蕉城区水利局水利技术队 福建宁德 352100
摘要：帷幕灌浆指的是用浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成阻水幕，以减小渗流量或降低扬压力的灌浆。该技术处理效果好、实用性强，如今已普遍应用于水库大坝坝基防渗处理中，是坝基防渗处理的关键所在。本文通过蕉城区溪头水库除险加固工程实例相结合，并从施工现场灌浆施工工艺、灌浆效果分析、指出灌浆过程需注意的问题来分析帷幕灌浆的施工技术。
关键词：水库坝基；帷幕灌浆；防渗加固；施工技术
1、工程概述
溪头水库坝址位于港口村白叶兰自然村下游300m的河道上，地理坐标为东经119°41′28″，北纬26°38′55″，水库所在河流为宁德市蕉城区三都镇港口村港口溪，是三都岛一条单独入海的小溪流，除险加固设计复核坝址集雨面积0.55km2，主河道长0.89km，河道平均坡降192.3‰。溪头水库大坝自1970年建成蓄水运行至今已44年。当时施工左右岸坝基软弱破碎带未挖除，基础开挖后未进行过固结灌浆或帷幕灌浆，致坝基出现渗漏。坝基处理不合格，是大坝重大安全隐患。因此对坝基进行灌浆防渗处理十分重要。
2、坝基帷幕灌浆施工
2.1 帷幕灌浆孔的设计布置情况。根据地勘结果，拟对坝体与基岩接触部位和坝基进行帷幕灌浆。帷幕灌浆按一排布置在坝顶中间，灌浆范围为坝体左右岸陂、坝体桩号K0+000-K0+058.5，孔距2m，孔深11.1-27.4m，灌浆长度10.0-14.9m。单排孔帷幕分为三序灌浆。灌浆后应钻检查孔进行压水试验，吸水率要求W<3Lu。
2.2帷幕灌浆施工方法
2.2.1施工工艺
施工工艺为：测量、钻孔、钻孔冲洗、压水试验、灌浆、灌浆的质量检查。
2.2.2测量
施工前根据业主提供施工图纸、测量基准点、基准线等资料和数据同监理校核测量数据的精确度，对测量基准点、基准线进行核查，对帷幕灌浆孔进行测量。
2.2.3钻孔
帷幕灌浆孔采用ZSTD-150型地质芯岩钻机，孔径φ91mm。钻机安装必须平正稳固；钻孔宜埋设孔口管；钻机立轴和孔口管方向必须与设计孔向一致；钻进应控制钻进压力。钻孔位置与设计位置偏差不得大于10cm。金刚石或硬质合金钻头钻进，钻进时应尽量做到孔径匀直，清水作为清洗液，不得使用反水。钻孔必须保证孔向正确，用测斜仪量测钻孔斜率，每5m测量一次，不足5m的钻孔，终孔测量一次，发现孔斜超过1%时进行纠偏或者采取补救措施。钻孔钻进结束后孔口应用木塞塞紧，以防污物进入。
2.2.4钻孔冲洗和压水试验
灌浆前应先钻孔，孔内厚度不应超过20cm。与此同时，在注浆之前使用压力水进行断裂冲洗，直到回水清洁。冲洗压力可以是灌浆压力的80％。如果该值大于1Mpa，则使用1Mpa。在冲洗之前，冲洗管可以插入孔中，堵塞装置可用于堵塞孔口，用压力水冲洗，用压力水和压缩空气冲洗，或混合冲洗压力水和压缩空气。岩体的裂隙压力从小到大，最大不能超过注浆压力。推入的水量稳定并连续清洗30分钟，清洗结束。在钻井和开裂过程中，应每隔5分钟记录冲洗压力和水压以掌握冲洗程度。
帷幕灌浆先导孔应自上而下分段进行压水试验，试验采用单点法。采用自上而下分段循环式灌浆法进行帷幕灌浆时；各灌浆段在灌浆前宜进行简易压水。简易压水可结合裂隙冲洗进行，压力为灌浆压力的80％，并不大于IMPa，压水时间20min，每5min测读一次压人流量。取最后的流量值作为计算流量。压水试验结束后也要封好孔。如未能及时灌浆，停放超过二昼夜。在灌浆前仍要冲孔。
2.2.5灌浆方式
帷幕灌浆采用循环式，射浆管距孔底不得大于50cm。
2.2.6灌浆方法
帷幕灌浆必须按分序加密的原则进行。分为三序施工，先施工一序孔，然后施工二序孔，最后施工三序孔。
帷幕灌浆长度宜采用5-6m，特殊情况可适当缩减或加长，但不得大于10m。采用自上而下分段灌浆方法时，灌浆塞应塞在已灌段段底以上0.5m处，以防漏灌；孔口无涌水的孔段，灌浆结束后可不待凝，但在断层、破碎带等地质条件复杂地区则宜待凝。
2.2.7灌浆材料
灌浆材料采用纯水泥浆，采用安徽芜湖产海螺牌PO42.5袋装水泥，采购每批水泥附有出厂合格证、检验合格证，使用前进行抽样检测。
2.2.8灌浆设备
灌浆机设备为JJS-2A低速搅拌机，灌浆泵采用SGB6-10高压泵，水泥浆搅拌完毕通过φ25供浆管路输送。灌浆泵、供浆管路均按照有经过检测合格的压力表。
2.2.9制浆
制浆材料必须按规定的浆液配比计量，计量误差应小于5％。水泥等固相材料宜采用质量（重量）称量法计量。采用集中制浆，分部位供浆，浆液浓度采用标准漏斗粘度计检测，要求漏斗粘度小于30 s；细度主要采用沉降法，用激光粒度仪校核，要求每10 t水泥检测1次。浆液在使用前应过筛，浆液自制备至用完的时间不宜大于4h。
2.2.10灌浆压力的控制
灌浆压力按照设计要求通过灌浆试验确定，在灌浆施工过程中调整确定。基岩孔口段一般控制在0.3-0.4Mpa，以下孔深每增加5m，灌浆压力加大0.1Mpa，但要低于抬动试验极限压力。采用循环式灌浆，压力表应安装在孔口回浆管路上。灌浆应尽快达到设计压力，但注入率大时应分级升压。
2.2.11灌浆浆液变换
（1）灌浆浆液应由稀至浓逐级变换。帷幕灌浆浆液水灰比可采用5、3、2、1、0、8、0.6、0．5、等七个比级。开灌水灰比可采用5：1。浓逐级
变换加浓进行注浆。
（2）浆液变换原则：当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当喷射速率恒定并且压力继续上升时，水灰比不得改变；当一定比例的浆液注入量达到300L以上或灌注时间达到1h时，灌注压力和注入速度没有变化或变化不显着时，应改变一个水平；当注射速度大于30 L / min时，可根据具体情况将液位提高到更高的水平。当注浆过程中注浆压力或注入量突然变化时，应立即确定原因并采取相应措施。在灌浆过程中，应定期记录浆液密度。如有必要，应记录浆液的温度。输注稳定的泥浆时还应记录泥浆的程度和沉淀率。当发现浆料的性能偏离指定指标时，应及时查明原因并予以处理。
2.2.12灌浆结束标准和封孔方法
（1）采用自上而下分段灌浆法时，灌浆段在最大设计压力下，注人率不大于0.4L／min后，继续灌注60min，或不大于1L／min，继续灌注90min，可结束灌浆。
（2）采用自上而下分段灌浆法时，灌浆孔封孔应采用“分段压力灌浆封孔法”。
2.2.13特殊情况处理
灌浆过程中，发现冒浆漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，应一泵一孔同时进行灌浆。否则，应塞住串浆孔，待灌浆孔灌浆结束后，再对申浆孔进行扫扎、冲洗，而后继续钻进或灌浆。
灌浆工作必须连续进行，若因故中断应尽快恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔，再恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，再恢复灌浆；恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注，如注人率与中断前相近，即可采用中断前水泥浆的比级继续灌注；如注人率较中断前减少较多，应逐级加浓浆液继续灌注；如注入率较中断前减少很多，已在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。
3、帷幕灌浆质量检查
帷幕灌浆工程的质量应以检查孔压水试验成果为主，结合对施工记录、成果资料和检验测试资料的分析，进行综合评定。
3.1帷幕灌浆检查孔透水率分析
帷幕灌浆的质量检查，在该部位灌浆结束后14天后进行，采单点法取钻孔压水试验的方法。经压水试验检查，检查孔的单位透水率最大为0.16lu，最小为0.07lu，大坝帷幕灌浆质量满足设计要求，防渗加固效果明显。帷幕灌浆钻孔压水试验渗透系数结果见下表：
4、结语
大坝坝基防渗加固处理是保证水库大坝安全运行的基础，也成了非常重要的问题，帷幕灌浆应遵循规范设计文件的要求，并结合工程实际情况及以往工程经验确定合理的施工方案，施工人员应提升自己的工作能力，在实际工作当中积累经验，以期为未来我们国家的水利工程做出杰出的贡献，拉动国家水利事业的跨越式发展。
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[5]《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL31-2003）
论文作者:陈强
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/29
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