摘要：帷幕灌浆技术是水工建筑物地基防渗处理的主要手段，对保证水工建筑物的安全运行起着重要作用。本文首先论述了帷幕灌浆技术的原理，进而罗列了帷幕灌浆技术的工程设计技术要求，最后就帷幕灌浆技术的施工要点进行详细阐述，以供参考。
关键词：帷幕灌浆;水电工程;大坝;施工
1前言
帷幕灌浆技术在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕的施工工艺，帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接，底部深入相对不透水岩层一定深度，以阻止或减少地基中地下水的渗透;与位于其下游的排水系统共同作用，还可降低渗透水流对闸坝的扬压力。20世纪以来，帷幕灌浆技术一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段，对保证水工建筑物的安全运行起着重要作用。在此，本文就水电大坝加固工程中帷幕灌浆施工技术展开阐述，以供参考。
2 帷幕灌浆技术的原理
帷幕灌浆技术的基本原理为：首先用地质钻机在需要处理的地层钻一排帷幕孔，然后用高压将水泥浆灌注到被处理地层的缝隙内，水泥浆凝固后，帷幕孔内凝固的水泥柱体和周围被水泥浆凝结到一起的地层共同形成一道密实的帷幕，从而起到防止水流从地层内渗透的作用。
3 帷幕灌浆技术的工程设计技术要求
3.1在钻孔时，要求钻孔的位置与设计的位置应小于10cm。
3.2灌浆的孔径最好采用51～91mm之间，钻孔时应注意保持孔壁的垂直度和完整性。
3.3在灌浆前，灌浆孔应采用灌浆压力的80%进行裂隙冲洗，冲洗时要求孔内的沉积厚度低于20cm。
3.4 要求搅拌机的转速和拌合能力应分别与搅拌浆液的类型和灌浆泵的排浆量相适应，以保证施工连续作业。高速搅拌机的转速不得小于1200r/min。
3.5 灌浆管路应保证浆液流动畅通，且能承受1.5倍的最大灌浆压力。
3.6 灌浆泵和灌浆孔处应安设有压力表，且压力表最大标值应在1/4-3/4之间。
3.7 灌浆塞应有良好的膨胀和耐压性能，在最大灌浆压力下能可靠的封闭灌浆孔段，并且易于安装和拆卸。
4 帷幕灌浆技术的施工要点
4.1钻孔
1.帷幕灌浆钻孔可采用回转（或冲击）钻进，要求钻孔部位的偏差应小于10cm，如果需要改变钻孔的位置时必须进行论证。帷幕灌浆孔，在覆盖层应采用硬质合金钻头钻头钻进，在基岩中采用金刚石钻头或合金钻头回转钻进，钻孔孔径Φ56mm。先导孔采用Φ91mm开孔，Φ76mm终孔，先导孔、第二、第三序孔。
2.施工中要经常进行孔斜的检测，保证孔钻前要校验，一旦出现偏差，应及时进行补救。
关键词：帷幕灌浆;水电工程;大坝;施工
1前言
帷幕灌浆技术在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕的施工工艺，帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接，底部深入相对不透水岩层一定深度，以阻止或减少地基中地下水的渗透;与位于其下游的排水系统共同作用，还可降低渗透水流对闸坝的扬压力。20世纪以来，帷幕灌浆技术一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段，对保证水工建筑物的安全运行起着重要作用。在此，本文就水电大坝加固工程中帷幕灌浆施工技术展开阐述，以供参考。
2 帷幕灌浆技术的原理
帷幕灌浆技术的基本原理为：首先用地质钻机在需要处理的地层钻一排帷幕孔，然后用高压将水泥浆灌注到被处理地层的缝隙内，水泥浆凝固后，帷幕孔内凝固的水泥柱体和周围被水泥浆凝结到一起的地层共同形成一道密实的帷幕，从而起到防止水流从地层内渗透的作用。
3 帷幕灌浆技术的工程设计技术要求
3.1在钻孔时，要求钻孔的位置与设计的位置应小于10cm。
3.2灌浆的孔径最好采用51～91mm之间，钻孔时应注意保持孔壁的垂直度和完整性。
3.3在灌浆前，灌浆孔应采用灌浆压力的80%进行裂隙冲洗，冲洗时要求孔内的沉积厚度低于20cm。
3.4 要求搅拌机的转速和拌合能力应分别与搅拌浆液的类型和灌浆泵的排浆量相适应，以保证施工连续作业。高速搅拌机的转速不得小于1200r/min。
3.5 灌浆管路应保证浆液流动畅通，且能承受1.5倍的最大灌浆压力。
3.6 灌浆泵和灌浆孔处应安设有压力表，且压力表最大标值应在1/4-3/4之间。
3.7 灌浆塞应有良好的膨胀和耐压性能，在最大灌浆压力下能可靠的封闭灌浆孔段，并且易于安装和拆卸。
4 帷幕灌浆技术的施工要点
4.1钻孔
1.帷幕灌浆钻孔可采用回转（或冲击）钻进，要求钻孔部位的偏差应小于10cm，如果需要改变钻孔的位置时必须进行论证。帷幕灌浆孔，在覆盖层应采用硬质合金钻头钻头钻进，在基岩中采用金刚石钻头或合金钻头回转钻进，钻孔孔径Φ56mm。先导孔采用Φ91mm开孔，Φ76mm终孔，先导孔、第二、第三序孔。
2.施工中要经常进行孔斜的检测，保证孔钻前要校验，一旦出现偏差，应及时进行补救。
孔深（m） 20 30 40 50 60 >70
最大允许偏差值（m） 0.25 0.45 0.70 1.0 1.3 2.5%孔深
3.钻孔孔深应与设计保持一致，不得小于设计值。孔底的偏差应小于0.8m。顶角大于5°的斜孔，孔底最大允许偏差值可根据上表适当放宽，但方位角的偏差值不大于5°。孔深大于60m时，孔底最大允许偏差值应根据工程实际情况确定，并不大于孔距。
4.在相邻的两个次序孔之间，在岩石中钻孔的间隔高差不得小于15m。
5.在钻进的过程中应做好记录，包括岩层、岩性和孔内基本情况。
6.在钻进过程中，如果钻孔遇到洞穴或难以钻进时，可采取先灌浆后钻进的措施。
4.2钻孔冲洗
1.在灌浆前必须进行钻孔冲洗，用导管倒入大流量水流，从孔底向孔外冲洗，冲洗时注意孔内的沉积厚度应严格低于20cm。
2. 灌浆孔宜采用80%的灌浆压力，如果最终计算的值大于1MPa，采用1MPa的水进行裂隙冲洗。
3. 裂隙冲洗应冲洗至回水澄清后10min结束，且要求单段时间不得少于30min，串通孔不少于2h。对回水不够澄清的孔段应继续冲洗。
4.裂隙冲洗后应立即进行灌浆工作，如因故中断了24h以上的，应在灌浆前重新进行裂隙冲洗。
4.3压水实验
在施工时应对先导孔进行从上到下压水实验，实验时可和裂隙冲洗一起进行。
1.进行压水实验时应采用简易压水，要求压水段等于灌浆段长，冲洗压力宜为灌浆压力的80%，如果最终计算的值大于1MPa，采用1MPa。
2.压水实验时压水时间应达到20min，每5min读取一次压入流量，计算流量取最后的流量值，以透水率表示。
4.4浆液制备
1.水泥宜采用强度等级42.5R 的普通硅酸盐水泥，所采用水泥必须新鲜，其细度要求通过80 m方孔筛，其筛余量不大于5%。在搅拌时，可根据工程需要在水泥中加入适量的外加剂和掺合剂，以改善水泥浆液的性能。外加剂或掺合剂的数量，应通过室内配比试验或现场试验确定。一般，要求掺和的细集料，其粒径不大于2.5mm，细度模数不宜大于2.0，含泥量不宜大于3%，有机物含量不宜大于3%。粉煤灰可选用Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ级的粉煤灰。
2.帷幕灌浆使用的水泥须符合施工规范要求，不得使用结块的水泥，且水泥不宜存放过久，出厂3个月的水泥严禁使用。
2.浆液由清水和普通硅酸盐水泥制成，要求制浆材料的称量误差应不大于5%。
3.浆液水灰比不宜稀于1。集中制浆站宜制备水灰比为0.5的纯水泥浆，输送浆液的管道流速宜为1.4-2.0m/s，各灌浆地点应测定从制浆站或输浆站送来的浆液密度。
最大允许偏差值（m） 0.25 0.45 0.70 1.0 1.3 2.5%孔深
3.钻孔孔深应与设计保持一致，不得小于设计值。孔底的偏差应小于0.8m。顶角大于5°的斜孔，孔底最大允许偏差值可根据上表适当放宽，但方位角的偏差值不大于5°。孔深大于60m时，孔底最大允许偏差值应根据工程实际情况确定，并不大于孔距。
4.在相邻的两个次序孔之间，在岩石中钻孔的间隔高差不得小于15m。
5.在钻进的过程中应做好记录，包括岩层、岩性和孔内基本情况。
6.在钻进过程中，如果钻孔遇到洞穴或难以钻进时，可采取先灌浆后钻进的措施。
4.2钻孔冲洗
1.在灌浆前必须进行钻孔冲洗，用导管倒入大流量水流，从孔底向孔外冲洗，冲洗时注意孔内的沉积厚度应严格低于20cm。
2. 灌浆孔宜采用80%的灌浆压力，如果最终计算的值大于1MPa，采用1MPa的水进行裂隙冲洗。
3. 裂隙冲洗应冲洗至回水澄清后10min结束，且要求单段时间不得少于30min，串通孔不少于2h。对回水不够澄清的孔段应继续冲洗。
4.裂隙冲洗后应立即进行灌浆工作，如因故中断了24h以上的，应在灌浆前重新进行裂隙冲洗。
4.3压水实验
在施工时应对先导孔进行从上到下压水实验，实验时可和裂隙冲洗一起进行。
1.进行压水实验时应采用简易压水，要求压水段等于灌浆段长，冲洗压力宜为灌浆压力的80%，如果最终计算的值大于1MPa，采用1MPa。
2.压水实验时压水时间应达到20min，每5min读取一次压入流量，计算流量取最后的流量值，以透水率表示。
4.4浆液制备
1.水泥宜采用强度等级42.5R 的普通硅酸盐水泥，所采用水泥必须新鲜，其细度要求通过80 m方孔筛，其筛余量不大于5%。在搅拌时，可根据工程需要在水泥中加入适量的外加剂和掺合剂，以改善水泥浆液的性能。外加剂或掺合剂的数量，应通过室内配比试验或现场试验确定。一般，要求掺和的细集料，其粒径不大于2.5mm，细度模数不宜大于2.0，含泥量不宜大于3%，有机物含量不宜大于3%。粉煤灰可选用Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ级的粉煤灰。
2.帷幕灌浆使用的水泥须符合施工规范要求，不得使用结块的水泥，且水泥不宜存放过久，出厂3个月的水泥严禁使用。
2.浆液由清水和普通硅酸盐水泥制成，要求制浆材料的称量误差应不大于5%。
3.浆液水灰比不宜稀于1。集中制浆站宜制备水灰比为0.5的纯水泥浆，输送浆液的管道流速宜为1.4-2.0m/s，各灌浆地点应测定从制浆站或输浆站送来的浆液密度。
4.水泥浆液的搅拌时间，若采用高速搅拌机搅拌浆液，搅拌时间不少于30s; 如使用普通搅拌机搅拌浆液，搅拌时间不小于3 min。搅拌后必须测定浆液的密度。水泥浆液自制备至用完的时间不应超过4h。
5.浆液在制备和使用的过程中应做好防寒和防晒等工作，要求浆液的温度保持在5-40℃之间。
4.5 灌浆施工
1.灌浆施工宜采用循环式灌浆法，从上到下分段、不待凝孔内循环式灌浆。
2.灌浆段长一般采用5-6m，情况特殊时可适当调整，但最大不得大于10m。
3.灌浆施工时应严格按分序加密的原则进行，要求灌浆应尽快达到设计压力，但注入率大时应分级升压，严禁低压灌浆，高压结束。
4.管路和孔底的距离应小于50cm。灌浆时为了防止漏灌现象的出现，灌浆管底应处于已灌段以上的半米处。
5.灌浆过程中一旦出现冒浆或漏浆时，依据实际情况可采取表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等措施处理。
6.如果发生串浆，如果具备灌浆的条件，可用一泵一孔的方法进行灌浆处理，如果不具备灌浆条件，应先用孔塞塞住，待灌浆结束后，再行扫孔，然后进行钻进灌浆。
7.灌浆如果出现中断，应尽早恢复灌浆，应冲洗钻孔后恢复灌浆，如果无法冲洗无效可先扫孔然后恢复。恢复时，注意可改用中断之前同比级得水泥浆液继续灌注。
8.在设计压力下，注入率小于0.4L/min，延续灌注60min即可结束;或不大于1 L/min时，继续关注90min，灌浆即可结束。
4.6封孔
当灌浆孔和检查孔结束后，即可进行封孔。
1.封孔采用“置换和全孔压力灌浆封孔法”，即终孔段灌浆结束后，先将孔内余浆置换成0.5∶1的浓浆，而后在孔口封闭进行全孔压力灌浆封孔。
2.封孔压力值采用该孔灌浆的最大压力，其灌浆结束标准与常规段次相同。
3.封孔结束后应将孔口部分用0.5∶1的水泥砂浆填满、捣实、抹平。
综上所述，由于帷幕灌浆技术具有成本较低，施工速度较快，固结体强度大，可靠性高等优点，能对防渗墙底部基岩进行防渗处理，从而减小大坝渗漏。
参考文献：
[1]唐小成.帷幕灌浆施工技术在水利工程中的应用探讨[J].科学之友，2011（08）.
[2]黄烨，胡克功. 甘再水电站大坝帷幕灌浆施工工艺探索[J].西北水电，2011（2）.
[3]李建涛.蜀河水电站高水头、大涌水帷幕灌浆施工技术分析应用[J].西北水电，2011（05）.
5.浆液在制备和使用的过程中应做好防寒和防晒等工作，要求浆液的温度保持在5-40℃之间。
4.5 灌浆施工
1.灌浆施工宜采用循环式灌浆法，从上到下分段、不待凝孔内循环式灌浆。
2.灌浆段长一般采用5-6m，情况特殊时可适当调整，但最大不得大于10m。
3.灌浆施工时应严格按分序加密的原则进行，要求灌浆应尽快达到设计压力，但注入率大时应分级升压，严禁低压灌浆，高压结束。
4.管路和孔底的距离应小于50cm。灌浆时为了防止漏灌现象的出现，灌浆管底应处于已灌段以上的半米处。
5.灌浆过程中一旦出现冒浆或漏浆时，依据实际情况可采取表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等措施处理。
6.如果发生串浆，如果具备灌浆的条件，可用一泵一孔的方法进行灌浆处理，如果不具备灌浆条件，应先用孔塞塞住，待灌浆结束后，再行扫孔，然后进行钻进灌浆。
7.灌浆如果出现中断，应尽早恢复灌浆，应冲洗钻孔后恢复灌浆，如果无法冲洗无效可先扫孔然后恢复。恢复时，注意可改用中断之前同比级得水泥浆液继续灌注。
8.在设计压力下，注入率小于0.4L/min，延续灌注60min即可结束;或不大于1 L/min时，继续关注90min，灌浆即可结束。
4.6封孔
当灌浆孔和检查孔结束后，即可进行封孔。
1.封孔采用“置换和全孔压力灌浆封孔法”，即终孔段灌浆结束后，先将孔内余浆置换成0.5∶1的浓浆，而后在孔口封闭进行全孔压力灌浆封孔。
2.封孔压力值采用该孔灌浆的最大压力，其灌浆结束标准与常规段次相同。
3.封孔结束后应将孔口部分用0.5∶1的水泥砂浆填满、捣实、抹平。
综上所述，由于帷幕灌浆技术具有成本较低，施工速度较快，固结体强度大，可靠性高等优点，能对防渗墙底部基岩进行防渗处理，从而减小大坝渗漏。
参考文献：
[1]唐小成.帷幕灌浆施工技术在水利工程中的应用探讨[J].科学之友，2011（08）.
[2]黄烨，胡克功. 甘再水电站大坝帷幕灌浆施工工艺探索[J].西北水电，2011（2）.
[3]李建涛.蜀河水电站高水头、大涌水帷幕灌浆施工技术分析应用[J].西北水电，2011（05）.
