大坝帷幕灌浆施工中常见问题的探讨

高建涛

摘 要：在大坝的工程施工中，常用的就是帷幕灌浆施工技术，也是防止大坝基础防渗的重要手段。所以通过对其常见问题进行深入的探讨，对于提高大坝帷幕灌浆工作效率的提升具有重要的意义。本文以河南省出山店水库工程为例，首先阐述了帷幕灌浆施工工艺，并详细讲述大坝帷幕灌浆施工问题以及解决措施，最后针对其质量控制的策略进行了简述，望对业界人士提供良好的参考依据。

关键词：大坝帷幕灌浆施工；常见问题；探讨

中图分类号：TV543 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）18-0112-02

1 帷幕灌浆施工工艺介绍

1.1 帷幕灌浆施工的定义

在指定位置进行钻孔、清理钻孔操作，之后进行止水和压水测试，最终进行浆液灌注操作来实现相应工程的施工要求，这就是帷幕灌浆施工。除此之外，孔洞关注操作时，施工人员的操作必须要遵循以下两点：一排桩时，由两边逐步向里灌注；多排桩时，从上排和下排开始，逐渐向中间靠拢的灌注；在帷幕灌浆施工中，钻孔和冲洗技术是施工中经常用到的。

1.2 钻孔

回转式钻机在施工孔径中最常用的钻孔方式。钻粒钻进、金刚石钻进、合金钻进是钻孔施工常用的作业形式。在钻孔的施工中，岩层缝隙倾向、岩石构造等施工条件因素都会影响到钻孔的角度。与缝隙面或者眼层面呈现90度角是最佳的钻孔角度。此种钻孔方式有利于最优的灌浆效果呈现。

1.2.1 钻孔深度的确定

河南省出山店水库工程中，坝基经过开挖后，基础岩石面未在统一高程，存在一定高差，根据坝基建基面地形断面图和帷幕灌浆深度要求确定，1#～13#坝段主帷幕孔深度20～30m，副帷幕孔深度10～16m；14#～23#坝段主帷幕孔深度15m～50m，副帷幕孔深度14m～27m。

1.2.2 孔位放样

灌浆孔位，采用测量控制点放样，严格按照孔位布置图布置孔位，孔位偏差不大于10cm，帷幕钻孔如遇坝段分缝位置应避开，且钻孔位置距离分缝位置不小于50cm，并作好明确标识。在坝段有钢筋网的区域，事先锚固预埋管，在混凝土浇筑后方便钻孔。

1.2.3 钻机就位

钻机就位后采用水平尺或铅垂线校正钻机的水平度和主轴的垂直度。

1.2.4 钻孔帷幕灌浆

钻孔设备采用GJ-150型地质钻机进行钻孔，帷幕灌浆孔孔径为Φ76mm，抬动测试孔孔径为Φ91mm；钻孔孔位、孔深、孔斜度以及孔径严格按照施工图纸的要求进行施工。

1.2.5 排水孔

钻孔需在该部位帷幕灌浆结束并检验合格后方可钻进。

1.3 冲洗

对于该步骤来说，使用频率最高的施工方法为钻孔冲洗和缝隙冲洗。

（1）钻孔冲洗的目的是将钻孔底部和内壁上附着的岩石粉末和杂物等冲刷出孔洞，有助于灌浆过程中浆液的灌注；（2）缝隙冲洗是采用压力水，把岩石缝隙和孔洞中的泥沙等杂物冲出孔外，使浆液充分填充。规范条文规定，对于熔岩、碎裂等复杂地段应采用实地试验确定。根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62-2014中施工规范规定及试验区冲洗不回水情况分析，为了最大程度的降低对底层的损坏，将采用高风压压缩空气方式来进行冲洗，冲洗作业完成之后发现，钻孔底部的沉积物厚度在20cm以下。

1.4 止水试验

止水作业要在冲洗空洞完成之后进行。对土坝而言，先放入套管，在合适的水位防止止水设备，来达到止水目的；在重力坝工程中，在孔壁中较好位置防止止水设施就可以实施作业（可以直接省去止水设施）。

2 大坝帷幕灌浆施工问题以及解决措施

在河南省出山店水库工程中，遇到了眾多的问题，下文将对该项目中遇到的帷幕灌浆施工问题进行详细的阐述和解决途径的探讨。

2.1 终孔段透水率过大

帷幕灌浆孔终孔段的透水率或单位注入量大于设计规定值时，其灌浆孔继续加深。

2.2 冒浆、漏浆处理

在众多的大坝帷幕灌浆工程中，因为地质特点造成的裂隙或者软弱地层，造成了灌浆孔和通道相通的现象，最终导致了浆液难以灌入的问题，严重影响了灌浆的质量，并造成了严重的资源浪费。所以在帷幕灌浆工程中，通过提前进行溶洞和大裂缝的记录来预防冒浆、漏浆问题的出现。若已经出现冒浆、漏浆问题，就要采取具体的措施来进行解决，比如表面封堵、浓浆、低压、间歇灌浆等众多的方式，直至冒浆、漏浆问题解决，就可以采取正常的灌注作业来进行灌浆操作至结束。此外要注意对建基进行及时的冲洗和清理，以免对环境造成污染。

2.3 断层带处理

钻孔穿过断裂构造发育带，发生塌孔、掉块、黄泥、充砂或集中渗漏时，做好记录，查明原因，研究处理措施。此种情况要采用回转式钻机成孔，帷幕灌浆要求在洗孔后按总孔数的20%逐段进行压水试验。

2.4 串浆处理

在河南省出山店水库工程中，大坝地质情况：加里东晚期中粗粒黑云母花岗岩，局部夹片岩捕掳体，并有细粒花岗岩脉、长英岩脉、石英岩脉及绿帘石脉穿插。因为岩层裂缝不断发育并逐渐形成相互串通的局面，使得相邻的孔洞之间相连，导致串浆现象的发生。或者是因为压力表灵敏度不高或者堵塞的灌浆路，导致实际灌浆作业时，灌浆压力掌握不准确，相互挤压的孔洞导致其不能承受，最终会出现串浆的现象，严重影响了灌浆质量，耽误了施工工期。所以要通过如下的解决方法来处理。

（1）阻塞串浆孔，待灌浆孔灌浆结束后，再对串浆孔进行扫孔、冲洗，而后继续钻进或灌浆。（2）若注入率不大，串浆孔具备灌浆条件，采用一泵灌一孔，同时灌注。（3）如串通孔具备灌浆条件时，在满足设计压力和正常供浆的前提下，将串通孔并联灌注，并分别控制灌浆压力，防止抬动，同时并联孔数不超过3个。（4）如串浆孔不具备灌浆条件时分为一下两种情况，串浆量较小时，在被串孔内注入清水，使水泥浆液不致充填孔内；串浆量较大时，将阻塞器阻塞于被串孔串浆部位上方1～2m处，对灌浆孔继续进行灌浆，灌浆结束后立即将串通孔内的阻塞器取出，并扫孔、待凝后进行灌浆。

2.5 灌浆中断处理

在帷幕灌浆施工中，因为停水、停电、灌浆管的问题导致的灌浆中断，呈现突然性的吸浆量减小甚至是不吸浆的现象，严重影响了灌浆质量。若中断的实践很长就会导致止水被固定在孔内，严重者会引起事故。或者重新扫孔都会造成工期的延误。所以针对灌浆中断的问题要及时进行解决。

2.5.1 灌浆中断的预防方法

首先，选择运转最佳的灌浆泵，在最大压力下依然能够良好运转的专业灌浆泵。其次，保证输浆管的质量，加固处理其接口位置。再次检查压力表，并定期校验。最后帷幕灌浆工程中，要针对其水电管线设置专门的管线来保证其安全供水和供电。若有不得不要求灌浆停止的事情要提前通知灌浆的施工人员。

2.5.2 灌浆中断的处理方法当

为了保证良好的灌浆质量，当发生灌浆中断时，尽快缩短停留时间，采取相应的措施尽快灌浆。

首先，因机械故障原因比如灌浆泵、搅拌机等造成的中断就可以通过排除故障就可以修复。若不能及时修复，就要采取更换设备的方式来保证灌浆作业；若是仪表问题，就应该尽快的更换来保证灌浆作业和灌浆质量。

其次，当灌浆作业中断之后，要及时清理钻孔内的沉淀，为后期的灌浆奠定基础。灌浆中断之后，因为浆液会在裂缝处发生沉降现象，导致堵塞，持续时间长的情况下，会越来越密实，最终会严重影响灌浆的质量。所以当遇到灌浆中断的问题时，就要及时进行钻孔的清理工作，为后期顺利的灌浆提供便利条件。

最后，在某些工程中，因为灌浆中断持续时间较长，且没有进行钻孔的清洁工作，导致裂缝内的沉淀现象已经很严重。面对此种情况，就要采取重新打孔的措施来保证后期的灌浆质量。首先将灌浆塞提出，然后打钻到钻孔最底部，将钻孔用高压水进行清洗，并达到相关要求，按照相关的要求，重新进行灌浆操作。

2.6 大耗浆段处理

在帷幕灌浆作业中，大耗浆段处理因为面临地质缺陷，比如岩体破碎、裂隙张开度大等问题，导致了其灌注时间持续较长，且容易导致安全事故。所以要针对该问题提起高度的重视，要严格遵循保证施工质量、施工进度、降低投资的原则来一次进行，不能因为片面追求节约成本而造成灌浆质量过低的问题。所以要采取以下措施来进行改善：

（1）低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆；（2）灌注速凝浆液；（3）灌注砂浆等措施处理。

2.7 孔口涌水灌浆处理

孔口有涌水的灌浆孔段，在灌浆前应测记涌水压力和涌水量，根据涌水情况，可采用：

（1）缩短段长；（2）提高灌浆压力；（3）灌注浓浆液；（4）灌注速凝浆液；（5）屏浆；（6）闭浆；（7）待凝等措施进行处理。

2.8 回浆变浓处理

灌浆过程中回浆变浓，可采用下列措施进行处理：

（1）适当加大灌浆压力。（2）换用相同水灰比的新浆灌注，若效果不明显，则继续灌注30min后结束。

2.9 特殊情况处理后复灌要求

灌浆孔遇特殊情况时，无论采用何种措施进行处理，其复灌前均进行扫孔，复灌后达到规定的结束条件。

3 帷幕灌浆的施工质量控制方式

3.1 钻孔的控制

在帷幕灌浆工程中要通过对其钻孔的质量控制来保证帷幕灌浆的整体作业质量。钻孔孔位、先导孔、孔斜和孔深的控制都属于对钻孔的控制。

开钻孔之前要进行复核孔位的工作，保证孔位的偏差在10cm范围内；在灌浆之前，要对先导孔采取压水试、钻孔、灌浆等工序，验证其帷幕设计的底线。先导孔不要一次钻到底部，针对孔深在6m以上的钻孔。还要采取分序钻孔的方法，先展开导孔的钻孔与灌浆过程，再依次进行钻孔与灌浆。要根据行管的设计规范来记录好偏斜率，为其施工奠定良好基础。

3.2 冲洗钻孔和压水试验

在帷幕灌浆施工中，钻孔冲洗工作很关键。采用的灌浆形势为从上至下时，分段钻孔要分段冲洗；采用的灌浆形势为从下而上时，按照全空展开钻孔冲洗的方法按照次序进行冲洗作业。在冲洗钻孔之前，将套筒下入坝体。综合裂缝的情况进行冲洗，并检测压水状态。要严格按照相关规范进行分段压水，且遵循从上到下的顺序。

3.3 灌浆的质量控制

要按照设计图纸和相关企业的规定借助设计实验选择最佳的凝土与砂浆配比。调节配比时要根据实时砂石骨料的含水率来进行。对于隐蔽的工程与各道程序实行施工的三检制和联检制体制，对于重点的工序与质量问题进行有效地预防与控制。只要是下道工序施工后会影响上道工序的情况，皆要进行隐蔽工程的验收工作。

4 结语

综上所述，在帷幕灌浆施工过程中，通过对施工过程中遇到的各种问题进行深入的研究，不断为帷幕灌浆施工提供最佳的灌浆环境，保证其灌浆质量就是保证帷幕灌浆的施工质量，推动大坝施工的有序实施。

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