帷幕灌漿技術(shù)在水利工程方面的應(yīng)用

什么是帷幕灌漿技術(shù)?

為什么會運(yùn)用到水利工程方面呢？

對于水利工程項目有哪些優(yōu)勢呢？

 帷幕灌漿是將漿液灌入巖體或土層的裂隙、孔隙，形成連續(xù)的阻水帷幕，以減小滲流量和降低滲透壓力的灌漿工程。在水利工程的建設(shè)中，滲漏的問題影響著工程的施工質(zhì)量，帷幕灌漿技術(shù)的運(yùn)用正是為了解決這個問題。

帷幕灌漿在閘壩的巖石或砂礫石地基中采用灌漿建造防滲帷幕的工程。帷幕頂部與混凝土閘底板或壩體連接，底部深入相對不透水巖層一定深度，以阻止或減少地基中地下水的滲透；與位于其下游的排水系統(tǒng)共同作用，還可降低滲透水流對閘壩的揚(yáng)壓力。20世紀(jì)以來，帷幕灌漿一直是水工建筑物地基防滲處理的主要手段，對保證水工建筑物的安全運(yùn)行起著重要作用。

帷幕灌漿技術(shù)在水利工程方面的應(yīng)用案例：

工程概況——某水庫總庫容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，可水庫為中型規(guī)模，為III等水庫樞紐工程等級。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。可選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。

測量放線——按照設(shè)計要求，選取全站儀進(jìn)行灌漿軸線、控制點的確定，并利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程測定。在所有灌漿孔里程、灌漿軸線控制里程確定后，即可通過鋼卷尺對孔位進(jìn)行測定。隨后利用水準(zhǔn)儀將所有孔孔口高程測出，并按照設(shè)計帷幕底線，進(jìn)行具體鉆孔深度地計算。

鉆孔——根據(jù)工程實際情況，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，及時采取切實可行的措施進(jìn)行解決，避免對鉆進(jìn)速度及灌漿質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。

灌漿——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，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)計要求），并做好振搗、壓實作業(yè)。灌漿以孔口封閉灌漿法施工時，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)計要求需求，如一次無法實現(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。鉆孔時可按照由上至下一段一段進(jìn)行，以便掌握帷幕設(shè)計深度內(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，且以此對設(shè)計帷幕底界限進(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，針對灌漿管需做好上下左右轉(zhuǎn)動操作，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。

漿液控制——按照“稀—濃”的原則逐級變換灌漿漿液的濃度。根據(jù)灌漿試驗進(jìn)行漿液比地確定。根據(jù)灌漿實際情況，可劃分為6個等級。分別為5、3、2、1、0.8、0.5，按照壓水試驗得出的透水率，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，如不改變灌漿壓力，不斷降低漿液注入率時，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。

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。

水利工程施工帷幕灌漿試驗

裂隙沖洗——沖洗完帷幕灌漿孔接觸段鉆孔后，可實施裂隙沖洗工作，其他孔段無需實施裂隙沖洗作業(yè)。選取壓力水脈動法沖洗單孔裂隙，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，可同時進(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)。

壓水試驗——灌漿前，通過壓水對灌漿孔進(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I先導(dǎo)孔一段一段實施壓水試驗，在灌前灌漿先導(dǎo)孔選用五點法進(jìn)行壓水試驗。選取單點法進(jìn)行帷幕灌漿壓水試驗，相比最大灌漿壓力，壓水試驗壓力必須控制在其80%以內(nèi)。一般帷幕灌漿簡易壓水試驗需與裂隙沖洗結(jié)合實施，以灌漿壓力值80%作為其壓力，且小于或等于0.8MPa。以20min作為壓水時間，流量每隔5min記錄一次，通過壓水試驗，可充分掌握基巖透水性，為施工提供方便。

水利工程施工中帷幕灌漿注意事項

地表冒漿

地面冒漿現(xiàn)象出現(xiàn)于灌漿施工，需及時減小壓力，保證在無壓狀態(tài)下進(jìn)行灌漿操作，且對冒漿變化進(jìn)行詳細(xì)觀測，隨后將冒漿點堵住，避免遺漏大量漿液。如無法止住冒漿情況，需及時增強(qiáng)漿液濃度進(jìn)行注漿。

鄰孔串漿

如鄰孔串漿產(chǎn)生，可同時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。

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。待凝時間可控制在10到24小時，不斷循環(huán)，直到滿足設(shè)計灌漿壓力。第二，外加劑添加。如具有較大耗漿量時，灌漿一定時間后，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。

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，必須及時找出原因，采取科學(xué)、有效的措施進(jìn)行處理，及時恢復(fù)灌漿。如停止時間在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，灌注時應(yīng)選取中斷前的比級，直至完成灌漿。

回漿變濃

如出現(xiàn)回漿變濃現(xiàn)象，灌注時可選取水灰比一致的新漿施工，當(dāng)其效果不佳時，持續(xù)進(jìn)行30分鐘灌注后可停止灌注，無需再次灌注。

帷幕灌漿技術(shù)在水利工程中發(fā)揮著防水的重要作用，所以要對這項技術(shù)大力的進(jìn)行推廣，使其為我國的水利工程事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。但是帷幕灌漿技術(shù)在使用中還是會存在相應(yīng)問題的產(chǎn)生，這就要求我們的施工企業(yè)在實踐的工作中不斷的總結(jié)經(jīng)驗，制定出完善的措施，使這項技術(shù)不斷的進(jìn)步。

帷幕 壓力 漿液

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