叶丽冰
东莞市大岭山镇水务工程建设运营中心 广东东莞 523000
摘要：在水利工程实施过程中，帷幕灌浆技术是非常重要的地基防渗技术，其在地质条件复杂、防渗要求高及施工规模大的水利工程地基处理中具有良好的优势。在实际应用中，帷幕灌浆水利施工可以根据水利地质变化进行参数调整，从而保证水利工程安全平稳进行。本文以水利工程帷幕灌浆技术基础施工工序为切入点，结合某抽水蓄能电站工程实例，对帷幕灌浆技术在水利工程中实施要点进行了简单的分析。
关键词：水利工程；帷幕灌浆技术；地基防渗
前言
某抽水蓄能电站位于东菀市，在该电站中共安装4台电机，单机为立轴单机混流可逆水泵水轮发电机组，为日调节纯抽水蓄能电站。该蓄能电站为一级大型水利工程。由于该施工区域内主要填筑土成分较均一，主要为粘性土，且在坝基下层-7.0m~-14.0m位置具有一细砂层，在-1.3m~-7.0m位置具有一粗砂层。在地基处理环节主要采用帷幕灌浆技术，本文对该工程建设情况进行了简单的分析，具体如下：
1.某工程帷幕灌浆施工概况
某抽水蓄能电站在地基防渗处理过程中，主要采取帷幕灌浆工艺。主要灌浆孔为4排，相邻灌浆孔排列距离为1.4m，相邻孔洞之间的距离为1.80m，沿坝顶轴线位置进行布设，主要形状为梅花形。该抽水蓄能电站内部共有帷幕灌浆孔洞420个。在坝体中间位置，帷幕灌浆标高为14.8m~-1.8m，而两端口坝肩位置高程主要为22.8m~19.6m。主要帷幕灌浆材料为黏土水泥浆。
2.水利工程中帷幕灌浆技术实施要点
2.1帷幕灌浆施工前期技术实施要点
首先，在帷幕灌浆技术实施前期，应选择强度等级在42.0以上的普通硅酸盐水泥，本次水利工程主要采用P.O42.5强度的普通硅酸盐水泥，且所使用的普通硅酸盐水泥在通过75μm方孔筛后，其筛除剩余量在4.5%以下；在减水剂选择中主要选择JG-2H型的缓凝高效减水剂，其主要固体含量为21%。在中间两排帷幕灌浆施工过程中，主要将所选择的普通硅酸盐水泥两次湿磨后，在确定其水泥颗粒最大粒径在38μm以下，其平均水泥颗粒粒径在10μm-12μm之间，与标准要求相符后，可保证帷幕施工效果。在水利工程帷幕灌浆施工过程中，帷幕灌浆液大多为由稀疏到浓厚度逐级变换过程。即帷幕灌浆过程中，其水灰比等级一般为3/1、2/1、1/1、0.79/1、0.49/1。其次，进行灌浆孔设计，在大坝坝基帷幕灌浆洞帷幕灌浆区域内科设定4排防渗帷幕灌浆孔，依据前期设计要求，设定灌浆孔洞间距离及灌浆孔排之间距离分别为1.80m、1.40m，依照梅花形布设完毕之后，可取上游区域作为副帷幕灌浆孔洞，且其向上游倾斜角度为1.5°，整体孔洞均深为118.5m；而中间两排及下游孔洞排均为主要帷幕灌浆区域，其主要为垂直孔排列形式，整体孔洞均深为172.4m，在该水利工程中最大灌浆孔压力为6.3Mpa，且相邻帷幕灌浆孔均分为三个工序。
2.2帷幕灌浆工艺实施阶段控制要点
帷幕灌浆施工工艺在现场施工过程中主要包括抬动孔施工、先导孔及下游排孔序排列、上游排孔序排列、中间两排孔序排列等几个工序。首先在孔洞钻设过程中，本次水利工程主要采用XY-2B型地质钻探设备，主要设备钻头为金刚石材质。总体水利工程灌浆孔洞及物质探测检查孔洞首段钻设孔径为100mm；而先导孔及灌注后期检查孔后续孔洞钻设孔径为70mm，并进行孔洞取芯措施；剩余灌浆孔洞后续段钻设孔径为58mm[1]。一般来说，整体水利工程帷幕灌浆孔高度应在防渗砼底部28m左右，且上一级灌浆孔应高于预期设计标高。在帷幕灌浆孔洞钻设期间，应保证整体孔洞垂直率，即在孔洞钻设深度达到18-22m间可对每个孔洞钻设倾斜率进行检测，在这个基础上，可每间隔8m左右进行一次孔洞钻设倾斜率测量，以便控制整体孔洞钻设底部最大倾斜偏差值在标准限度以内。
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帷幕灌浆孔底允许偏差值
帷幕灌浆孔钻设深度/m1828384858
允许倾斜偏差值0.250.450.701.001.29
其次，在帷幕灌浆孔洞钻设完毕后，可选择大泵量对相应钻设孔洞进行冲击清洁，待相应帷幕灌浆孔洞钻设裂缝空隙清洁回水澄清度符合要求后，继续冲洗12min，完成整体冲洗工作。为了保证水利工程帷幕灌浆孔洞清洁率，在帷幕灌浆首端裂缝空隙冲洗完毕之后，灌浆冲洗压力可为灌浆压力的3/4左右，整体灌浆压力在1.1Mpa以内[2]。随后进行帷幕灌浆孔洞压水试验，在实际水利工程帷幕灌浆孔洞压水试验过程中，常采用五点法与简易压水试验相结合的方法。即在灌浆后期检查孔、先导孔压水试验中主要采用五点法，而灌浆孔洞压水试验则为简易压水试验。其中五点压水检验法在先导孔全孔段实施压力分别为0.29Mpa、0.59Mpa、0.99Mpa、0.59Mpa、0.29Mpa；而在灌浆后期检查孔压水试验过程中，根据孔洞钻设深度变化，其施加压力也有一定差异。如在2.0m-5.0m灌注后期检查孔洞压水试验中，其施加压力分别为0.89Mpa、1.79Mpa、2.99Mpa、1.79Mpa、0.59Mpa，在实际压水试验中可根据具体深度变化进行适当调整，一般来说，最大压水试验实施压力应在相应孔段灌浆压力的79%左右。在孔洞冲洗合格且压水试验与标准要求相符后，可进行孔洞端口管道安装，本次水利工程主要采用孔径为86mm的无缝连接钢管。
最后，进行孔洞灌浆施工。根据水利工程施工特点，可选择不同的灌浆孔洞灌浆方式，一般来说，在水利工程帷幕灌浆过程中，大多选择卡塞法、孔内循环灌浆、自下而上灌浆方法相结合的方式。即在灌浆孔洞端口选择卡塞法灌浆方式，而在首端后续灌浆段则在灌浆孔端口封闭的前提下，选择孔内循环自下而上灌浆方法。在具体灌浆作业过程中，不同灌浆孔段透水率对灌浆标准没有明显影响，但是，若帷幕灌浆终止孔洞位置透水率在标准设计值的1.0Lu以上，则需要根据实际情况适当加大帷幕灌浆孔洞钻设深度。在灌浆过程中，若不同灌浆段灌浆压力一定且注入率下降，或者注入率一定压力变化幅度增大时，应维持水灰比一定；若某灌浆段落灌注浆液注入量在300.01L以上，且整体灌浆孔段灌注实践在32min以上，整体灌浆压力、浆液注入率仍无明显变化，则需要选择水灰比更小的水泥浆液灌注[3]。根据水泥注入率的变化，其灌浆压力也需要适当调整，如在水泥浆液注入率达到30L/min时，需要选择0.4Mpa的灌浆压力；而在水泥浆液注入率为28l/min时，则需要控制灌浆孔段灌浆压力在0.58Mpa。
2.3帷幕灌浆工艺实施后期控制要点
在帷幕灌浆完毕标准判定过程中，根据不同帷幕灌浆方法，其工序结束标准也具有相应的差异。如采取由上而下分阶段灌浆方式，需要在压力一定的情况下，当帷幕灌浆注入率达到1.0L/min时进行继续灌注，在其维持120min分钟后可确定灌浆结束；而采用由下而上的灌浆方法，则需要在其灌注压力一定且灌注率达到1.0L/min，继续灌注时间减少至60min即可判定结束。在确定帷幕灌浆作业完毕之后，可使用相应机械设备，进行全孔洞灌浆封孔方法。在帷幕灌浆封孔阶段，需要采用最大灌浆压力，即6.5Mpa，并采用0.6/1的纯水泥浆液进行封孔，整体封孔时长应在60min以上[4]。最后，在侧帷幕灌浆封孔完毕之后，应依照前期工程设计方案要求，对帷幕灌浆检查孔进行岩芯钻取，并根据具体钻取编号，进行填牌装箱措施。在得出相应钻孔检测数据之后，可进行柱状图或者曲线图的绘制，结合相应检验测试资料，可确定水利工程帷幕灌浆质量。侧帷幕灌浆检查孔应在灌浆孔总量的50%以上，各个孔洞压水试验压力应为灌浆施工施工孔段最大灌注压浆压力的79%以上，而结构物与基岩接触位置及下端标准限度应为82%，而其他灌浆段落标准限度应在85%以上。
3.总结
综上所述，在该蓄能电站施工过程中，主要根据不同施工工序进行了内孔、外孔的先后排列。通过四组组成帷幕，按照先下游后上游及卡塞法排孔灌浆方式，将整体灌浆段落长度控制在接触区域内。同时根据该水利工程灌浆孔段钻设深度选择了合理的灌浆压力及灌浆液浓度。在每个施工孔洞终孔端灌浆完毕后，进行了封孔措施，在封孔完毕后，相关施工监理人员进行了质量检查，获得了良好的施工效果。
参考文献
[1]罗畅，聂永，党建涛.变质砂岩地质条件下的帷幕灌浆试验研究[J].水利水电技术，2017，48（8）：74-80.
[2]石亚.关于水利工程中帷幕灌浆施工技术的有效运用分析[J].华东科技：学术版，2017（12）：176-176.
[3]李树森.新工艺帷幕灌浆的施工管理要点分析[J].水利规划与设计，2017（5）：143-145.
[4]裘海波.水利工程中的帷幕灌浆施工技术分析[J].黑龙江水利科技，2014（1）：140-142.
论文作者:叶丽冰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/14
标签：孔洞论文; 帷幕论文; 水利工程论文; 压力论文; 过程中论文; 浆液论文; 电站论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;