帷幕灌浆技术在水库大坝基础防渗处理中的应用

王秋鹏

（山西省汾河二库管理局，山西 太原 030012）

1 工程概述

某水库大坝为碾压混凝土重力坝，控制流域面积约120 km2，水库总容量约为1 000万m3，最大坝高约50 m，坝顶长度约200 m。坝基基岩渗透岩层主要位于水库中部，透水性从河床到右岸逐渐降低。为了确保水库质量和安全，在大坝坝基及两岸山体处进行帷幕灌浆施工。灌浆孔在基岩中的透水下限是5 m，透水率不大于5 lu.

2 帷幕灌浆施工技术

帷幕灌浆技术的施工流程为：测量放样→钻孔→导孔→钻灌→质量检查。灌段工艺流程为：钻孔→冲洗→压水→灌浆→起塞→钻进→封孔→检查。

2.1 钻孔

钻孔采用的是地质回转钻机，并搭配金刚石钻头进行钻孔，先导孔，帷幕孔的孔径均为75 mm，检查孔径为91 mm，钻孔深度在1.8 m以下，如果透水率依然大于1 Lu，那么就还需要继续深入，直到透水率在1 Lu以下。在钻孔过程中，孔斜标准为斜差小于孔深的1%，控制孔斜指数的方式如下：开孔的孔位偏差不得大于5 cm，在开孔之前，需要先用锚固钻机、地质罗盘、角尺来矫正钻机立轴，确保孔位偏差不超过标准范围之后再开孔，在钻机过程中，要加强对钻机、钻杆角度的检查，避免钻进过程中出现大的偏差。其中孔斜测量仪器的选择要根据实际需要选择型号。

2.2 冲洗

用高压水对孔内杂物进行冲洗，在水变清以后继续冲洗10 min以上，保证孔内物质的厚度不高于20 cm即可。灌浆孔冲洗完成之后，还要对裂缝进行冲洗，裂缝的冲洗要选择压力水脉动的方式进行，当水变清后也要继续冲洗10 min，并确保冲洗用时大于30 min，在每一段的冲洗过程中，水压的要求也不同，第一段压力为0.5 MPa，从第二段开始压力都应该设置为1 MPa。

2.3 压水测试

先导孔和检查孔的每一段在灌浆之前，都需要先对每一段进行压水测试，具体方式为单点法，其他孔的每一段也需要在灌浆之前进行压水测试，但具体方法为简易压水法。在压水测试中，第一段的水压保持在0.5 Mpa，后续的每一段保持在1.0 Mpa。压水稳定的判定标准为：在稳定的压力下，每5 min记录一次压水流量，当测试结果中出现连续4次流量的最大值减去最小值的数值与最终流量的比值小于10%时，说明压水测试完成，并以压入流量的最终值作为该孔段的透水率计算数据。简易压水试验的进行，需要在稳定压力下持续压水20 min，且每过5 min对压水流量进行记录，同样以最终值作为透水率的计算数据。另外，在压水测试中，还要进行抬动测试，并严格控制累积抬动值。

2.4 灌浆

灌浆工序的进行，需要在抬动测试完成、混凝土浇筑厚度达到20 m以上、混凝土强度足够都满足的情况下进行。钻灌需要分3次进行，相邻的两个的间隙必须大于15 m。具体的灌浆方法为：运用自上而下地分段栓塞、孔内循环灌浆法两种方法进行灌浆，在冲洗、压水、灌浆过冲中，数据的记录都需要用自动记录仪进行采集和记录。在灌浆过程中，第一段段长为2 m，后续段长均为5 m，最后一段的段长保证小于8 m即可。第一段灌浆栓塞的栓塞应该放置于基岩面以上和混凝土50 cm处，从第二段开始后每一段的阻塞应放置于已灌段底上方50 cm处。

灌浆压力的标准如下：第一段为1.0 MPa，第二段增加0.5 MPa，第三段开始到后续所有段都为2.0 MPa。灌浆浆材的选择，需要用强度等级为42.5的硅酸盐水泥，内浆液要用串连起来的三台湿磨机加工成为湿磨细水泥浆。在孔段吸水率超过一定数值的时候，就需要用湿磨细水泥浆连续灌浆10 min，在每分钟的注入率大于30 L时，要先用普通水泥浆液进行灌浆，然后再用湿磨细水泥浆灌浆。在灌浆过程中，灌浆压力不变时，注入率会持续下降，当压力增加时，水灰比不变。规定压力下，在1 min之内第一段吸浆率≦0.4 L，其他孔段在1 min之内的吸收率小于等于1.0 L之后，持续灌浆时长必须保持在1 h以上。灌浆过程中，在符合规定压力的情况下，所有耗时超过2 h后，即表示灌浆完成。完成以后，采用置换和压力灌浆法进行封孔。

2.5 灌浆中的特殊情况处理

在灌浆过程中，很有可能出现浆液泄露、孔段不吸浆的问题，要采取有效的措施进行补救。泄露问题的出现主要是受地质因素的影响，土质的不稳定，导致地上出现与灌浆口连接的通道，从而导致泄露。因此，在灌浆开始之前，需要对所在地的地质进行勘探和分析，做好防护措施。不吸浆问题的出现主要原因在于漏浆量反常，漏浆量反常的原因在于施工方法的不合理，或者是为了追赶进度而忽视了压水测试，导致钻孔泄露问题没有被及时发现，从而使孔段漏浆量超出规定。因此，在灌浆工作开始前，必须对钻孔进行压水测试。

3 结语

帷幕灌浆施工技术必须要以保证灌浆量足够为前提，同时，还要确保每一道工序在施工中都是严格按照设计和标准进行施工，要保证钻孔涌水等特殊情况处理方式的有效性，透水率和单位注入量要慢慢降低，灌浆完成后对透水率平均值进行检测，确保其平均值符合设计和防渗要求。此外，灌浆作为该技术中的重要环节，为了防止灌浆过程中出现影响施工质量和进度的问题，在开工前，必须要重视地质勘探和分析，确保灌浆效果。只有满足这些条件的帷幕灌浆施工，才能确保其效果和质量，水库大坝基础的防渗加固处理工作才会真正得到保障。