浅析水利施工中水库帷幕灌浆施工工艺

徐凯

【摘要】帷幕灌浆就是利用高速射流切割掺搅土层，改变原土层的结构和组成，同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体，以达到加固地基和防渗的目的。阿拉沟水库工程河床段心墙基础断层发育，岩性复杂，多有夹泥现象，岩体完整性差，力学强度很不均一。对阿拉沟水库实施帷幕灌浆施工技术，灌浆效果明显，达到了预期目的。

【关键词】阿拉沟水库；帷幕灌浆；施工工艺；施工组织

1、工程概述

阿拉沟水库工程位于托克逊县境内，是托克逊县“两河”流域的重要控制性工程，具有防洪、工业供水、灌溉等综合利用效益。坝址距阿拉沟出山口以上3.5km，距托克逊县75km，距离吐鲁番市130km。阿拉沟水库具有防洪、供水、灌溉等综合理由效益，水库总库容4450万m3，控制灌溉面积10.7万亩，河床F56断层处风华较深，此处心墙基座下部，在上游20m和下游30m范围内对该断层进行刻槽回填混凝土处理，并加强灌浆防渗处理。

2、水库灌浆施工设备

2.1搅拌机的转速和拌和能力应分别与所搅拌浆液的类型和灌浆泵的排浆量相适应，保证能均匀、连续地拌制浆液。高速搅拌机的搅拌转速应不小于1200r/min。

2.2灌浆泵的技术性能与所灌注的浆液类型、浓度应相适应。额定工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍，压力波动范围宜小于灌浆压力的20%，排浆量应能满足灌浆最大注入率的要求。

2.3灌浆管路应保证浆液流动畅通，并应能承受1.5倍的最大灌浆压力，并配置各种适用的调节阀门。

2.4灌浆泵和灌浆孔口处均应安设压力表。使用压力宜在压力表最大标值的1/4～3/4之间。压力表应经常进行检定，不合格的和已损坏的压力表严禁使用。压力表与管路之间应设有隔浆装置。

2.5钻孔灌浆的计量器具，如测斜仪、压力表、流量计、密度计、自动记录仪等，应定期进行校验或检定，保持量值准确。

3、帷幕灌浆施工

3.1灌浆方法和灌浆方式

帷幕灌浆方法通过现场灌浆试验确定，采用自上而下分段灌浆法，帷幕灌浆方式采用循环式，射浆管距孔底不得大于0.5m。进行帷幕灌浆时，混凝土和基岩接触部位的灌浆段先行进行单独灌注并待凝。接触段在岩石中的长度不大于2m，接触段以下的灌浆段长度5m。帷幕灌浆先导孔与压水试验同步自上而下进行灌浆。帷幕灌浆孔各灌浆段，不论透水率大小均按技术要求进行灌浆。

3.2灌浆压力和浆液变换

灌浆压力通过现场灌浆试验确定，灌浆浆液由稀至浓逐级变换。帷幕灌浆浆液水灰比可采用5：1，3：1，2：1，1：1，0.8：1，0.6：1（0.5：1）等六个比级，一般开灌水灰比采用5：1，若岩石裂隙较大，开灌水灰比采用3：1。帷幕灌浆浆液变换原则如下：（1）当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。（2）当某级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级水灰比。（3）当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。灌浆过程中应定时测记浆液密度，必要时测记浆液温度，灌注稳定浆液时还应测记浆液粘度。灌浆过程中，灌浆压力、注入率或浆液性能突然改变较大时，应立即查明原因，采取相应的措施处理。

3.3压水试验

先导孔及各灌浆孔（段）在灌浆前均采用压力水裂隙冲洗，回水清净为止，然后再采用简易压水试验，压力采用本段灌浆压力的80%，并不大于1MPa。要求自上而下分段进行，压水流量观测每5分钟读一次数，压水20分钟，取最后流量作为计算量；在钻至设计孔深后，适当采用敞开式清洗至残留岩粉小于20cm为止，灌前进行3-5min的压力冲洗。

3.4制浆施工

灌浆水泥采用抽样检查符合GB175相关规定的新鲜普通硅酸盐水泥，要求添加适量的减水剂，用水必须满足混凝土用水要求。使用普通搅拌机搅拌时间大于30s，浆液自制备至用完时间，普通水泥浆液≤4h，浆液温度保持在5°～40°之间，超过规定时间和温度予以舍弃。配制的浆液比重与标准比重偏差均制约在±0.01以内。

3.5帷幕灌浆

灌浆压力：第1段0.5Mpa，第2段0.75Mpa，第3段1.0Mpa，第4段1.5Mpa，以下各段2.0Mpa；浆液：（1）断层破碎带内：采用0.6：1的单一水灰比，要求加适量减水剂，灌浆过程中应每30分钟测记一次回浆密度，必要时测记浆液温度，若回浆变浓明显，加入稀释剂或改用新浆灌注。（2）断层破碎带外：按3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.5：1五個比级，对注入率较大孔段可越级变浆。要求抬动≤0.2mm控制灌浆压力。采用孔口封闭器、自上而下分段孔内循环的灌浆方法，第一段、第二段灌浆结束后要求待凝24h，其余各段没有特殊情况可不待凝。以5Lu线控制，终孔段的单位注入量如超过100kg/m时，应加深5m左右。抬动观测孔深视岩体完整情况，入岩深3-5m，抬动观测孔不进行灌浆，周边灌浆进行施工。灌浆孔采用导管注浆，全孔0.5：1浓浆灌注封孔。

4、帷幕灌浆质量检查

帷幕灌浆质量检查以检查孔压水试验成果为主，结合对施工的记录、成果资料和检验测试成果的分析，进行综合评定。经检查孔压水试验检查，坝基基座混凝土与基岩接触段及其下一段的透水率的合格率为100%，在以下各段的合格率不小于90%。

总之，阿拉沟水库对大坝的坝基采取帷幕灌浆处理，检测数据结果表明灌浆效果明显，提高了施工效率。施工技术人员根据现场情况，灵活多变地采取相应的对策，是帷幕灌浆质量好坏的关键。

参考文献：

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[2]马坤，倪志刚，徐利.帷幕灌浆施工技术在水库大坝基础防渗加固处理中的应用[J].水利建设与管理，2017，37（02）：22-25.