张海涛 任艳
云南玉溪水电集团有限公司
摘要：帷幕灌浆施工属于一种先进的现代化渗漏处理技术，具有较强的实用性，目前，在大坝基础处理工作中应用十分广泛，实践效果十分显著。鉴于此，文章主要对帷幕灌浆施工技术在水利工程大坝基础防渗加固处理中的应用进行了分析研究。
关键词：帷幕灌浆施工技术；水利工程；大坝基础；防渗加固；应用
在大坝基础建设之前，由于未能完善落实好地质勘探工作，故直接导致大坝资料缺乏的问题，水库在运行的过程中，经常会产生坝基扬压力超标和渗漏等问题，进而也对大坝的可持续安全运行产生严重影响。鉴于上述，必须要选择一种高效的坝基处理技术，在此情况下，帷幕灌浆施工技术应运而生，实践表明，其可从根本上缓解坝基渗漏问题，提升整体稳定性，具有十分显著的应用优势。
一、工程概述
本章主要以某水库为例，大坝基础砂卵石层厚度在0.8~6.5m，砂卵石的最大粒径在100mm左右，泥含量较少，透水性在中等~级强之间。在开展帷幕灌浆造孔工作时，很多的孔段都存在着循环液损失的问题，甚至还会沿着卵石层和砂石层进行渗漏。经过压水试验，发现最大透水率已达到8.15.5Lu。
二、帷幕灌浆施工技术工艺及原理
结合钻孔和压水试验，对砂卵石层的透水情况进行明确了解，并选择合适的水灰比配置水泥浆液，之后对灌浆压力进行合理控制，从而可在特定范围内促进浆液扩散，并与其他砂卵石层一起凝结成为防渗体，在大坝防渗体和坝体基层之间形成防渗帷幕。坝基防渗工程开展的主要目的是为了控制漏水量，使之不会对坝基产生不利影响，从而为水库的安全平稳运行提供保障。在我国，大多数工程堤坝都是三级以下，因此，通过防渗标准可确定透水率，正常均在10Lu以内[1]。
（一）施工参数
第一，孔深和段长。第一层需埋入砂层2m以内，段长应在2~3m之间。与基岩直接接触的段需深入0.5m左右的距离，但是应保持在2m以内，一般可结合该段砂卵石层实际厚度进行确定。在基岩段灌浆环节中，要严格遵循灌浆要求来进行。
第二，孔距的确定。在此环节中，可结合砂卵石层中水泥浆的流动状况和具体的防渗要求等，对孔距进行确定，但正常均应控制在2m左右。
第三，排数和排距。灌浆的排数可将坝基砂卵石层的厚度和渗透性等作为参考，最后经过试验后进行确定。在单排灌浆过程中，若不能达到预期效果，且覆盖层透水性和厚度偏度较强时，需对排数进行增加，排距可控制在1.5m左右。
第四，孔序排列。若为双排帷幕，一般可先对下游的侧排进行施工，之后再是上排。在具体灌浆过程中，为避免相邻的孔之间产生窜浆问题，每一排可分三次进行钻灌，分层次的进行施工，在未完成上一序列施工时，禁止开始下一序列施工。
第五，控制压力。土坝坝基的第一、二序最大压力为上部盖重。正常情况下，心墙底部土质较差，接触段的心墙和含砂卵石在灌浆的过程中，应对其压力进行严格控制，以免产生劈裂的问题。实践操作中可，通过先导孔实验控制灌浆压力，通常均是在0.8P左右。在完成第一、二序施工之后，可适当的提升第三序孔灌浆压力，如此可为浆液的扩散提供便利条件，大幅度提升灌浆效果。对于混凝土坝基和石坝坝基而言，第一序孔的最大灌浆压力一般为最大设计水值，后序孔的压力应在此基础上提升20％左右。
（二）施工工艺
1.造孔
对于土坝而言，其在造孔的过程中，可优先选择干打法、干钻法和干取法等等，完成取土之后，应及时的跟进套管，从而可达到止浆、止水的目的。而在砂卵石层造孔工作过程中，通常需选择金刚石单管钻头来进行，实践中，应对水量进行精准控制，以免孔周边的砂卵石产生坍塌的现象，一旦控制不当发生坍塌问题，可使用弹簧钻头打捞出孔中的掉块，或进行干钻造孔。在经过多次打捞之后若仍无法达到设计段长，则需在第一时间清理该段灌浆，并开始下一层的套管[2]。
2.清孔
如果在砂卵石层段产生了回水的问题，在水逐渐的清澈之后，需在清洗10min之后再结束，若该层段不存在回水情况，则清洗时间同样要保证在10min左右。
3.压水试验
每一个孔灌浆段都要进行压水试验，时间要保持在20分钟左右，压力一般是灌浆压力的70％左右，单分钟流量若在30升以上，则可结合实际情况适当的缩短实验时间。
4.灌浆方式
在帷幕灌浆过程中通常可选择孔口封闭法，并遵循着自下而上的基本原则，循环式、分段的来进行（如图1），孔底和射浆管之间的距离应在50cm以上。对于基岩与坝基混凝土直接基础的位置，可进行单独灌浆，并等待其凝固，在岩石中，其接触段长度应保持在2m左右[3]。
图1 分段灌浆示意图
5.封孔
在完成所以后的孔灌浆工作之后，应将孔中的积水彻底排净，基岩和混凝土选择浓水泥浆，粘水心墙可通过黏土进行封孔。
三、帷幕灌浆施工效果分析
通过对相关的灌浆材料、灌浆前透水率、蓄水后渗漏状况等进行统计，具体分析如下：
该水库的总容量约为1405万m3，砂壳粘土心墙坝作主坝，高度约为17m，顶长约为756m。鉴于坝基的砂卵石层的透水性较强，因此，在套井施工过程中，底部经常会涌出大量水，最终产生坍塌的问题，从而不能形成有效的防渗闭合圈，因此，必须要将其保持在砂卵石层0.7~0.8m位置。在该工程中，帷幕灌浆过程中需完成145个孔，其中，上游排113个，下游排32个，砂卵石层中灌浆高度约为320m，基岩的灌浆高度约为760m，灌浆段数合计426个。
通过压水试验，可对透视率进行获取，随着孔距的加密以及排序和孔序的不断增加，帷幕灌浆的下游排透水率逐渐大于上游排，如此也可看出，下游排施工灌浆效果较为突出[4]。
四、帷幕灌浆施工技术应用注意事项
一、在加固防渗施工过程中，应尽可能选择枯水季节，在对一、二序孔施工时，应尽量使水库保持低水位，从而可有效降低上下游水位差，同时也可达到降低透水层水流速度的目的，避免浆液流动对灌浆效果产生的不良影响。
二、在对段长进行控制时，需结合钻孔状况进行及时调整，实践过程中，若由于循环液流失、塌孔较多而出现大量涌水现象或无法成孔时，需立即停止钻进。若产生少量渗漏，则可适当延长灌浆段。若渗漏少且钻孔顺畅，则一般可进行一次性灌浆，并集中精力和时间找寻渗漏点。
结语
综上所述，在当前坝基加固防渗工程施工中，帷幕灌浆施工技术应用十分广泛，其具有较强的实用性，且适用范围较广，对于水库的安全平稳运行可起到关键性的作用。文章主要通过案例的方式对该技术的实践应用和注意事项进行了分析，目的在于实现该技术的快速推广和普及，从而最大限度的凸显水库工程的社会价值。
参考文献：
[1]马坤，倪志刚，徐利. 帷幕灌浆施工技术在水库大坝基础防渗加固处理中的应用[J]. 水利建设与管理，2017，37（2）：22-25.
[2]张信. 帷幕灌浆施工技术在水库大坝基础防渗加固处理中的应用[J]. 中国科技纵横，2014（16）：99-100.
[3]丁敬君. 帷幕灌浆施工技术在水库大坝基础防渗加固处理中的应用[J]. 绿色环保建材，2017（6）：106-107.
[4]娄方龙，张鑫，苗长龙. 帷幕灌浆施工技术在水库大坝基础防渗加固处理中的应用[J]. 工程技术：引文版，2016（12）：00162-00162.
论文作者:张海涛,任艳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/10/8
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