水利工程帷幕灌浆施工技术探讨

2018-03-03裴俊彪

科学与财富 2018年1期

摘要：水利工程中的帷幕灌浆施工是一项隐蔽的工程，亦是水工建筑物防渗防漏的基本施工技术，其能够有效的控制基础渗流梯度，减小地基揚压力。文章主要就水利工程中帷幕灌浆施工过程中的技术控制进行探讨。

关键词：帷幕灌浆；地质缺陷孔段；特殊孔段；质量管控

一、帷幕灌浆在岩石基础中的应用

帷幕灌浆技术通过在靠近上游迎水面的坝基和坝肩内，设置一道贯穿坝基坝肩的连续防渗幕墙，以此保证其可以连续防渗。该技术是降低坝基渗流量，减少坝底渗透压力，以此确保坝体基础拥有稳定安全的渗透性的必要措施。帷幕灌浆的深度主要由坝体的作用水头及地质条件等确定，有些工程的帷幕深度可以达到百米以上，这是固结灌浆所不能抵达的深度。在施工中，单孔灌浆是比较常用的手段，所需灌浆压力比较大。

二、灌浆帷幕的位置

灌浆帷幕的位置，应该以大坝形式及其基础应力状况为参考。

1、混凝土重力坝

在混凝土重力坝中，尽可能的使灌浆帷幕的位置靠近大坝的上游面，这样有利于降低扬压力。正常情况下，帷幕中心线的位置多设在与上游坝踵相距0.06倍坝前最大水深～0.1倍坝前最大水深的部位，或在0.1倍坝底宽度附近的部位。帷幕灌浆的施工可以在上游坝面底部或是灌浆廊道中进行。

2、拱坝

由于拱坝的基础底宽通常仅为坝高的15%～40%，在设计拱坝时，上游坝踵常会出现拉应力，为防止破坏帷幕的位置需设在压应力应力区之内。

重力拱坝帷幕的设置原则可参考混凝土重力坝的设置要求。

3、土坝和堆石坝

此类坝体，根据坝内防渗体的位置而确定灌浆帷幕的位置，无论是设置在坝的上游面处还是坝的基础中部，都需要帷幕本身与防渗体紧密连接，以确阻水的有效性。

4、混凝土面板堆石坝

一般沿趾板中心线布置灌浆帷幕。

三、地质缺陷孔段施工的技术措施

1、摄像检查

为了检查在施工过程中出现过掉钻、塌孔、无压无回大漏浆的孔段是否属于地质缺陷，需要进行一定的认定工作。根据工程需要和文件要求，对此类特殊孔段进行数字摄像检查孔内地质构造情况。在钻孔过程中未出现掉钻等异常情况，但是吸浆量异常巨大却仍未明显改善吸浆率和灌浆压力的孔段，亦需要对孔内进行摄像检查。

2、压水试验

地质缺陷孔段的初灌、复灌前均需要进行压水试验，一般采用简易压水。复灌开灌水灰比依据复灌段的压水透水率而确定。

3、复灌、待凝、掺加速凝剂。

为了达到帷幕厚度的有效形成、避免材料浪费的目的，在复灌阶段，采取以下措施：

（1）、在有大量漏浆情况的孔段，根据室内试验的结果，加入适量的速凝剂，如3%～5%的氯化钙或者3%～4%的水玻璃。

（2）、为有效避免由于施工时的环境温度等因素而导致的添加速凝剂而带来的施工事故，需要确定浆液胶凝时间与吸（排）浆时间的关系，在施工作业时，适当调整确定速凝剂的掺加量。

（3）、复灌时采用限压、间歇灌注等方法：在一定的注入率的需求下确定限压的压力值，并逐渐增加。

在完成上述的三段灌纯水泥浆工作后，若第三次灌浆、待凝、扫孔压水后，注入率仍大于30L/min且压力小于0.5Mpa，可以灌注砂浆。

四、灌浆过程中的特殊情况及预防处理

1、灌浆中断

（1）、中断的预防

灌浆中断往往发生在灌浆压力比较大和灌浆历时比较长的情况下，可用以下手段预防：对于灌浆泵的性能严格把控，保证能在规定的最大压力下长时间的连续运转，每段灌浆完成后检查各部件的使用状态，且设置备用的灌浆泵，以确保发生事故时可以迅速更换；输浆管材之间连接要牢固，且确保管道无塞堵；压力表应该合格准确，并做好其校验工作；灌浆前用压水或稀浆检查灌浆塞得密实情况；灌浆工程应有专用的风、水、电路线或管路，以确保能够连续不断的进行灌浆工作。

（2）、中断的处理措施

若是灌浆泵、动力机或浆液搅拌机械发生故障，应迅速检修或者更换设备；管子破裂或脱节，应迅速换管或破裂部位再连接；仪表失灵直接更换性能良好的仪表；冲洗钻孔，清洗沉淀，给复灌创造条件。

2、串浆

（1）、防止串浆的主要措施

加大第一次序孔间的孔距；适当地延长两相邻次序孔的施工间隔时间，在上一次序孔灌浆基本凝固后再进行下一序孔的灌浆工作；使用自下而上的灌浆方法。

（2）、串浆后的处理措施

当串浆孔正在进行钻进工作时，应立即停钻，在漏浆处以上的部位设置灌浆塞，堵塞密实，在灌浆孔中进行符合施工技术要求的灌浆工作；若串浆孔为待灌孔时，如有条件则串浆孔和灌浆孔同时进行一机一孔的灌浆工作，否则采用前述的措施。

3、绕塞返浆

绕塞返浆的预防和处理：钻孔孔径控制均匀；灌浆塞所用的橡胶塞应长一些；自下而上的灌浆方法；灌浆前的压水试验看有无饶塞反水现象。

4、基岩中大量漏浆

处理原则：降低灌浆压力；限制注入率；增大浆液浓度；间歇灌浆；必要时加入速凝剂或其他特殊浆液封堵。

五、帷幕灌浆施工阶段的质量管控