水库除险加固工程大坝帷幕灌浆施工研究

许运凤

（全椒县襄河闸管理处，安徽 全椒 239500）

引言：水库大坝的除险加固对保证水库的稳定十分重要，而帷幕灌浆技术由于具有经济、操作简单等方面的优势，因此应用比较广泛。为了保证加固施工的效果，还需要充分研究大坝出现渗漏的原因，然后合理使用帷幕灌浆加固技术，保证除险的效果。

一、帷幕灌浆技术概述

（一）帷幕灌浆技术特点

帷幕灌浆具有很强的实用性，可以应用在不同类型水库大坝的除险工作中。同时，帷幕灌浆在应用时，必须根据勘查结果开展工作，因此需要对场地的情况进行深入调查，以及结合施工项目的实际情况来确定最佳的施工方案。帷幕灌浆的施工方式比较严谨，可以保证施工的安全性，并且能够在施工过程中对各种参数进行严格的控制。最后，相对于其他施工技术，使用帷幕灌浆技术的操作也比较方便，施工的过程中，会选择合理的位置进行钻孔和灌浆工作，并且随着时间增加，凝固的水泥将会和周围的泥土和骨料结合成坚固的保护物，最终构成较好的帷幕防渗系统，而且该方法的成本也比较低，具有较好的施工效果。

（二）帷幕灌浆技术原理

帷幕灌浆会将浆液灌入到岩体或者土层裂隙、孔隙中，使其能构成连续的阻水帷幕，达到降低渗漏和降低压力参数的要求。帷幕顶部和混凝土闸的地板或者坝体相连接，底部会深入到相对不透水的岩层当中，可以对地下水的渗透进行控制。

（三）帷幕灌浆技术施工程序

大坝的帷幕灌浆包括单排孔、双排孔、三排孔三种方式，根据分序加密的原理进行顺序施工，并且在生产完成之后还要施工的实施情况进行检查。施工中，首先要进行场地的平整工作，为此要先进行场地状况的观察，保证场地能够处于夯实的状态，工作平台必须坚实、平坦、不得产生过大或不均匀的沉降。为了能针对冲刷等问题进行有效的保护,还需要在平台的两侧建立排水沟。然后要进行钻孔施工工作，钻孔之前需要做好钻机定位，完成第一段钻进之后进行洗孔和压水实验，并且完成第一段灌浆，以及在钻孔口灌入浆液凝固后再进行第二段钻孔工作。

二、帷幕灌浆技术在大坝除险加固工作中的应用实例

（一）工程概况

黄栗树水库主坝工程为黏土斜墙加上黏土铺盖防渗的混合坝，最大坝高32.2m，水库为大（2）型水库，Ⅱ等工程。控制流域面积262km2，设计水库总库容2.3 亿m3,为综合利用的大（2）型水库。水库地理位置重要，水库设计灌溉面积34 万亩、实际灌溉面积18 万亩。由于几次加固，坝身分期施工土填料混杂，坝身填土密实度较低，分期填筑质量不一，由于大坝质量问题，一直在低水位下控制运行。防渗体系分期形成，2002 年虽然对大坝进行了又一次加固，但黏土斜墙铺设复合土工防渗膜斜墙，与高喷防渗墙形成综合防渗体系，存在防渗不连续的问题，大坝内渗透坡降大于允许值，不满足安全要求。左岸受断层影响，存在绕渗问题。右岸的坝下埋设放水涵洞，由于洞身周边填土质量较差，砼结构老化，放水涵洞存在贯穿性裂缝，与大坝间存在接触渗漏问题。鉴于以上种种原因，大坝防渗体系不健全、存在质量缺陷。2015 年水库大坝安全鉴定、并经水利部大坝安全管理中心核查确定为三类坝。为保证水库工程和下游防洪安全，保障水库防洪、供水、灌溉等综合效益的正常发挥，为此，要对水库进行除险加固工作。并且根据工程的实际情况，采用了帷幕灌浆的方法进行大坝的除险工作。

（二）工程设计

在帷幕的设计中，主坝采用用了单排、双排相结合灌浆的施工方式，结合工程渗漏的情况确定灌浆的深度为11.2-49.3 米，以便可以充分利用大坝本体来对大坝进行除险加固施工。坝身及右岸坝肩段帷幕为单排三序孔，终孔间距2.0m.左岸坝肩有绕渗和断层，采用双排孔错开排列，排距1.5m,每排三序孔，终孔间距2.5m.

根据对现场的分析，确定主坝工程的左右岸山体地下水为主要基岩裂隙水和第四系堆积层的潜水，除大气降水及库水补给外，还有远处山体内基岩节理裂隙水的渗入。左岸坝肩由于F2 段层横切岩层及该断层两侧发育有羽状张拉裂隙，右岸坝肩地下水位高，都有碎裂石灰岩层，岩层的厚度大并且导致了大坝的漏水问题加剧。为此，灌浆施工时，施工人员要严格控制施工工艺，做好对施工机械的使用，遵守相关规范流程，保证工程的施工质量。

（三）工程施工控制

钻孔施工中，使用先进设备完成了对孔位的测放工作，并且对钻机的位置进行调整。钻孔时是用钢筋标准确定钻孔位置，正式开孔之前，还要对钻机底座的高度用水平尺检查，在确定满足要求之后，再使用螺栓进行固定，然后对平台的牢固性和稳定性进行进一步的检查，确保是钻机平台的钻孔、天车、立轴在同一条直线上，然后才能正式进行帷幕灌浆的钻孔施工工作。完成钻孔施工之后，对所有的灌浆孔进行裂隙冲洗，直到回水清净为止，冲洗压力最大值为1.0MPa，冲洗后孔内沉积厚度不得大于20cm。压水实验在裂隙冲洗后进行，按规范要求试验灌浆孔应采用单点法压水试验，压力为灌浆的80%，且不大于1.0MPa，其它各序灌浆孔采用简易压水试验，简易压水试验可结合裂隙冲洗进行，帷幕灌浆孔表层不易小于0.3MPa，孔底段不宜小于0.5MPa，且以不抬动岩体为原则。灌浆使用水泥浆液，灌浆泵BW-250/6,最大灌压为6.0MPa，排灌量为250L。高速搅拌机能在30s 秒内将水泥和水搅拌非常均匀的和液，在送入慢速搅拌机不停地搅拌，防止灌浆过程中的二次沉淀。

灌浆施工的工作中，需要在封闭空口之后，以自上而下的顺序进行孔内循环灌浆，而且要控制好灌注孔底部的之间的距离，并做好灌浆压力的控制。对于纯压式灌浆，其孔管口的压力值需要为灌浆的压力值。帷幕灌浆的施工中，压力值应该以设计标准和技术标准作为基础确定。如果施工过程中出现了串浆的问题，可以使用限流、降压、风度的方法来进行控制。

（四）工程施工质量控制

对于水库工程大坝除险加固，必须要严格控制施工质量，确保工程的施工质量效果。所以，施工过程中应该做好对施工质量的监测工作，为水库的安全创造良好的保证。在施工之前，需要对工程施工中的单位耗灰量进行分析，而且施工中也要根据工段、工序的情况，来做好对耗灰量数据的记录工作，同时也要做好对数据的分析。本工程中，随着施工工序的进行，耗灰量增加出现了一定波动，但是这种波动属于正常现象。

本灌浆工程严格控制对坝基的破坏和抬动，在对孔透水率的控制当中，帷幕灌浆工程应该在每十个灌浆孔中抽取一个进行检查。也可以使用钻孔取芯和压水实验的方法进行检测，而且要详细记录结果。在经过压水实验的工作中，本工程需要控制空口透水率不超过5Lu，满足对工程质量控制的标准要求。结合现场的检查结果，多数是空段的透水率都在3Lu 以下，可以满足工程的施工要求。

结束语：帷幕灌浆的施工中，需要做好对工程实际情况的调查，然后结合渗漏情况确定除险加固计划的施工设计，制定合理的施工方案。施工过程中，也要做好对标准的控制，为水库大坝质量控制提供保障。