摘要：砾石层是第四纪沉积之一，具有明显的特征。疏松粗碎屑沉积砂砾层在我国分布广泛。砾石层是水利水电工程中经常遇到的一个复杂地层，它的核心是水。粒间胶结不良，渗透性强，孔隙分布不均。各种各样的特点造就了一系列易坍塌、易渗透、易埋管等工程不良问题。砂石地基上挡水建筑物的施工必须认真对待材料和地基防渗工作，并谨慎处理。在砾石层用水泥或其他材料注浆形成的防渗帷幕，是一种用于大坝分层施工的垂直防渗措施。
关键词：复杂碎石层坝基；帷幕灌浆特殊地层；处理对策；
天然砾石层为疏松岩层，孔隙度大，孔隙率高，渗透性强。为了减少水库水的渗漏损失，保证坝体的稳定和安全，必须采取有效的防渗措施。防渗措施主要根据地质条件和具体工程条件进行。常见的有砂砾层开挖、截水箱施工、水平铺筑、混凝土截墙板、注浆帷幕等，其中帷幕注浆最为常见。帷幕注浆作为坝体的基础，在保证坝体安全的前提下，碎石层的设计和施工尤为重要。
一、复杂碎石层坝基帷幕灌浆特殊地层处理原则
1.帷幕的位置。连接到心墙，幕墙设置在心墙下方，与不透水心墙连接。为采用这种帷幕，应先进行灌浆，然后填筑坝体，或在廊道内设置专用灌浆走廊。连接斜墙。幕墙设置在斜墙或向上延伸的斜墙短盖板下，与截断墙连接。这种帷幕对坝体充填施工的干扰较小。与不透水层连接，灌浆帷幕设置在防渗罩下，与防渗罩连接。这种帷幕可以延长坝体的渗流直径，减少坝体填筑与灌浆施工之间的相互干扰。
2.帷幕的形状。在设置帷幕时，经常使用窄阶梯帷幕。根据粒径＜ 0.1mm 的颗粒含量砂砾石地基中粒径＜ 0.1mm 的颗粒含量＜ 5%时，一般易接受水泥黏土浆液的有效灌注。但较均匀的砂，即使＜ 0.1mm 的颗粒含量仅占3% 时，因M＜ 5，仍不能接受水泥黏土浆液的有效灌注。
3.帷幕的深度。全封闭帷幕：帷幕通过碎石层到达基岩。它能完全封闭渗流通道，穿透砾石层到达基岩，根据地质条件和具体工程条件确定。一般来说，深度大于5米。悬帘：悬帘不穿过整个砾石透水层或与相对不透水层连接。如需此帷幕形式，应在允许范围内论证坝基和坝体在碎石层中的渗流稳定性、渗流率的控制。一般来说，这种帷幕应该尽量少用。
4.帘孔的孔间距。灌浆孔间距主要取决于砾石层的渗透性、灌浆压力、灌浆材料和灌浆浓度。注浆孔间距通常由注浆试验确定，通常为2-4 m，大多为3 m。
5.帷幕厚度。帷幕的厚度主要由窗帘体的允许渗透率决定。同时，机械管路和化学管路不应出现在窗帘本身。在长期流动的作用下，可以抵抗渗透性水的侵蚀。对于一般的水泥土浆，其允许渗透率为1-5Lu。帷幕越厚，允许渗透率越小。帷幕越薄，允许渗透率越大。我国一些大坝砂石地基注浆帷幕大多由三排孔洞组成。
二、复杂砂砾石层坝基帷幕灌浆中特殊地层处理对策
1.自顶向下分段，循环灌浆。以往砾石层帷幕灌浆一般采用循环钻孔灌浆、埋花管、套管等方法。这些方法适用于深层砾石地层，特别是复杂的深层砾石地层。或者成本太高，或者很难实现。在防渗帷幕注浆试验中，根据试验地层的地质条件，对比选择了“套阀管注浆法”、“循环钻孔注浆法”、“封孔法”和“孔内循环注浆法”。研发一种“自上而下分段、循环灌浆”的灌浆方法。采用这种方法不仅可以解决成孔问题和灌浆的质量问题。更重要的是基本解决了灌浆过程中经常出现的" 抱管" 现象，减少了孔内事故。控制性帷幕灌浆是利用双液- - 水泥浆液和化学浆液分别从孔内灌入加固处理的基础中，使两浆液产生速凝化学作用从而达到防渗的目的。其原理与常规水工建筑物水泥灌浆相同，差别主要在施工工艺和浆液配合比上。主要的优点是在相同的条件下．控制性灌浆较高压喷射灌浆更易于掌握和操作，更易于施工资源的投入，更易于保证围堰的防渗质量、加快施工进度，更能节约工程施工成本。
2.膏状浆液灌浆。由粘土、本顿、尘土和少量的添加剂组成，主要特征是最初的剪切电压可以克服自己的重力。它可以用于中型通道，通过通道的通道，大量的注入到砂砾层中。它形成了明显的扩散战线，后面的间隙完全填补了，水泥溶液在水泥凝固后形成了坚硬而致密的水泥。水泥强度等级不低于32.5号，对于永久性防渗帷幕，水泥含量占总干料的20%－50%（重量），临时性防渗帷幕可以适当降低浆液中水泥含量。（水泥黏土浆的一般配比及性能见附表）。由于砂浆的相对流动性差，沉降速度快，可以尽快填满较大的通道。同时适当增加砂浆的注浆时间，砂浆含量逐渐降低，直至注浆速率为125min。当注浆停止时，根据具体情况使用水泥浆，直至注浆结束。最后，可以进行水泥土注浆，防止水泥土砂浆在碎石中分离形成空洞，进一步充填压实，提高防渗质量。
（附表 水泥黏土浆的一般配比及性能）
3.沥青灌浆。沥青灌浆是将加热后的热沥青迅速倒入防漏部分。热沥青在渗流通道遇到冷水时，首先形成球形，然后冷凝粘附在渗流通道表面。随着沥青的不断浇注，使沥青与渗流通道紧密粘结，从而堵塞了水流通道。沥青灌浆到达底部，它被水带入更大的裂缝与一定的流速和流量，但它不能渗透机理出发，凝聚大量沥青仍有可能变形作用下的水。因此，沥青灌浆只能起到短期阻断较大渗流通道的作用。对于长期小裂缝，还需要其他注浆方法和材料来处理，如水泥、化工材料等。由于渗水量大，当水泥砂浆充填未达到预期目的时，可采用沥青灌浆进行防渗。实践证明，围堰沥青灌浆具有工程量小、见效快、设备简单、投资少、施工灵活等优点。可作为大型防渗工程的临时防渗措施，为永久性防渗工程的施工提供安全保障，赢得一定的工期。
4.质量检测方法。砾石层帷幕灌浆的质量检测主要依据孔隙水压力试验结果，结合施工记录和结果进行分析。进行了综合评价。但在深层砾石层中，帷幕灌浆深度很大。清水钻井是检查孔的难点。大部分钻孔仍然需要泥浆钻井。此外，在深层砾石层中还经常布置多排帷幕灌浆。帷幕灌浆多采用墙体与帷幕组合布置，上部多为空截面，常规检测方法存在局限性。为了找到多种方法对地面工程的检测结果进行比较并做出客观评价，为勘探积累经验和技术资料，进行声波试验。砂砾层组成复杂且极不均匀，导致测量的声值变化较大。由此可见，声波测试方法不适用于评价深层砾石层的注浆效果。针对这种情况，深层砾石层帷幕灌浆工程进行了新的探索，提出了一种适合于深层砾石层帷幕灌浆质量检测的方法。即通过注浆后排水（序）注浆孔的注浆情况，初步判断第一个注浆孔的注浆效果。最后，结合帷幕总厚度布置综合验算孔，采用静水头水压法验算帷幕注浆效果。该检测方法具有直观、效果明显的优点。结合分序统计表、综合统计表及平均单位注浆量的结果，可作为帷幕注浆效果检测的优选评价方法。
砂砾石地层的防渗处理是工程中经常遇到的难题。因此深厚砂砾石层防渗帷幕灌浆施工技术的研究具有重要意义。砂砾石层帷幕灌浆施工技术多年来一直处于摸索阶段。仍需要进一步研究解决。本文结合自己的工作经验和工程实践，总结出解决砂砾层施工中存在的问题有效方法，供大家参考。
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[4]李茂芳，孙钊，大坝基础灌浆（第二版）［M］.北京：水利电力出版社，2016.
论文作者:任红卫
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：帷幕论文; 砾石论文; 砂砾论文; 注浆论文; 防渗论文; 水泥论文; 沥青论文; 《基层建设》2019年第1期论文;