水库工程帷幕灌浆施工及控制措施分析

吴何进

【摘要】所谓的帷幕灌浆施工技术，是指在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆防渗帷幕工程的施工技术而一般的水库坝基常落于软弱基岩上，为了保证大坝的坚固和稳定，必须采用有效的加固防渗措施对坝基岩进行处理。因此，帷幕灌浆施工技术因其自身的优点成为水库坝基处理的主要方式之一。基于此，文章就水库坝基帷幕灌浆施工技术及效果进行了分析，以期能为类似工程提供参考借鉴。

【关键词】水库工程；帷幕灌浆施工；控制措施

一、前言

水工建筑特别是水库大坝基础防渗处理，是关系到水利工程安危成败的重要问题。坝基防渗处理的目的，是最大限度的减少渗漏量、降低坝基扬压力，控制坝基的渗流坡降，防止渗流破坏。当前采用的最有效最直接的方法是帷幕灌浆施工技术措施。20世纪以来，帷幕灌浆是水利建筑物地基防渗处理的关键技术，对保证水利建筑物的安全运行起着重要的作用。

二、工程简介

该水库是一座以发电为主，结合航运，兼顾其它综合利用的工程，坝址距上游枢纽坝址40.28km，距下游河口23km，为该河道开发的最末一个梯级。坝址以上控制集雨面积为18066km2，多年平均流量为570m3/s，多年平均径流量为180.93亿立方米，设汁洪水流量19300m3/S（P=2%），校核洪水流量29100m3，/S（P=0.2%），多年平均悬移质年输沙量245.8万吨，水库正常蓄水位18.6m，相应库容1.078亿立方米；廠房右岸船闸枢纽总体布置方案（16孔溢流坝，堰顶高程6m），电站装机3×2MW，年利用小时数3956h，多年平均发电量237AGW·h；本项目帷幕灌浆工程分布在右岸接头土坝段、门库坝段、一期溢流坝段、河床式水利枢纽主机间、安装间和航运工程闸首和闸室等部位，帷幕灌浆工程量大。

三、帷幕灌浆施工工艺

（一）依据：《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范）；《水利水电建设工程验收规程）。并考虑本工程的特点，帷幕灌浆采用自上而下分段钻进，分段灌浆，孔内循环的灌浆方法。混凝土与基岩接触段岩石段长≤2m，单独灌浆并待凝，以下灌浆段长5～6m。在断层、破碎带地质条件地区缩短灌浆段长并待凝。

（二）造孔施工。造孔是灌浆工程中极为重要的一环，成孔的质量及进度直接关系着整个灌浆工程的质量及进度，必须抓紧抓好。1）安装钻架、摆放钻机。在确定灌浆孔位后做好标记，清理平整场地，然后铺地板、方木搭制钻探平台，钻机安装要稳固、端正，摆放钻机要保持天车、主动钻杆、灌浆孔中心三点成一线，然后准备开钻；2）试车、开钻。安装完毕后，启动动力设备进行试车，包括钻机、供水供电系统，待所有设备均运转正常后进行开钻；3）钻进工艺。本次灌浆造孔对于坝基础部分、先导孔和检查孔。施工中采用Φ59mm金刚石钻头进行基岩部分的钻孔。每次钻孔前都要认真检查所有的钻杆及钻具、主动钻杆和钻杆接手等，不准使用弯曲变形的钻杆、钻具，各部位接头要接牢，各部位接头和管材要保持良好同心度。金刚石钻进成孔间隙小，钻头水口窄，需要较大的泵压和中等泵量才能产生强制冷却和冲洗作用。

（三）灌浆施工。帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时，在规定压力下，当注入率不大于O.4L/min时，继续灌注60min，或不大于1L/min，继续灌注90min，灌浆即可结束。而采用自下而上分段灌浆法时，继续灌注时间相应减少为30min和60min，灌浆即可结束。灌浆过程中，随时测量进浆和回浆比重，当回浆变浓时，换用与进浆相同比级的新浆液进行灌注。若效果不明显，延续灌注30 min，即可停止灌注。

（四）浆液水灰比和浆液变换标准。灌浆水灰比采用5：1，3：1，2：l。l：1，0.8：1，0.6：1，0.5：1共7个水灰比级，开罐水灰比为5：1。灌浆浆液由稀到浓逐级变换，变换原则如下：当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液注入量已达300L以上时，或灌注时间已达1h时，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，应换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min时，应根据施工具体情况，可越级变浓。

（五）灌浆结束标准。在规定的压力下，当注入率不大于1.OL/min，继续灌注60min，灌浆即可结束。当长期达不到结束标准时，报请监理工程师共同研究处理措施。

（六）封孔。灌浆结束采用全孔灌浆封堵法封孔：全孔灌浆结束后，用0.5：1的水泥浆置换孔内浆液并取出所有灌浆管后，用0.5：1的水泥浆纯压30min，压力为最大灌浆压力，并做好灌浆记录。

四、帷幕灌浆施工要点与控制措施

（一）质量控制要点分析。本工程帷幕灌浆具有以下难点：高压旋喷防渗墙比较薄，设计为60cm，加之高喷墙体有一定的斜度（施工时采用规范标准控制孔斜，孔斜率小于l%），高喷墙体的深度也大，平均22m左右，要保证钻孔在墙体内，钻孔偏差最大允许为50 cm，因此，帷幕灌浆钻孔孔底偏差控制是一大难点。在帷幕施工过程中，当各种影响因素造成的孔底偏差在一个方向时。在孔深20m处钻孔已经到旋喷单桩外侧，因此，严格控制各种技术参数，是保证钻孔不出墙体外侧，保证帷幕灌浆顺利实施的关键所在。

（二）控制方法：钻机就位时采用水平尺校正，保证钻机及立轴垂直；钻机立轴及钻杆严格检查，发现有不合格钻杆立即报废；钻机稳定后底部垫结实，并用螺栓固定；钻孔过程中采用无压钻进，高喷墙体强度有限，耐磨性差。可以实现无压钻进，在孔深lOm后“吊”着钻进，从而控制钻头部位的实际压力；可以采用5m加长导向钻具；用上海地质仪器厂生产的电子测斜仪测量孔斜，发现有偏斜及时纠偏，加强现场控制。加大质检人员对钻孔斜度的抽测力度.做到逐孔逐段测斜，若出现超出孔斜要求的钻孔立即采取纠偏处理；为保证高喷孔位与帷幕孔位偏差，在高喷灌浆施工完后对高喷孔位处作明显标记，高喷与帷幕灌浆孔位均由测量队每隔20m测放一个控制点，在技术人员测放高喷孔位处的帷幕孔时用同一控制点，减小两者偏差；认真分析高喷孔与帷幕孔的测斜情况，若出现同一方向的偏斜时及早纠偏，坚决避免同一方向的偏斜。

五、结语

该水利枢纽防渗工程经帷幕灌浆处理后，下层灌浆洞洞壁基本保持干燥，未发现有严重的渗水现象，灌浆质量较好，为提前蓄水、按时发电做出了应有贡献。目前，水库已蓄水并达到发电要求水位，大坝下游及边坡周围没有出现大的渗水情况。大坝帷幕灌浆施工是成功的，达到了该工程的防渗要求。