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摘要：帷幕灌浆技术作为水利工程中重要的防渗处理手段，对保障水利工程的安全稳定运行有着非常重大作用，本文通过对某水利枢纽工程进行详细讲述，分析水电站坝基惟幕灌浆施工效果，详细说明了复杂地质条件下帷幕灌浆施工工艺以及技术。
关键词：帷幕灌浆；水利工程；防渗处理；施工工艺
引言
水利工程尤其是水库大坝基础防渗处理效果好坏会直接影响到水利工程的安全。之所以要进行坝基防渗处理就是为了尽可能降低渗漏量、减小坝基扬压力，对坝基的渗流坡降进行控制，避免其出现渗流破坏，通过帷幕灌浆施工技术可以很好达到上述目的。一直以来帷幕灌浆技术都是水利工程地基防渗处理的重要措施，在确保水利工程安全运行中发挥着极其重要的作用。本文主要结合某具体水利工程实例来分析帷幕灌浆施工技术。
1.灌浆试验施工
为了明确帷幕灌浆压力等相关的技术参数，掌握基岩的可灌性和渗透性，首先选取了具有代表性并且地质条件较差、高喷墙体已经完成的部位实施了坝帷幕灌浆试验。本试验一共选择了2组20个帷幕灌浆孔，总的钻孔量以及灌浆量分别为660.0m和255.30m，利用试验可以得到灌浆压力以及灌浆段长等参数，同时利用实验来确定帷幕灌浆深度，具体方法为：如果先导孔压水透水率连续2段超过了0.05L/（min•m•m）的时候，则对应单元帷幕灌浆孔应该加深1段。因为高喷防渗墙孔之间的间距是1.6m，通过灌浆试验结果最终得到帷幕灌浆孔之间的间距为1.6m，也就是帷幕灌浆孔中心位置和高喷灌浆孔中心位置重合。
从试验段灌浆结果中可以看出，坝基岩体风化情况较为严重，具有很大的透水率，同时混凝土和基岩接触面也具有很大的透水率，吸浆量非常大、经常冒浆。另外，试验结果还表明：（1）孔之间的距离在2m是较适宜的，能够满足设计要求；（2）为了增强效果防渗帷幕应该适当加深；（3）首先对混凝土以下2m接触段首段实施灌浆，施工完成之后将孔口管下入，通过水泥进行固结，待凝48h，然后实施以下段灌浆，效果较好。
2.帷幕灌浆施工工艺流程
（1）综合考虑本工程具体特点，帷幕灌浆采取由上而下分段钻进和灌浆，且孔内采用循环灌浆方法。混凝土和基岩接触段岩石段长不超过2m，单独灌浆然后待凝，以下灌浆段长大约在5～6m。在破碎带、断层地质条件地区应该适当缩短灌浆段长然后待凝。
（2）工艺流程。如图1所示为帷幕灌浆工艺流程。
图1 帷幕灌浆工艺流程
（3）造孔施工。灌浆工程中造孔是非常重要的环节，成孔进度和质量对于整个灌浆工程的进度和质量有着重要影响，务必要抓好抓紧。1）安装钻架、摆放钻机。首先明确灌浆孔位置并标记好，将场地清理平整，再铺地板以及方木搭建钻探平台，安装钻机的要保证端正、稳固，另外，摆放钻机的时候要确保主动钻杆、天车、灌浆孔中心三点在一条直线上；2）试车、开钻。完成安装后，对钻机、供水供电系统试运行，确保设备都能够正常运转后开钻；3）钻进工艺。施工中通过准59mm金刚石钻头实施基岩部分钻孔。在钻孔之前需要对所有的钻具、钻杆、钻杆接手、主动钻杆等进行认真检查。由于金刚石钻进成孔间隙非常小，钻头水口比较窄，必须要采用很大泵压以及中等泵量才可以达到强制冷却以及冲洗的目的。
（4）裂隙冲洗和压水试验：钻孔结束之后，利用导管通入大流量高压水流由孔底向孔外进行冲洗的方式来对孔壁进行清理，钻孔洗采取单孔冲洗方式，直到回水清澈之后还要持续冲洗10min，总时间要求不低于半小时，而喻串通孔不低于2小时，底残渣小于20cm，普通部位裂隙冲洗压力取同段灌浆压力的80%即可。
裂隙冲洗之后进行压水试验，本实例选取10%的灌浆孔作为先导孔，先导孔必须要实施压水试验，试验使用单点法，使用的压力是同段灌浆压力的80%，并且不超过1MPa：压水时间控制在20min，每隔3～5min测量一次压入流量，计算流量取最后的流量。
（5）灌浆施工。采取由上而下的分段灌浆法进行帷幕灌浆时，在规定压力条件下，如果注入率不超过0.4L/min则继续灌注60min，如果不超过1L/min则继续灌注90min。而在采取由下而上分段灌浆法进行帷幕灌浆时，上述对应的时间分别降低到30min和60min。在灌浆的整个过程中必须要时刻测量进浆和回浆比重，如果回浆浓度较大时．则换用和进浆相同比级的新浆液实施灌注。如果效果还没改善则延续灌注30min之后停止灌注。
（6）浆液水灰比和浆液变换标准。本实例中采用的灌浆水灰比有7个等级，分别为5∶1，3∶1，2∶1，1∶1，0.8∶1，0.6∶1，0.5∶1，开始灌注时的水灰比是5∶1。灌浆浆液从稀到浓慢慢变换，相关变换原则为：如果灌浆压力维持不变，注入率不断降低时，或者注入率维持不变而灌浆压力逐渐提升时，需要变换水灰比；如果某一比级浆液注入量已经超过了300L时，或者灌注时间超过Ih时，注入率或灌浆压力都没有发生明显变化，应该提升水灰比进行灌注；如果注入率超过了30L/min，应该结合具体施工情况，必要时可以越级变浓。
（7）灌浆结束标准。在规定压力条件下，如果注入率小于1.0L/min，持续灌注60min之后便可以结束灌浆。如果长期无法达到结束标准的时候应该采取有效措施来处理。
（8）封孔。完成灌浆之后通过全孔灌浆封堵法实施封孔，具体而言：用0.5∶1的水泥浆将孔内浆液置换掉同时将所有灌浆管取出，在通过0.5∶1的水泥浆压30min，所使用的压力就是最大灌浆压力，同时做好灌浆记录。
3.帷幕灌浆施工要点以及质量控制
（1）质量控制要点。本实例在实施帷幕灌浆的过程中存在如下难点：高压旋喷防渗墙相对比较薄，只有60cm，另外，高喷墙体还存在一定斜度，同时高喷墙体也具有很大的深度，平均深度大约为22m，为了确保钻孔在墙体内，则允许的最大钻孔偏差为50cm，所以，帷幕灌浆钻孔孔底偏差控制比较困难。在帷幕施工时由于受到各种因素的影响使得孔底偏差都朝向一个方向时，那么在孔深20m的位置钻孔已经达到旋喷单桩外侧，所以，对各种技术参数进行严格控制室确保钻孔不出墙体外侧，最终确保帷幕灌浆得以顺利进行的关键所在。
（2）质量控制方法。安装钻机的时候通过水平尺进行校正，确保钻机和立轴垂直；严格检查钻机立轴以及钻杆，一旦发现不满足要求的钻杆立马报废；钻机稳定之后底部应该垫结实，并用螺栓进行固定；由于高喷墙体的强度不是很高且耐磨性较差，钻孔的时候采取无压钻进。在孔深10m之后需要“吊”着钻进，以此来对钻头部位实际压力进行控制；可以利用5m加长导向钻具以及电子测斜仪对孔的斜度进行测量，起到监控的作用，一旦发现孔出现了偏斜必须立即采取有效措施予以纠偏，强化现场控制。质检人员应该加大钻孔斜度抽测力度；为降低高喷孔位和帷幕孔位之间的偏差，在完成高喷灌浆施工之后需要对高喷孔位置进行标记，在高喷和帷幕灌浆孔位上面每隔20m防治一个控制点，高喷孔和帷幕孔利用同一控制点，降低两者之间偏差；对高喷孔与帷幕孔测斜结果进行认真分析，如果出现同一方向偏斜的情况时应该及时进行纠偏。
4.结束语
本实例中采取帷幕灌浆处理之后，下层灌浆洞洞壁能够维持干燥，没有出现较为严重的渗水问题，灌浆质量较好，确保了提前蓄水以及按时发电。目前，水库的蓄水量已经能够满足发电要求，大坝下游以及边坡附近也为发生有渗水问题。总体来说大坝帷幕灌浆施工效果显著。
参考文献：
[1]唐小成.帷幕灌浆施工技术在水利工程中的应用探讨[J].科学之友，2011（8）：90-91.
[2]郭强.刍议水利工程中帷幕灌浆施工技术[J].黑龙江水利科技，2012，40（12）：201-202.
论文作者:周炼坤
论文发表刊物:《基层建设》2016年6期
论文发表时间:2016/7/5
标签：帷幕论文; 钻孔论文; 水利工程论文; 压力论文; 钻机论文; 钻杆论文; 水灰比论文; 《基层建设》2016年6期论文;