水利工程基础帷幕灌浆施工技术

关键词：工程基础；帷幕灌浆；施工技术 

　　水利工程基础防渗处理是关系到水工建筑物安全的关键。水利工程基础防渗处理的目的就是为了减少水利工程基础的渗漏量，降低基础扬压力，控制基础渗流梯度，防止水利工程基础的渗流破坏。为了达到上述目的，目前最有效的方法就是对水工建筑物基础进行帷幕灌浆处理[1]。 

　　1 帷幕灌浆的分类与技术要求 

　　传统上帷幕灌浆有2种分类方法，按灌浆孔底部是否深入相对不透水岩层为依据来进行划分，按帷幕灌浆孔排数进行划分。按灌浆孔底部是否深入相对不透水岩层分类有2种，灌浆孔底部深入到不透水岩层的帷幕灌浆称封闭式帷幕灌浆，灌浆孔底部不深入到不透水岩层的帷幕灌浆称悬挂式帷幕灌浆。根据防渗帷幕的灌浆孔排数进行划分，有2排孔帷幕和多排孔帷幕[2-3]。 

　　帷幕灌浆施工的主要技术要求一般应包括以下4个方面： 

　　1.1要根据设 计提供的设计资料，进一步查清帷幕灌浆实地的工程地质与水文地质情况。 

　　1.2要进行工 程现场的灌浆试验，通过现场灌浆试验结果检验设计方案的灌浆效果。现场灌浆试验的目的是通过不同的灌浆方法、孔距、压力、材料、排距、质量标准及检查方法，比较试验方案的效果，确定施工方案。 

　　1.3在试验的 基础上确定帷幕灌浆的施工轴线位置、帷幕排数、帷幕深度以及帷幕长度。 

　　1.4根据实验 结果，制定符合实际的帷幕灌浆检查方案和补强加固措施。 

　　2 帷幕灌浆材料 

　　水泥是帷幕灌浆所使用的主要胶凝材料，在地址环境较差的特殊部位，应使用高分子化学胶凝溶液。对砂砾石地基的地址环境一般采用水泥粘土浆液。 

　　帷幕灌浆所采用的水泥品种，应严格根据设计确定的环境水的侵蚀作用和灌浆目确定。通常情况下，帷幕灌浆所采用的水泥为普通硅酸盐水泥。当有特殊要求时，应采用抗酸水泥或其他类特种水泥。帷幕灌浆所用水泥的品质必须符合GB175或所使用其他水泥的标准的规定。帷幕灌浆所用水泥的强度等级为PO.32.5或以上。灌浆用水泥应妥善保管，严格防潮并缩短存放时间，不得使用受潮结块的水泥。 

　　3 帷幕灌浆的施工 

　　3.1 帷幕灌浆的施工规定 

　　混凝土坝岩基帷幕灌浆应在坝体内廊道和两岸坝肩平洞中进行。土石坝岩基帷幕灌浆，应在岩基顶面或坝基内的廊道中进行，这样的施工方法既不影响坝体填筑进度，完工后又可监测帷幕灌浆运行情况，并方便对帷幕灌浆补强。帷幕灌浆的钻孔与灌浆应按设计确定的顺序进行并逐渐加密。对于多排孔帷幕灌浆，钻孔与灌浆都应按先下游后上游再中间的顺序进行，对于同一排孔应按3个次序钻孔与灌浆。灌浆方法应采用全孔分段进行[4]。 

　　对于灌浆压力，应采用孔口处的表层压力值。岩石帷幕灌浆的压力，孔口表层不应小于1～1.5h，孔底部应为2～3h。砂砾石层帷幕灌浆多用的灌浆压力应大些，一般以不引起地面抬动或虽有地面抬动但不超过允许值为限。为保证帷幕灌浆的密实性，灌浆时多采用的压力，应按孔下部比上部的压力大，后序孔比前序孔压力大，中排孔比边排孔压力大的方案确定。当基础渗漏严重且灌入浆量很多时，灌浆压力可采用分级升压的方法，逐步达到设计压力，以限制浆液扩散范围。 

　　在帷幕灌浆施工的过程中采用在幕体中钻设检查孔的方法，进行压水试验检查帷幕灌浆的质量，对质量不符合设计防渗要求的孔段要及时进行插孔法补灌。 

　　3.2 帷幕灌浆的施工方法 

　　3.2.1 钻孔与钻机的倾斜度测量 

　　钻孔前应先采用“两点法”地锚固定钻机，并采用角度尺和地质罗盘校正钻机立轴的垂直度。钻孔结束后进行孔口管的埋设，孔口管采用无缝钢管，孔口管外径应与钻孔直径一致，孔口管的埋设深度应在基岩下2m。钻孔的倾斜度测量应每隔10m采用经过检验的测斜仪测量1次。 

　　3.2.2 钻孔冲洗与压水实验 

　　钻孔应采用高压水脉动冲洗，每孔的冲洗时间不少于30min，回清水10min为止。正式灌浆前应对钻孔进行压水试验，水压应不少于1.0MPa。 

　　3.2.3 制浆与供浆 

　　帷幕灌浆应采用集中制浆和分部位供浆，浆液浓度应采用漏斗粘度计进行检测，漏斗粘度不应小于30s。浆液细度采用沉降法检测，采用粒度仪每10t水泥检测并校核1次。 

　　3.2.4 灌浆记录 

　　灌浆时必须对灌浆过程进行全过程记录。 

　　3.2.5 压力控制 

　　在帷幕灌浆施工过程中，应根据实际情况观察和控制灌浆压力，以避免抬动破坏。 

　　帷幕灌浆工艺流程如图1所示。  

　　4 帷幕灌浆质量和效果的检查 

　　帷幕灌浆质量和效果的检查内容包括： 

　　4.1帷幕灌浆 过程质量检查应实行三检制，并由监理人进行抽检。 

　　1 孔位允许偏差 现场测量 ≤10 cm 

　　2 孔口管镶铸 过程控制、现场检测 牢实，不冒水，露出地表10cm 

　　3 阻塞位置 现场检测 已灌段以上50cm 

　　4 孔深偏差 现场测量 不得小于设计孔深 

　　5 孔斜率 现场测量、计算 符合设计要求 

　　6 钻孔冲洗 现场控制、自动记录 符合设计要求 　　7 压水试验 现场控制、自动记录 符合规程要求 

　　8 使用压力 现场控制、自动记录 符合设计要求 

　　9 灌浆段长 现场测量 符合设计要求 

　　10 浆液比重 现场检测 符合设计要求 

　　11 浆液变换 现场检测 符合设计要求 

　　12 结束标准 现场控制、自动记录 符合设计要求 

　　13 灌浆中断情况 现场控制、自动记录 经检查分析不影响最终质量 

　　14 封孔 现场检测 施工过程符合要求，封后密实无渗水 

　　15 灌浆记录 自动记录配全人工记录 齐全、清晰、准确 

　　1.2帷幕灌浆 

　　最终质量检查评定的主要依据为：检查孔压水试验成果、钻孔取芯、成果资料、施工纪录和检验测试成果。 

　　1.3帷幕灌浆 

　　检查孔的数量为灌浆孔数的10%，每个单元工程内或沿帷幕轴线每20m左右，至少有1个检查孔。 

　　1.4检查孔压 

　　水试验在该部位灌浆结束14d后进行，检查部位有：帷幕中心线上；层间层内错动带、岩体破碎、风化严重、裂隙发育等地质条件复杂的部位；末序孔注入量大的孔段附近。钻孔偏斜过大、灌浆过程不正常等经资料分析认为可能存在对帷幕质量有影响的部位。 

　　1.5质量合格 标准：检查孔接触段及其上下2段的透水率应完全满足设计要求；其他各段的合格率不应小于90%。不合格检查段不集中且透水率不超过设计要求的1.5倍。 

　　1.6封孔质量 检查：导孔、帷幕灌浆孔灌浆封孔结束后，逐孔检查灌浆孔封孔效果。 

　　5 结语 

　　帷幕灌浆过程中可能遇到一些特殊情况，如冬季灌浆施工、高温下灌浆施工、有涌水情况下灌浆施工、在渗透性岩层中越浆施工等，必须根据实际情况予以科学合理地处理。 

　　参考文献 

　　[1] 刘文东，杨宝国.帷幕灌浆方案在水库坝基防渗工程中的应用[J].黑龙江水利科技，2010，38（4）：79-80. 

　　[2] 马晓东.水库除险加固中帷幕灌浆技术的应用探讨[J].中国水运，2011，11（10）：10-11. 

　　[3] 张东升，吴昌春，张利莉，唐泉涌.小浪底工程帷幕灌浆施工技术特点[J].水利水电科技进展，2003，23（3）：44-47. 

　　[4] 王凤英.深孔帷幕灌浆施工技术[J].水电工程技术，2008（1）：45-48.