关键词：帷幕灌浆；坝基处理；水库
前言
帷幕灌浆作为处理坝基渗漏的重要手段，目前已被广泛应用。由于过去许多水库施工期间，采取边设计和边施工方式，水库两岸未进行前期地质工作，导致水库两坝肩防渗处理不彻底，而完工后的水位远远达不到设计蓄水量标准。因此，有必要对水库进行加固，使其达到设计储水标准，充分发挥工程效益。本文就水库除险加固工程中应用的帷幕灌浆技术做出了较为详细的介绍，对如何开展帷幕灌浆技术给出了详细分析。
1施工流程
钻孔施工操作中，通常采用钻芯回转钻机配合金刚石钻头钻机。用水平尺、罗盘仪校正钻机，保证孔方向的准确度，然后将钻机固定在槽口板上。帷幕灌浆钻孔采用地质钻机，金刚石钻头清水钻进。根据试验结果，随时采取纠偏措施，严格控制钻孔偏差在允许范围内。
（1）帷幕灌浆按分序加密度法，分序、分段施工。次序孔施工必须在先序孔超前15m之后。同序孔中，先灌低高程孔，后灌高程孔。
（2）帷幕灌浆钻孔的施工顺序为：物探孔→抬动观测孔→先导孔→Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→Ⅲ序孔→质量检查孔。
2施工技术分析
帷幕灌浆采用小口径孔口封闭灌浆方式，孔口无涌水的孔段，灌浆后不待凝结。在地质条件复杂的地区，如断层和断裂带等待凝。待凝时间根据地质条件和工程要求确定。
（1）灌浆段长确定
灌浆段长根据钻孔过程中的岩石的裂隙发育程度、破碎情况、渗透性等岩性变化情况以及实际注浆能力等因素综合来决定。地层的渗水率和吸浆率越大，灌浆段长越短，反之则更长；在保证设备的灌浆能力大于全灌浆段的吸浆率，并能使灌浆迅速达到规定的压力条件，可适当加长灌浆段；在钻遇大裂缝和严重的不反水地段时，立即停止钻进，作为一段进行注浆；注浆段的岩体尽可能属于同一岩性。
根据地质体的渗透率，可按以下原则划分灌浆段的长度：
① 坝体混凝土和基岩接触段，单独灌浆并待凝，接触段长在岩石中≤2m；
② 以下各段按照5m控制。
（2）灌浆孔冲洗
为保证压水试验的准确性和灌浆效果的可靠性，必须在压水试验或灌浆前清洗孔洞。使用压力水冲洗方法。用清水回转钻进。本身就是一种冲洗方法。当钻到设计孔的深度时，停止钻进，利用高压泥泵在规定的洗孔压力下，以最大泵量向孔底送水，同时结扎回水管。当压力施加到孔中时，迅速松开回水管突然泄压，孔内的水体立即指向孔口产生脉冲振动。使孔壁裂隙的岩屑反向进孔腔，随水流流出孔外，反复冲洗。冲水时，采用水压为灌浆压力的80%。当该值大于1.0 mpa时，使用1.0 mpa，风压为灌浆压力的50%，该值大于0.5 mpa时使用0.5 mpa；水压是灌浆压力的80%。当值大于1.0 mpa时，使用1.0 mpa。结束标准为孔底回水澄清后10分钟，单孔不小于30分钟，串联孔不小于2h，孔内残留沉积厚度不超过20厘米结束。
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当岩石裂缝有充填物时，采用高、低压脉冲冲刷。对于地质条件复杂的地区，在钻孔冲洗过程中先高压冲洗，冲洗压力为灌浆压力的80%或以上，连续冲洗时间为5到10分钟。在很短的时间内将孔口压力突然降到零。形成反向脉冲流，将缝隙中的泥质碎片带出。当回水变得清澈时，再提高到原来的冲洗压力。持续数分钟后再降至零，反复冲洗，直至回水清洁，持续10至20分钟为止。
（3）压水实验
为了提供实用的灌浆施工参数试验灌浆效果。灌浆孔均进行简单的注浆试验，简单的水试可与裂缝冲洗相结合。简单的压力水试验方法是：压力为灌浆压力的80%。当该值大于1.0 mpa时，使用1.0 mpa，压水20分钟，流量每5分钟测读一次。最后的流量值作为计算的流量。其成果以透水率表示。
检查孔均进行五点压力水测试。“五点法”水压试验的压强为：灌浆压力大于1mpa时，压强采用0.3、0.6、1.0、0.6、0.3(mpa)，灌浆压力小于1mpa时，压力为0.1,0.2,0.3,0.2,0.1(mpa)。压入流量稳定标准为在稳定压力下，每3-5分钟读取一次压入流量。在连续四次读数中，最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min。这一阶段的测试可以结束，取最终值作为计算值。
简易压水试验压力采用灌浆压力的80%，最高1mpa。压入流每5分钟测试一次，连续读取四次，取最终流量值作为计算流量。
（4）灌浆施工
采用自上而下方法（包括孔口封闭法）和自下而上分段灌浆法。灌浆设备采用SGB6-10灌浆泵，并装有JJS-2B立式双层搅拌桶。采用GJY-Ⅳ灌浆自动记录仪。第一段采用89mm灌浆栓塞灌浆。灌浆完成后，内部浆料更换为0.5:1的水泥浆，并安装76mm孔管，待凝等强。浆液比级由稀到浓，逐级变换。a在注浆压力保持不变、注浆率持续下降或注浆率不变压力持续上升时，水灰比不变。当注浆量超过300升或注浆时间为30分钟时，注浆压力及注浆率均无显著变化（<85%）时，改浓一级。当注入率大于30L/min时，可根据情况越级变浓。灌浆过程中至灌浆结束，要不间断测量浆液比重。
当采用自上而下分段灌浆法（包括孔口封闭法）时，灌浆段在最大设计压力下，当注入率不大于1L/min时，继续灌注60min，可结束灌浆。当采用自下而上分段灌浆时，灌浆段在最大设计压力下，当注入率不大于1L/min时，继续灌注30min，可结束灌浆。
（5）灌浆孔封孔
灌浆结束之后。灌浆孔需要密封。封孔是帷幕灌浆的重要环节。当帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆方式时，灌浆孔封采用“分段灌浆封孔”或“全孔灌浆封孔”。每个帷幕灌浆孔灌浆结束后，验收合格的灌浆孔才能进行封孔。
3特殊情况处理
（1）冒浆及大漏量孔段的灌注灌浆过程中大漏量孔段(注入率大于50L/min者)较多，约占总漏孔段的1/3，且第一段较多。当这种类型的孔被灌浆时，可见墙体侧壁上存在冒浆现象，或者表面虽然未见冒浆，但在分析中推断存在外漏。采取主要措施是降压，表面封堵，流限，间歇灌注和加促凝剂。
(2)“吸水不吸浆”孔段的灌注，部分孔洞有大量压漏水，但灌浆时漏水量很小，小于漏率的1/2，而个别的洞甚至不吸浆。在初期阶段，我们分析认为是岩石基底上细小裂缝的发育导致注浆段“吸水不吸浆”。所以采用湿磨机将浆液湿磨2～3次再进行灌浆，但灌浆量没有明显提高。通过进一步的综合分析，这种“吸水不吸浆”现象是由以下原因造成的：为了加快施工时间，在浇注混凝土前，对邻近的槽孔未浇筑混凝土之前就已钻孔并做林压水试验。此时，孔段两侧的槽孔相当于临空面。因为距离太近（通常为1至2.5m），所以压水时临空面会外漏，灌浆时临空面已浇筑混凝土。外漏通道堵塞，漏浆量突然下降。第二采用自上而下分段钻孔、压水，并在全孔结束后采用自下而上分段灌浆的方法，也是造成漏水量与漏浆量出现异常的原因之一。大多数的先导孔都有这样的异常。
结束语
在水库除险加固过程中，帷幕灌浆是隐蔽性工程之一，施工期间有许多不可预见的因素，特别是岩溶等特殊地质状况，一般的工艺不能有效的确保灌浆质量。这不但要帷幕灌浆工艺技术的不断改进，还要有较高的施工管理水平作为保障。只要严格根据帷幕灌浆工艺的相关施工管理标准，综合考虑并全面分析，灵活地处理施工期间的一系列现象，才能让整个灌浆施工可以高质量、安全、顺利的实施。
参考文献：
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[3]彭鹏．基于层次分析法的坝基帷幕灌浆方案评估探析[J]．水利规划与设计，2016(03):47-49．
论文作者:陈志怀
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
标签：帷幕论文; 压力论文; 钻孔论文; 水库论文; 注浆论文; 回水论文; 钻机论文; 《防护工程》2018年第20期论文;