大壩帷幕灌漿施工中常見問題的探討

高建濤

摘 要：在大壩的工程施工中，常用的就是帷幕灌漿施工技術(shù)，也是防止大壩基礎(chǔ)防滲的重要手段。所以通過對其常見問題進(jìn)行深入的探討，對于提高大壩帷幕灌漿工作效率的提升具有重要的意義。本文以河南省出山店水庫工程為例，首先闡述了帷幕灌漿施工工藝，并詳細(xì)講述大壩帷幕灌漿施工問題以及解決措施，最后針對其質(zhì)量控制的策略進(jìn)行了簡述，望對業(yè)界人士提供良好的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：大壩帷幕灌漿施工；常見問題；探討

中圖分類號：TV543 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）18-0112-02

1 帷幕灌漿施工工藝介紹

1.1 帷幕灌漿施工的定義

在指定位置進(jìn)行鉆孔、清理鉆孔操作，之后進(jìn)行止水和壓水測試，最終進(jìn)行漿液灌注操作來實現(xiàn)相應(yīng)工程的施工要求，這就是帷幕灌漿施工。除此之外，孔洞關(guān)注操作時，施工人員的操作必須要遵循以下兩點：一排樁時，由兩邊逐步向里灌注；多排樁時，從上排和下排開始，逐漸向中間靠攏的灌注；在帷幕灌漿施工中，鉆孔和沖洗技術(shù)是施工中經(jīng)常用到的。

1.2 鉆孔

回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)在施工孔徑中最常用的鉆孔方式。鉆粒鉆進(jìn)、金剛石鉆進(jìn)、合金鉆進(jìn)是鉆孔施工常用的作業(yè)形式。在鉆孔的施工中，巖層縫隙傾向、巖石構(gòu)造等施工條件因素都會影響到鉆孔的角度。與縫隙面或者眼層面呈現(xiàn)90度角是最佳的鉆孔角度。此種鉆孔方式有利于最優(yōu)的灌漿效果呈現(xiàn)。

1.2.1 鉆孔深度的確定

河南省出山店水庫工程中，壩基經(jīng)過開挖后，基礎(chǔ)巖石面未在統(tǒng)一高程，存在一定高差，根據(jù)壩基建基面地形斷面圖和帷幕灌漿深度要求確定，1#～13#壩段主帷幕孔深度20～30m，副帷幕孔深度10～16m；14#～23#壩段主帷幕孔深度15m～50m，副帷幕孔深度14m～27m。

1.2.2 孔位放樣

灌漿孔位，采用測量控制點放樣，嚴(yán)格按照孔位布置圖布置孔位，孔位偏差不大于10cm，帷幕鉆孔如遇壩段分縫位置應(yīng)避開，且鉆孔位置距離分縫位置不小于50cm，并作好明確標(biāo)識。在壩段有鋼筋網(wǎng)的區(qū)域，事先錨固預(yù)埋管，在混凝土澆筑后方便鉆孔。

1.2.3 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)就位后采用水平尺或鉛垂線校正鉆機(jī)的水平度和主軸的垂直度。

1.2.4 鉆孔帷幕灌漿

鉆孔設(shè)備采用GJ-150型地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，帷幕灌漿孔孔徑為Φ76mm，抬動測試孔孔徑為Φ91mm；鉆孔孔位、孔深、孔斜度以及孔徑嚴(yán)格按照施工圖紙的要求進(jìn)行施工。

1.2.5 排水孔

鉆孔需在該部位帷幕灌漿結(jié)束并檢驗合格后方可鉆進(jìn)。

1.3 沖洗

對于該步驟來說，使用頻率最高的施工方法為鉆孔沖洗和縫隙沖洗。

（1）鉆孔沖洗的目的是將鉆孔底部和內(nèi)壁上附著的巖石粉末和雜物等沖刷出孔洞，有助于灌漿過程中漿液的灌注；（2）縫隙沖洗是采用壓力水，把巖石縫隙和孔洞中的泥沙等雜物沖出孔外，使?jié){液充分填充。規(guī)范條文規(guī)定，對于熔巖、碎裂等復(fù)雜地段應(yīng)采用實地試驗確定。根據(jù)《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》SL62-2014中施工規(guī)范規(guī)定及試驗區(qū)沖洗不回水情況分析，為了最大程度的降低對底層的損壞，將采用高風(fēng)壓壓縮空氣方式來進(jìn)行沖洗，沖洗作業(yè)完成之后發(fā)現(xiàn)，鉆孔底部的沉積物厚度在20cm以下。

1.4 止水試驗

止水作業(yè)要在沖洗空洞完成之后進(jìn)行。對土壩而言，先放入套管，在合適的水位防止止水設(shè)備，來達(dá)到止水目的；在重力壩工程中，在孔壁中較好位置防止止水設(shè)施就可以實施作業(yè)（可以直接省去止水設(shè)施）。

2 大壩帷幕灌漿施工問題以及解決措施

在河南省出山店水庫工程中，遇到了眾多的問題，下文將對該項目中遇到的帷幕灌漿施工問題進(jìn)行詳細(xì)的闡述和解決途徑的探討。

2.1 終孔段透水率過大

帷幕灌漿孔終孔段的透水率或單位注入量大于設(shè)計規(guī)定值時，其灌漿孔繼續(xù)加深。

2.2 冒漿、漏漿處理

在眾多的大壩帷幕灌漿工程中，因為地質(zhì)特點造成的裂隙或者軟弱地層，造成了灌漿孔和通道相通的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致了漿液難以灌入的問題，嚴(yán)重影響了灌漿的質(zhì)量，并造成了嚴(yán)重的資源浪費。所以在帷幕灌漿工程中，通過提前進(jìn)行溶洞和大裂縫的記錄來預(yù)防冒漿、漏漿問題的出現(xiàn)。若已經(jīng)出現(xiàn)冒漿、漏漿問題，就要采取具體的措施來進(jìn)行解決，比如表面封堵、濃漿、低壓、間歇灌漿等眾多的方式，直至冒漿、漏漿問題解決，就可以采取正常的灌注作業(yè)來進(jìn)行灌漿操作至結(jié)束。此外要注意對建基進(jìn)行及時的沖洗和清理，以免對環(huán)境造成污染。

2.3 斷層帶處理

鉆孔穿過斷裂構(gòu)造發(fā)育帶，發(fā)生塌孔、掉塊、黃泥、充砂或集中滲漏時，做好記錄，查明原因，研究處理措施。此種情況要采用回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)成孔，帷幕灌漿要求在洗孔后按總孔數(shù)的20%逐段進(jìn)行壓水試驗。

2.4 串漿處理

在河南省出山店水庫工程中，大壩地質(zhì)情況：加里東晚期中粗粒黑云母花崗巖，局部夾片巖捕擄體，并有細(xì)?；◢弾r脈、長英巖脈、石英巖脈及綠簾石脈穿插。因為巖層裂縫不斷發(fā)育并逐漸形成相互串通的局面，使得相鄰的孔洞之間相連，導(dǎo)致串漿現(xiàn)象的發(fā)生?；蛘呤且驗閴毫Ρ盱`敏度不高或者堵塞的灌漿路，導(dǎo)致實際灌漿作業(yè)時，灌漿壓力掌握不準(zhǔn)確，相互擠壓的孔洞導(dǎo)致其不能承受，最終會出現(xiàn)串漿的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了灌漿質(zhì)量，耽誤了施工工期。所以要通過如下的解決方法來處理。

（1）阻塞串漿孔，待灌漿孔灌漿結(jié)束后，再對串漿孔進(jìn)行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進(jìn)或灌漿。（2）若注入率不大，串漿孔具備灌漿條件，采用一泵灌一孔，同時灌注。（3）如串通孔具備灌漿條件時，在滿足設(shè)計壓力和正常供漿的前提下，將串通孔并聯(lián)灌注，并分別控制灌漿壓力，防止抬動，同時并聯(lián)孔數(shù)不超過3個。（4）如串漿孔不具備灌漿條件時分為一下兩種情況，串漿量較小時，在被串孔內(nèi)注入清水，使水泥漿液不致充填孔內(nèi)；串漿量較大時，將阻塞器阻塞于被串孔串漿部位上方1～2m處，對灌漿孔繼續(xù)進(jìn)行灌漿，灌漿結(jié)束后立即將串通孔內(nèi)的阻塞器取出，并掃孔、待凝后進(jìn)行灌漿。

2.5 灌漿中斷處理

在帷幕灌漿施工中，因為停水、停電、灌漿管的問題導(dǎo)致的灌漿中斷，呈現(xiàn)突然性的吸漿量減小甚至是不吸漿的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了灌漿質(zhì)量。若中斷的實踐很長就會導(dǎo)致止水被固定在孔內(nèi)，嚴(yán)重者會引起事故?；蛘咧匦聮呖锥紩斐晒て诘难诱`。所以針對灌漿中斷的問題要及時進(jìn)行解決。

2.5.1 灌漿中斷的預(yù)防方法

首先，選擇運轉(zhuǎn)最佳的灌漿泵，在最大壓力下依然能夠良好運轉(zhuǎn)的專業(yè)灌漿泵。其次，保證輸漿管的質(zhì)量，加固處理其接口位置。再次檢查壓力表，并定期校驗。最后帷幕灌漿工程中，要針對其水電管線設(shè)置專門的管線來保證其安全供水和供電。若有不得不要求灌漿停止的事情要提前通知灌漿的施工人員。

2.5.2 灌漿中斷的處理方法當(dāng)

為了保證良好的灌漿質(zhì)量，當(dāng)發(fā)生灌漿中斷時，盡快縮短停留時間，采取相應(yīng)的措施盡快灌漿。

首先，因機(jī)械故障原因比如灌漿泵、攪拌機(jī)等造成的中斷就可以通過排除故障就可以修復(fù)。若不能及時修復(fù)，就要采取更換設(shè)備的方式來保證灌漿作業(yè)；若是儀表問題，就應(yīng)該盡快的更換來保證灌漿作業(yè)和灌漿質(zhì)量。

其次，當(dāng)灌漿作業(yè)中斷之后，要及時清理鉆孔內(nèi)的沉淀，為后期的灌漿奠定基礎(chǔ)。灌漿中斷之后，因為漿液會在裂縫處發(fā)生沉降現(xiàn)象，導(dǎo)致堵塞，持續(xù)時間長的情況下，會越來越密實，最終會嚴(yán)重影響灌漿的質(zhì)量。所以當(dāng)遇到灌漿中斷的問題時，就要及時進(jìn)行鉆孔的清理工作，為后期順利的灌漿提供便利條件。

最后，在某些工程中，因為灌漿中斷持續(xù)時間較長，且沒有進(jìn)行鉆孔的清潔工作，導(dǎo)致裂縫內(nèi)的沉淀現(xiàn)象已經(jīng)很嚴(yán)重。面對此種情況，就要采取重新打孔的措施來保證后期的灌漿質(zhì)量。首先將灌漿塞提出，然后打鉆到鉆孔最底部，將鉆孔用高壓水進(jìn)行清洗，并達(dá)到相關(guān)要求，按照相關(guān)的要求，重新進(jìn)行灌漿操作。

2.6 大耗漿段處理

在帷幕灌漿作業(yè)中，大耗漿段處理因為面臨地質(zhì)缺陷，比如巖體破碎、裂隙張開度大等問題，導(dǎo)致了其灌注時間持續(xù)較長，且容易導(dǎo)致安全事故。所以要針對該問題提起高度的重視，要嚴(yán)格遵循保證施工質(zhì)量、施工進(jìn)度、降低投資的原則來一次進(jìn)行，不能因為片面追求節(jié)約成本而造成灌漿質(zhì)量過低的問題。所以要采取以下措施來進(jìn)行改善：

（1）低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿；（2）灌注速凝漿液；（3）灌注砂漿等措施處理。

2.7 孔口涌水灌漿處理

孔口有涌水的灌漿孔段，在灌漿前應(yīng)測記涌水壓力和涌水量，根據(jù)涌水情況，可采用：

（1）縮短段長；（2）提高灌漿壓力；（3）灌注濃漿液；（4）灌注速凝漿液；（5）屏漿；（6）閉漿；（7）待凝等措施進(jìn)行處理。

2.8 回漿變濃處理

灌漿過程中回漿變濃，可采用下列措施進(jìn)行處理：

（1）適當(dāng)加大灌漿壓力。（2）換用相同水灰比的新漿灌注，若效果不明顯，則繼續(xù)灌注30min后結(jié)束。

2.9 特殊情況處理后復(fù)灌要求

灌漿孔遇特殊情況時，無論采用何種措施進(jìn)行處理，其復(fù)灌前均進(jìn)行掃孔，復(fù)灌后達(dá)到規(guī)定的結(jié)束條件。

3 帷幕灌漿的施工質(zhì)量控制方式

3.1 鉆孔的控制

在帷幕灌漿工程中要通過對其鉆孔的質(zhì)量控制來保證帷幕灌漿的整體作業(yè)質(zhì)量。鉆孔孔位、先導(dǎo)孔、孔斜和孔深的控制都屬于對鉆孔的控制。

開鉆孔之前要進(jìn)行復(fù)核孔位的工作，保證孔位的偏差在10cm范圍內(nèi)；在灌漿之前，要對先導(dǎo)孔采取壓水試、鉆孔、灌漿等工序，驗證其帷幕設(shè)計的底線。先導(dǎo)孔不要一次鉆到底部，針對孔深在6m以上的鉆孔。還要采取分序鉆孔的方法，先展開導(dǎo)孔的鉆孔與灌漿過程，再依次進(jìn)行鉆孔與灌漿。要根據(jù)行管的設(shè)計規(guī)范來記錄好偏斜率，為其施工奠定良好基礎(chǔ)。

3.2 沖洗鉆孔和壓水試驗

在帷幕灌漿施工中，鉆孔沖洗工作很關(guān)鍵。采用的灌漿形勢為從上至下時，分段鉆孔要分段沖洗；采用的灌漿形勢為從下而上時，按照全空展開鉆孔沖洗的方法按照次序進(jìn)行沖洗作業(yè)。在沖洗鉆孔之前，將套筒下入壩體。綜合裂縫的情況進(jìn)行沖洗，并檢測壓水狀態(tài)。要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行分段壓水，且遵循從上到下的順序。

3.3 灌漿的質(zhì)量控制

要按照設(shè)計圖紙和相關(guān)企業(yè)的規(guī)定借助設(shè)計實驗選擇最佳的凝土與砂漿配比。調(diào)節(jié)配比時要根據(jù)實時砂石骨料的含水率來進(jìn)行。對于隱蔽的工程與各道程序?qū)嵭惺┕さ娜龣z制和聯(lián)檢制體制，對于重點的工序與質(zhì)量問題進(jìn)行有效地預(yù)防與控制。只要是下道工序施工后會影響上道工序的情況，皆要進(jìn)行隱蔽工程的驗收工作。

4 結(jié)語

綜上所述，在帷幕灌漿施工過程中，通過對施工過程中遇到的各種問題進(jìn)行深入的研究，不斷為帷幕灌漿施工提供最佳的灌漿環(huán)境，保證其灌漿質(zhì)量就是保證帷幕灌漿的施工質(zhì)量，推動大壩施工的有序?qū)嵤?/p>

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