帷幕灌漿技術的水利工程施工應用
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摘要：水利工程建設能夠有效拉動社會經濟發展，為解決防洪抗旱問題提供可靠保障，全面推動水運事業發展。帷幕灌漿施工操作相對簡單，施工效果良好，在水利工程建設中應用較為廣泛。具體施工過程中應結合工程實際地質條件，制定科學施工方案，確保帷幕灌漿施工質量，充分發揮水利工程的積極作用。
關鍵詞：帷幕灌漿；水利工程；工程概況
1工程概況
某水庫總庫容1170.2萬m3，灌溉面積2.1萬畝。根據相關標準規定，可水庫為中型規模，為III等水庫樞紐工程等級。攔河大壩、溢洪道及導流輸水隧洞為構成樞建筑物的主要部分，其中心墻風化料壩為攔河大壩。本工程以5958.79m為帷幕灌漿設計整體進尺，帷幕灌漿軸線與壩軸線上游之間的距離為1.5m，布置以單排孔為主，1.5m為孔距。可選取純水泥漿液用于帷幕灌漿，并按照由上到下的順序一段一段進行灌漿施工。地形、巖性及構造是壩址區域巖體風化的主要影響因素，該區域無滑坡分布。本工程以泥巖、泥質粉砂巖作為壩基巖體，無發現對穩定不利的軟弱夾層，目前壩基具有良好抗滑穩定條件。
2水利工程施工中帷幕灌漿技術的應用
2.1測量放線
按照設計要求，選取全站儀進行灌漿軸線、控制點的確定，并利用水準儀進行高程測定。在所有灌漿孔里程、灌漿軸線控制里程確定后，即可通過鋼卷尺對孔位進行測定。隨后利用水準儀將所有孔孔口高程測出，并按照設計帷幕底線，進行具體鉆孔深度地計算。
2.2鉆孔
根據工程實際情況，選用回轉鉆機進行帷幕灌漿鉆孔施工，一般選取口徑較小的機械鉆孔，如選取其他口徑機械，則必須在46mm以上控制孔徑，一切以鉛直孔為全部灌漿鉆孔。統一標注所有類型的鉆孔，相比設計孔位，帷幕灌漿孔位誤差需控制在10cm以內。為防止孔壁塌陷，需嚴控控制壩體、坡積層等位置的送水量。如遇斷層、泉眼等問題，應做好記錄，及時采取切實可行的措施進行解決，避免對鉆進速度及灌漿質量造成嚴重影響。
2.3灌漿
本工程選用循環式基巖灌漿施工，射漿管與孔底之間的距離可控制在50cm以內。按照由上到下的順序進行施工。要求在第一段灌漿段頂灌漿蓋板下堵塞灌漿塞。當遇較為復雜地質情況時，完成灌漿作業后需待凝。特殊情況下需下鉆孔套管，完成灌漿作業即可拔除，且回填粘土球（含水量符合設計要求），并做好振搗、壓實作業。灌漿以孔口封閉灌漿法施工時，遵循壓力控制原則，可選取一次升壓法施工，盡可能快速地提高壓力，滿足設計要求需求，如一次無法實現，則需進行第二次升壓。一般以0.7P作為一次升壓壓力值，完成灌漿前需滿足設計壓力。要求將具備勘探作用的先導孔設置到灌漿孔內，根據設計圖紙合理布設孔位，一般以24m作為先導孔之間的距離。鉆孔時可按照由上至下一段一段進行，以便掌握帷幕設計深度內的地質、巖層等情況。通過先導孔透水率可進行滲透剖面圖繪制，且以此對設計帷幕底界限進行復核，確保其合理性。應向灌漿段底部插入灌漿管，在50cm以內控制管口和孔底的間距。要求鉆進、沖孔、壓水及灌漿的工序進行施工。如灌漿管選用鉆桿，連接以平頭為主。如灌漿采取孔口封閉灌漿法施工，針對灌漿管需做好上下左右轉動操作，并有效控制回漿管內的回漿量，一般以每分鐘15L為準，避免在孔內水泥把灌漿管凝固。
2.4漿液控制
按照“稀—濃”的原則逐級變換灌漿漿液的濃度。根據灌漿試驗進行漿液比地確定。根據灌漿實際情況，可劃分為6個等級。分別為5、3、2、1、0.8、0.5，按照壓水試驗得出的透水率，如灌漿前透水率在5Lu以上，可選取3作為水灰比；如透水率在5Lu以內，則可選取5作為水灰比；如透水率在10Lu以上，可選取2作為水灰比。在具體應用中，可適當調整。以注漿量進行分析時，如不改變灌漿壓力，不斷降低漿液注入率時，水灰比可保持不變；或不改變注入率，而不斷提升灌漿壓力，也無需改變水灰比。
2.5封孔
按照地層情況等條件，確定所有孔段灌漿結束條件。灌漿可按照由上到下的順序一段一段施工，在設計壓力最大的情況下，且注入率在每分鐘1L以內，持續進行60min灌漿施工，即可完成灌漿作業。可選取分段壓力灌漿封孔法用于所有孔完成灌漿作業的封孔方法，隨后應閉漿24h。
3.1裂隙沖洗
沖洗完帷幕灌漿孔接觸段鉆孔后，可實施裂隙沖洗工作，其他孔段無需實施裂隙沖洗作業。選取壓力水脈動法沖洗單孔裂隙，串通孔裂隙同樣可采取此方法沖洗，如沖洗效果差，可選取風、水沖洗法循環進行。孔段選用裂隙沖洗時，可同時進行裂隙和鉆孔沖洗。選取80%灌漿壓力作為沖洗水壓，如壓力在1MPa以上，可直接選取1MPa；如選取50%灌漿壓力作為沖洗風壓，則壓力在0.5MPa以上，可直接選取0.5MPa。當回水變清10min之后即可停止裂隙沖洗，一般單孔整體沖洗時間控制在30min以上，串通孔需控制在2h以上。如孔段回水不符合清澈程度，需持續沖洗，直至孔內殘留物厚度控制在20cm以內。
3.2壓水試驗
灌漿前，通過壓水對灌漿孔進行裂縫沖洗，進而達到灌漿質量提升的目的。以單孔沖洗法作為沖水方式。以灌漿壓力80%為裂縫沖洗壓力，如在0.8MPa以上，可直接選取0.8MPa，待回水沖洗澄清后，即可停止沖洗。完成上述作業后，按照由上到下的順序針對I先導孔一段一段實施壓水試驗，在灌前灌漿先導孔選用五點法進行壓水試驗。選取單點法進行帷幕灌漿壓水試驗，相比最大灌漿壓力，壓水試驗壓力必須控制在其80%以內。一般帷幕灌漿簡易壓水試驗需與裂隙沖洗結合實施，以灌漿壓力值80%作為其壓力，且小于或等于0.8MPa。以20min作為壓水時間，流量每隔5min記錄一次，通過壓水試驗，可充分掌握基巖透水性，為施工提供方便。
4水利工程施工中帷幕灌漿注意事項
①地表冒漿。如地面冒漿現象出現于灌漿施工，需及時減小壓力，保證在無壓狀態下進行灌漿操作，且對冒漿變化進行詳細觀測，隨后將冒漿點堵住，避免遺漏大量漿液。如無法止住冒漿情況，需及時增強漿液濃度進行注漿。②鄰孔串漿。如鄰孔串漿產生，可同時灌注灌漿孔和串漿孔，也可選取膠塞封堵串漿孔，當完成灌漿孔灌注之后，可利用掃孔方式對串漿孔進行灌注，為避免在串漿孔非灌段漿材漏掉，可利用膠塞進行串漿孔非灌段隔離。③大量耗漿。灌漿中極易出現漏漿極為集中的地方，如斷裂構造、裂隙較大等，于帷幕灌漿施工而言，該部位施工極為關鍵。為有效形成帷幕，避免大量浪費漿材，提高灌漿質量，可選取以下方式進行解決。第一，間歇灌漿。第一次灌注水泥5到10噸，再次灌注水泥4到8噸。待凝時間可控制在10到24小時，不斷循環，直到滿足設計灌漿壓力。第二，外加劑添加。如具有較大耗漿量時，灌漿一定時間后，注漿量依舊無顯著減少，且孔口壓力仍無變化，則可通過砂漿泵摻砂灌注或添加水玻璃灌注。④灌漿中斷。如因故障，灌漿作業無法連續進行，出現中斷現象，必須及時找出原因，采取科學、有效的措施進行處理，及時恢復灌漿。如停止時間在30分鐘以上，鉆孔需馬上沖洗，隨后再次進行灌漿。如沖洗效果不佳，也可選用掃孔方式。再次進行灌漿后，相比中斷前，如其注入率基本相似，灌注時應選取中斷前的比級，直至完成灌漿。⑤回漿變濃。如出現回漿變濃現象，灌注時可選取水灰比一致的新漿施工，當其效果不佳時，持續進行30分鐘灌注后可停止灌注，無需再次灌注。
5結束語
綜上所述，伴隨社會經濟的高速發展，我國水利工程事業也得到了極大的發展。帷幕灌漿技術作為水利工程施工的主要技術之一，有效提升施工技術水平，規范施工工藝，做好質量控制工作，可進一步推動我國水利工程行業的發展。
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作者:寇曉峰 單位:河南方正水利工程咨詢有限公司