淺析帷幕灌漿技術(shù)在水庫除險加固工程中的應(yīng)用

彭兆強

摘 要：在水庫除險加固施工中，帷幕灌漿技術(shù)是使用最廣泛的灌漿技術(shù)。帷幕灌漿不僅具有極佳的防滲漏功能，而且能夠降低灌漿施工成本。本文介紹帷幕灌漿技術(shù)的施工條件和施工流程。同時，分析了各種外部因素的影響，并提出了相應(yīng)的解決措施，以提高帷幕灌漿技術(shù)的施工效果。

關(guān)鍵詞：帷幕灌漿技術(shù)；水庫；除險加固

中圖分類號：TV697 文獻標識碼：A

0.引言

為了保證水庫的運轉(zhuǎn)安全性，應(yīng)當定期對水庫庫體進行保養(yǎng)與維護，其中最重要的維護內(nèi)容是對水庫庫體進行除險、加固處理，以防止水庫庫體發(fā)生安全事故。在水庫庫體的除險加固過程中，使用最廣泛、實施效果最顯著的灌漿技術(shù)的是帷幕灌漿技術(shù)，通過該技術(shù)不僅能夠保證庫體的安全性，而且通過較低的工程造價就能夠解決水庫滲漏問題。

1.帷幕灌漿施工方法及流程

1.1帷幕灌漿施工條件

帷幕灌漿施工之前，必須確保其帷幕墊層混凝土強度能夠達到28天的設(shè)計強度，且在達到設(shè)計強度的70%才能進行施工；進行帷幕灌漿之前，按照灌漿施工設(shè)計要求，對指定鉆孔進行灌漿試驗，且編寫對應(yīng)的灌漿試驗手冊，再根據(jù)設(shè)計要求和實驗結(jié)果知道灌漿實施工；進行帷幕灌漿之前，需要進行抬動檢測設(shè)備的安裝，實現(xiàn)在灌漿過程中，保證抬動值在設(shè)計范圍之內(nèi)。

1.2帷幕灌漿施工方法

灌漿的方法包括兩種，分別為：全孔一次灌漿、全孔分段灌漿。全孔一次灌漿適用于地質(zhì)條件較好、安全隱患較小的情況；其他情況則更適合采用全孔分段灌漿，常用的全孔分段灌漿方式包括：自上向下分段灌漿、自下向上分段灌漿、綜合分段灌漿、孔口封閉自上向下灌漿等：

（1）自上向下分段灌漿，即進行鉆孔作業(yè)的同時完成灌漿作業(yè)。其優(yōu)點在于：上部完成灌漿的地層對下部地層產(chǎn)生壓力，能夠提高下部地層的灌漿質(zhì)量；但是缺點在于：必須等待水泥漿完全凝固之后，才能進行下部地層的施工作業(yè)，因此灌漿施工周期較長。

（2）自下向上分段灌漿，即當鉆孔深度達到設(shè)計深度后，從下至上完成灌漿作業(yè)。其優(yōu)點在于：不需要等待水泥漿完全凝固，再進行灌漿作業(yè)，能夠有效縮短灌漿施工時間，提高施工作業(yè)效率；但是缺點在于：由于上部地層的灌漿壓力不夠，可能會影響下部地層的灌漿質(zhì)量，容易導(dǎo)致反漿現(xiàn)象。

（3）綜合分段灌漿：即結(jié)合了自上向下分段和自下向上分段兩種方法，主要運用于地質(zhì)情況較為復(fù)雜、鉆孔深度較深時的灌漿施工工作。

（4）孔口封閉自上向下灌漿：即改進的自上向下分段灌漿，主要工作原理是：在鉆孔孔口安裝封隔器，接著從上向下開始分段完成鉆孔作業(yè)和灌漿作業(yè)。其優(yōu)點在于：施工操作比較簡單，不僅能夠大幅度縮短施工時間，而且能夠有效降低施工作業(yè)成本；其缺點在于：施工作業(yè)需要大量的水泥漿和管線。

1.3帷幕灌漿施工作業(yè)流程

帷幕灌漿施工作業(yè)流程包括：施工前準備、鉆孔、鉆孔沖洗和壓水試驗、灌漿和封孔。圖1為典型的帷幕灌漿施工流程示意圖，下面將結(jié)合示意圖對帷幕灌漿施工流程作進一步解釋說明。

1.3.1灌漿施工前準備

（1）鉆孔間距和布置形式：帷幕灌漿的鉆孔作業(yè)通常使用金剛石或硬質(zhì)合金鉆頭的回轉(zhuǎn)式鉆機進行，設(shè)計要求如下：①鉆孔深度與圖紙設(shè)計孔深誤差小于10cm；②鉆孔深度符合圖紙設(shè)計規(guī)定和要求；③鉆機上應(yīng)當安裝平正穩(wěn)固，確?？卓诠芊较蚺c圖紙設(shè)計要求相一致。

（2）灌漿材料確定：帷幕灌漿施工使用的水泥漿，必須按照《土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范》、《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》等規(guī)范的要求進行配制；外加劑與化學(xué)材料的添加需要通過室內(nèi)試驗、現(xiàn)場灌漿方法和監(jiān)理人員建議等。灌漿施工過程中所使用的水泥漿，在進行灌漿操作前，必須根據(jù)設(shè)計要求進行過篩處理。

1.3.2鉆孔施工

鉆孔是進行帷幕灌漿施工的前提，必須按照圖紙設(shè)計和監(jiān)理要求進行鉆孔作業(yè)，鉆孔作業(yè)時應(yīng)當重視鉆孔孔口的高程，確?？卓谖恢门c設(shè)計圖紙位置之間的誤差較小，防止出現(xiàn)止水、止?jié){的現(xiàn)象。

1.3.3沖洗和壓水試驗

在進行帷幕灌漿操作之前，必須對鉆孔進行沖洗，沖洗完成的標準為鉆孔內(nèi)反出清水。完成鉆孔沖洗后，需要進行壓水試驗，計算透水率。鉆孔沖洗和壓水試驗的注意事項如下：

（1）沖洗鉆孔的壓力應(yīng)為灌漿作業(yè)壓力的80%，當灌漿壓力超過1MPa時，則選用1MPa為現(xiàn)場使用的灌漿壓力；對于沖洗風壓，則選用50%的帷幕灌漿壓力，當灌漿壓力超過0.5MPa時，則選用0.5MPa為現(xiàn)場使用的灌漿壓力。

（2）沖洗時間必須超過30min，且必須等至鉆孔反出清水之后10min；如果反水沒有達到的要求，則繼續(xù)進行鉆孔沖洗；如果進行沖洗的鉆孔鄰近有正在進行灌漿施工的鉆孔，或者鄰近的灌漿施工沒有超過24h，則禁止進行沖洗施工。

（3）對于巖溶與斷層等存在大裂隙的地區(qū)，是否需要進行鉆孔沖洗以及鉆孔沖洗方式應(yīng)當通過項目設(shè)計、現(xiàn)場試驗、建立管理來確定。

1.3.4灌漿施工

（1）水泥漿攪拌：①水泥漿液必須攪拌均勻，并測定和記錄水泥漿液的密度和黏滯度等參數(shù)；②當使用普通攪拌機進行水泥漿液攪拌作業(yè)時，攪拌時間應(yīng)不少于3min；當使用高速攪拌機進行水泥漿液攪拌作業(yè)時時，攪拌時間應(yīng)不少于30s。水泥漿液在進行攪拌作業(yè)前應(yīng)通過過篩處理，水泥漿液從開始配制到使用完畢的時間應(yīng)當少于4h。

（2）集中制漿：①集中制漿站用400L高速攪拌機拌制漿液，使用250/50水泥漿泵將水灰比為0.5∶1的水泥漿液泵送至各灌漿作業(yè)點，然后在各灌漿點測定水泥漿液的密度，最后根據(jù)各灌漿點的灌漿作業(yè)需求對泥漿進行調(diào)制和使用；②水泥漿液的溫度應(yīng)保持在5℃～40℃，如果使用溫度超出以上溫度范圍，則被視為廢漿。

（3）水泥漿質(zhì)量控制：根據(jù)水泥漿配制流程，采用如下方式進行水泥漿的質(zhì)量控制：①制漿材料必須稱量且攪拌均勻；②鉆孔沖洗時，將鉆孔內(nèi)的沉積物如：樹干、沉砂等清理干凈；③過濾清除泥漿池內(nèi)的沉砂和漂浮物；④定期清理水泥漿池；⑤通過專用檢測儀器對水泥漿組分進行檢測。endprint

（4）灌漿施工：①運用循環(huán)式孔底全孔灌注的方法進行灌漿施工作業(yè)，應(yīng)當將注漿管鉆至鉆孔深度0.5m～1.0m；②開始灌漿施工作業(yè)前，先使用稀水泥漿進灌漿，然后3min～5min之后，增加水泥漿稠度；③使用“少灌多復(fù)”的方法進行灌漿施工作業(yè)，并且每次灌漿施工作業(yè)的間隔時間不少于5d；④使用錯位灌漿、逐漸加密的灌注方式進行灌漿，首先完成第一序孔的灌漿，然后繼續(xù)下游排孔的灌漿施工作業(yè)。

（5）完成鉆孔的灌漿施工后，當水泥漿完全壓實后，在使用含水量式中的土料進行壓實，最后進行封孔。

2.灌漿施工問題及處理方法

2.1灌漿中斷及處理

帷幕灌施工作業(yè)漿可能會因為各種突發(fā)原因而造成突然中斷，常見突發(fā)原因主要包括：現(xiàn)場停電、機械設(shè)備故障、管線堵塞和管線破裂等。常用的灌漿施工作業(yè)中斷的解決措施包括：

（1）改善材料性能。

（2）提升防范工藝。在灌漿施工過程中需要重視如下幾個問題：①嚴格把控灌漿材料質(zhì)量，了解灌漿材料性能，及時檢查管徑作業(yè)管路連接情況，及時檢查、處理灌漿材料的質(zhì)量問題、管道堵塞、破裂等問題；②管路檢查無誤后，及時調(diào)整壓力表誤差，保證其真實性、準確性；③灌漿施工過程中，管路會因為灌漿壓力過大而出現(xiàn)破損或堵塞，需要及時對灌漿泵進行清洗；④定期檢查施工現(xiàn)場的水電情況，防止停電造成帷幕灌漿施工作業(yè)的中斷；⑤保持灌漿施工作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的清潔與干燥，防止鉆孔內(nèi)的水泥漿液上返造成線路短路。

2.2漏漿現(xiàn)象及處理

由于灌漿施工的機械設(shè)備通過管路連接，如果管路之間存在很多間隙、裂紋，則灌漿壓力過大時會發(fā)生漏漿現(xiàn)象，導(dǎo)致水泥漿的灌入值大于設(shè)計值。漏漿現(xiàn)象常用以下措施加以解決：

（1）采用較低的灌漿壓力，在特殊情況下可采用水泥漿自流的方式進行灌漿施工作業(yè)，當水泥漿液的流動性降低之后再逐步提高灌漿壓力。

（2）灌漿施工中如果遇到持續(xù)進漿的現(xiàn)象，則應(yīng)當暫停灌漿施工作業(yè)，當水泥漿逐漸凝固之后，再重新進行灌漿施工作業(yè)，這樣能夠防止因為水泥漿體積過大，造成灌漿壓力提高。

（3）如果灌漿的速率過快，容易導(dǎo)致灌漿壓力身高，通過將灌漿速率保持在30L/min～40L/min，并同時提升水泥漿的濃度，當進漿量下降之后，再進行灌漿壓力的提升。

2.3不吸漿、只吸水現(xiàn)象及處理

不吸漿、只吸水現(xiàn)象主要通過漏漿量異?；蚵┧慨惓肀憩F(xiàn)，而導(dǎo)致漏漿量異?；蚵┧慨惓５脑蛑饕牵翰缓侠淼氖┕し椒ǔ霈F(xiàn)了不吸漿、只吸水的情況；為了按時完成灌漿施工，導(dǎo)致沒有進行壓水試驗，就開始灌漿施工作業(yè)，導(dǎo)致鉆孔出現(xiàn)外漏現(xiàn)象，進而造成漏漿量或漏水量的異常。因此，在灌漿施工作業(yè)時，臨近鉆孔必須開展壓水試驗，不準全孔結(jié)束、從上向下鉆孔完成之后再開始灌漿施工作業(yè)，防止出現(xiàn)不吸漿、只吸水的現(xiàn)象。

結(jié)語

帷幕灌漿技術(shù)廣泛地應(yīng)用于水庫除險加固過程中，不僅能夠防止水庫庫體發(fā)生滲漏情況，而且能夠確保水庫庫體的穩(wěn)固。本文首先介紹帷幕灌漿技術(shù)的施工條件，并解釋說明了具體的施工流程。同時，分析了各種外部因素的影響，，并提出了相應(yīng)的解決措施，以提高帷幕灌漿技術(shù)的施工效果。

參考文獻

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