帷幕灌漿技術(shù)的水利工程施工應(yīng)用
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摘要：水利工程建設(shè)能夠有效拉動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為解決防洪抗旱問題提供可靠保障，全面推動(dòng)水運(yùn)事業(yè)發(fā)展。帷幕灌漿施工操作相對(duì)簡(jiǎn)單，施工效果良好，在水利工程建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛。具體施工過程中應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際地質(zhì)條件，制定科學(xué)施工方案，確保帷幕灌漿施工質(zhì)量，充分發(fā)揮水利工程的積極作用。
關(guān)鍵詞：帷幕灌漿；水利工程；工程概況
1工程概況
某水庫(kù)總庫(kù)容1170.2萬m3，灌溉面積2.1萬畝。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，可水庫(kù)為中型規(guī)模，為III等水庫(kù)樞紐工程等級(jí)。攔河大壩、溢洪道及導(dǎo)流輸水隧洞為構(gòu)成樞建筑物的主要部分，其中心墻風(fēng)化料壩為攔河大壩。本工程以5958.79m為帷幕灌漿設(shè)計(jì)整體進(jìn)尺，帷幕灌漿軸線與壩軸線上游之間的距離為1.5m，布置以單排孔為主，1.5m為孔距?？蛇x取純水泥漿液用于帷幕灌漿，并按照由上到下的順序一段一段進(jìn)行灌漿施工。地形、巖性及構(gòu)造是壩址區(qū)域巖體風(fēng)化的主要影響因素，該區(qū)域無滑坡分布。本工程以泥巖、泥質(zhì)粉砂巖作為壩基巖體，無發(fā)現(xiàn)對(duì)穩(wěn)定不利的軟弱夾層，目前壩基具有良好抗滑穩(wěn)定條件。
2水利工程施工中帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用
2.1測(cè)量放線
按照設(shè)計(jì)要求，選取全站儀進(jìn)行灌漿軸線、控制點(diǎn)的確定，并利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程測(cè)定。在所有灌漿孔里程、灌漿軸線控制里程確定后，即可通過鋼卷尺對(duì)孔位進(jìn)行測(cè)定。隨后利用水準(zhǔn)儀將所有孔孔口高程測(cè)出，并按照設(shè)計(jì)帷幕底線，進(jìn)行具體鉆孔深度地計(jì)算。
2.2鉆孔
根據(jù)工程實(shí)際情況，選用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行帷幕灌漿鉆孔施工，一般選取口徑較小的機(jī)械鉆孔，如選取其他口徑機(jī)械，則必須在46mm以上控制孔徑，一切以鉛直孔為全部灌漿鉆孔。統(tǒng)一標(biāo)注所有類型的鉆孔，相比設(shè)計(jì)孔位，帷幕灌漿孔位誤差需控制在10cm以內(nèi)。為防止孔壁塌陷，需嚴(yán)控控制壩體、坡積層等位置的送水量。如遇斷層、泉眼等問題，應(yīng)做好記錄，及時(shí)采取切實(shí)可行的措施進(jìn)行解決，避免對(duì)鉆進(jìn)速度及灌漿質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。
2.3灌漿
本工程選用循環(huán)式基巖灌漿施工，射漿管與孔底之間的距離可控制在50cm以內(nèi)。按照由上到下的順序進(jìn)行施工。要求在第一段灌漿段頂灌漿蓋板下堵塞灌漿塞。當(dāng)遇較為復(fù)雜地質(zhì)情況時(shí)，完成灌漿作業(yè)后需待凝。特殊情況下需下鉆孔套管，完成灌漿作業(yè)即可拔除，且回填粘土球（含水量符合設(shè)計(jì)要求），并做好振搗、壓實(shí)作業(yè)。灌漿以孔口封閉灌漿法施工時(shí)，遵循壓力控制原則，可選取一次升壓法施工，盡可能快速地提高壓力，滿足設(shè)計(jì)要求需求，如一次無法實(shí)現(xiàn)，則需進(jìn)行第二次升壓。一般以0.7P作為一次升壓壓力值，完成灌漿前需滿足設(shè)計(jì)壓力。要求將具備勘探作用的先導(dǎo)孔設(shè)置到灌漿孔內(nèi)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙合理布設(shè)孔位，一般以24m作為先導(dǎo)孔之間的距離。鉆孔時(shí)可按照由上至下一段一段進(jìn)行，以便掌握帷幕設(shè)計(jì)深度內(nèi)的地質(zhì)、巖層等情況。通過先導(dǎo)孔透水率可進(jìn)行滲透剖面圖繪制，且以此對(duì)設(shè)計(jì)帷幕底界限進(jìn)行復(fù)核，確保其合理性。應(yīng)向灌漿段底部插入灌漿管，在50cm以內(nèi)控制管口和孔底的間距。要求鉆進(jìn)、沖孔、壓水及灌漿的工序進(jìn)行施工。如灌漿管選用鉆桿，連接以平頭為主。如灌漿采取孔口封閉灌漿法施工，針對(duì)灌漿管需做好上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)操作，并有效控制回漿管內(nèi)的回漿量，一般以每分鐘15L為準(zhǔn)，避免在孔內(nèi)水泥把灌漿管凝固。
2.4漿液控制
按照“稀—濃”的原則逐級(jí)變換灌漿漿液的濃度。根據(jù)灌漿試驗(yàn)進(jìn)行漿液比地確定。根據(jù)灌漿實(shí)際情況，可劃分為6個(gè)等級(jí)。分別為5、3、2、1、0.8、0.5，按照壓水試驗(yàn)得出的透水率，如灌漿前透水率在5Lu以上，可選取3作為水灰比；如透水率在5Lu以內(nèi)，則可選取5作為水灰比；如透水率在10Lu以上，可選取2作為水灰比。在具體應(yīng)用中，可適當(dāng)調(diào)整。以注漿量進(jìn)行分析時(shí)，如不改變灌漿壓力，不斷降低漿液注入率時(shí)，水灰比可保持不變；或不改變注入率，而不斷提升灌漿壓力，也無需改變水灰比。
2.5封孔
按照地層情況等條件，確定所有孔段灌漿結(jié)束條件。灌漿可按照由上到下的順序一段一段施工，在設(shè)計(jì)壓力最大的情況下，且注入率在每分鐘1L以內(nèi)，持續(xù)進(jìn)行60min灌漿施工，即可完成灌漿作業(yè)?？蛇x取分段壓力灌漿封孔法用于所有孔完成灌漿作業(yè)的封孔方法，隨后應(yīng)閉漿24h。
3.1裂隙沖洗
沖洗完帷幕灌漿孔接觸段鉆孔后，可實(shí)施裂隙沖洗工作，其他孔段無需實(shí)施裂隙沖洗作業(yè)。選取壓力水脈動(dòng)法沖洗單孔裂隙，串通孔裂隙同樣可采取此方法沖洗，如沖洗效果差，可選取風(fēng)、水沖洗法循環(huán)進(jìn)行?？锥芜x用裂隙沖洗時(shí)，可同時(shí)進(jìn)行裂隙和鉆孔沖洗。選取80%灌漿壓力作為沖洗水壓，如壓力在1MPa以上，可直接選取1MPa；如選取50%灌漿壓力作為沖洗風(fēng)壓，則壓力在0.5MPa以上，可直接選取0.5MPa。當(dāng)回水變清10min之后即可停止裂隙沖洗，一般單孔整體沖洗時(shí)間控制在30min以上，串通孔需控制在2h以上。如孔段回水不符合清澈程度，需持續(xù)沖洗，直至孔內(nèi)殘留物厚度控制在20cm以內(nèi)。
3.2壓水試驗(yàn)
灌漿前，通過壓水對(duì)灌漿孔進(jìn)行裂縫沖洗，進(jìn)而達(dá)到灌漿質(zhì)量提升的目的。以單孔沖洗法作為沖水方式。以灌漿壓力80%為裂縫沖洗壓力，如在0.8MPa以上，可直接選取0.8MPa，待回水沖洗澄清后，即可停止沖洗。完成上述作業(yè)后，按照由上到下的順序針對(duì)I先導(dǎo)孔一段一段實(shí)施壓水試驗(yàn)，在灌前灌漿先導(dǎo)孔選用五點(diǎn)法進(jìn)行壓水試驗(yàn)。選取單點(diǎn)法進(jìn)行帷幕灌漿壓水試驗(yàn)，相比最大灌漿壓力，壓水試驗(yàn)壓力必須控制在其80%以內(nèi)。一般帷幕灌漿簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)需與裂隙沖洗結(jié)合實(shí)施，以灌漿壓力值80%作為其壓力，且小于或等于0.8MPa。以20min作為壓水時(shí)間，流量每隔5min記錄一次，通過壓水試驗(yàn)，可充分掌握基巖透水性，為施工提供方便。
4水利工程施工中帷幕灌漿注意事項(xiàng)
①地表冒漿。如地面冒漿現(xiàn)象出現(xiàn)于灌漿施工，需及時(shí)減小壓力，保證在無壓狀態(tài)下進(jìn)行灌漿操作，且對(duì)冒漿變化進(jìn)行詳細(xì)觀測(cè)，隨后將冒漿點(diǎn)堵住，避免遺漏大量漿液。如無法止住冒漿情況，需及時(shí)增強(qiáng)漿液濃度進(jìn)行注漿。②鄰孔串漿。如鄰孔串漿產(chǎn)生，可同時(shí)灌注灌漿孔和串漿孔，也可選取膠塞封堵串漿孔，當(dāng)完成灌漿孔灌注之后，可利用掃孔方式對(duì)串漿孔進(jìn)行灌注，為避免在串漿孔非灌段漿材漏掉，可利用膠塞進(jìn)行串漿孔非灌段隔離。③大量耗漿。灌漿中極易出現(xiàn)漏漿極為集中的地方，如斷裂構(gòu)造、裂隙較大等，于帷幕灌漿施工而言，該部位施工極為關(guān)鍵。為有效形成帷幕，避免大量浪費(fèi)漿材，提高灌漿質(zhì)量，可選取以下方式進(jìn)行解決。第一，間歇灌漿。第一次灌注水泥5到10噸，再次灌注水泥4到8噸。待凝時(shí)間可控制在10到24小時(shí)，不斷循環(huán)，直到滿足設(shè)計(jì)灌漿壓力。第二，外加劑添加。如具有較大耗漿量時(shí)，灌漿一定時(shí)間后，注漿量依舊無顯著減少，且孔口壓力仍無變化，則可通過砂漿泵摻砂灌注或添加水玻璃灌注。④灌漿中斷。如因故障，灌漿作業(yè)無法連續(xù)進(jìn)行，出現(xiàn)中斷現(xiàn)象，必須及時(shí)找出原因，采取科學(xué)、有效的措施進(jìn)行處理，及時(shí)恢復(fù)灌漿。如停止時(shí)間在30分鐘以上，鉆孔需馬上沖洗，隨后再次進(jìn)行灌漿。如沖洗效果不佳，也可選用掃孔方式。再次進(jìn)行灌漿后，相比中斷前，如其注入率基本相似，灌注時(shí)應(yīng)選取中斷前的比級(jí)，直至完成灌漿。⑤回漿變濃。如出現(xiàn)回漿變濃現(xiàn)象，灌注時(shí)可選取水灰比一致的新漿施工，當(dāng)其效果不佳時(shí)，持續(xù)進(jìn)行30分鐘灌注后可停止灌注，無需再次灌注。
5結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)水利工程事業(yè)也得到了極大的發(fā)展。帷幕灌漿技術(shù)作為水利工程施工的主要技術(shù)之一，有效提升施工技術(shù)水平，規(guī)范施工工藝，做好質(zhì)量控制工作，可進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)水利工程行業(yè)的發(fā)展。
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作者:寇曉峰 單位:河南方正水利工程咨詢有限公司