻机来成孔。

2.3 帷幕灌浆

墙体施工完成，且强度达到要求后开始帷幕灌浆，其施工程序为：

（1）测量放样

使用测量仪器在场地范围内准确放出每个工作面上的灌浆孔具体位置，然后使用钢尺测量和放出定位孔。

（2）钻进成孔

每个钻机都应有统一的编号，钻孔的方向、位置和深度都应满足设计要求。按照5～10m的间隔距离测量一次钻孔倾斜度。

（3）钻孔冲洗

在灌浆开始前，应对孔隙及裂隙实施冲洗。其中，孔壁应进行风水结合冲洗，而裂隙应进行脉动冲洗。在冲洗时，应将水压控制在灌浆压力80%左右，将风压控制在灌浆压力10～20%范围内，当回水澄清时，继续冲洗10min后停止，一般总冲洗时间要达到30min以上。

（4）压水试验

灌浆孔参与压水试验的总数应达到总孔数至少20%，对先导孔与检查孔实施逐段试验，将压力控制在1MPa左右，按规范确定的标准控制。必须认真做好压水试验工作，这是保证施工顺利完成并实现预期质量目标的关键所在。

（5）灌浆施工

灌浆需要在分序加密基础上按照从上到下顺序进行，在孔内将浆液循环，将阻塞器放到灌浆段的顶部，使墙体始终保持在安全的状态。在灌浆过程中，灌浆管和孔底之间的距离不可超过50cm。在灌浆时主要使用卧式灌浆机，做好现场记录。对于接触段，其长度为1.5m，其它均按设计要求确定和控制。在灌浆过程中，浆液的水灰比、变换标准和结束灌浆标准，都按照设计与相关规范要求确定和严格控制[3]。

（6）灌浆孔封闭

灌浆完成并通过检查验收确认合格后开始灌浆孔封闭处理，在封闭灌浆孔之前，应将其中的杂物清除干净，同时对钻孔深度进行准确测量，一般采用压力灌浆方法进行分段封堵，这样能有效保证封堵效果，避免发生漏浆。通常每个灌浆孔分成两段，按照从上到下的顺序封堵。封孔时使用的浆液，其水灰比应控制在0.8：1.0～1.0：1.0范围内，灌浆的压力按0.5MPa严格控制。在灌浆时，应使用没有结块，且保持均匀的水泥浆液，其强度等级应达到32.5R以上，过0.08mm的筛网后，筛余量不可超过5%。在制浆过程中，应使用高速搅拌机对浆液进行搅拌，在必要的情况下，可向泥浆中添加适量减水剂，以此对浆液性能予以有效改善。

2.4 常见问题及其处理对策

（1）如果由于预埋管有很大的偏斜导致预埋失效，则需结合现场的实际情况，于原钻孔的旁边实施重新钻孔，形成新孔用于灌浆，也可进行加密灌浆孔的合理设置。

（2）当产生浆液外漏时，针对外漏量相对较少的灌浆孔，可通过浓浆限流或者是间歇灌浆来处理，将外漏堵好后开始正常灌浆，到灌浆正式完成为止。如果钻孔的外漏量相对较大，应在持续灌浆后使其凝固，然后进行扫孔和复灌；针对已经串通的灌浆孔，则应将其封堵好，然后在完成灌浆后，将串孔段中的泥浆清除干净，再继续进行钻孔和灌浆。

（3）对于浆液失水回浓问题，其主要产生原因为基岩上的雷系较细，水可以从中进入，但泥浆密度较大，无法进入。对此，应使用湿磨机对水泥颗粒进行打磨处理，使其具有更高的可灌性，使泥浆可以达到位置，发挥灌浆应有作用效果[4]。

2.5 帷幕灌浆效果

通过帷幕灌浆之前的压水试验可以看出，透水率和注入量均表现出明显的递减趋势；部分地段因地质条件和接触段产生外漏等方面原因的影响产生异常，之后通过有效的加密钻孔和灌浆，达到相关标准。完成灌浆处理后，对检查孔进行压水试验后发现透水率不超过5Lu，能达到预期的质量要求，说明以上帷幕灌浆施工技术合理可行，各项技术指标合格，可为类似工程项目施工提供可靠的参考借鉴，提高帷幕灌浆施工技术水平。

3 结束语

综上所述，在防渗墙中进行帷幕灌浆成孔需要采用设置预埋管的方法，同时辅以钻孔法，这样不仅能实现成孔目标，而且还能有效加快成孔进度；另外，如果在灌浆过程中采用孔内循环的方法，则能有效保证灌浆施工质量和效果。将大坝除险加固处理后，通过运行观测发现，工程所用施工方案和相关技术参数都是合理可行的，能满足预期的防渗及加固要求，而且实际工期比预期提前了15d，取得良好综合效果。