談水利工程帷幕灌漿施工工藝

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摘要：本文主要通過簡述新疆阿勒泰市烏拉斯特水庫工程的帷幕灌漿施工工藝，按照施工的連續(xù)性，對實施過程的各個工序做一描述，希望能通過帷幕灌漿施工過程中工序的描述來表達(dá)清楚帷幕灌漿在施工過程中的應(yīng)用，為水利工程施工中帷幕灌漿在其他項目的應(yīng)用起到一個借鑒的作用。

關(guān)鍵詞：水利工程;帷幕灌漿;透水率;巖芯采取率

1帷幕灌漿法簡介

大壩的防滲處理，山區(qū)水庫基本上都選擇帷幕灌漿處理地基以及壩肩等滲漏部位，具有很好的防滲效果，目前在水利工程中廣泛使用。而帷幕灌漿就是用鉆孔機(jī)械(回旋式、沖擊式、回旋沖擊式)在大壩帷幕灌漿軸線上按照設(shè)計孔位造孔，沖孔洗孔合格后利用柱塞泵將設(shè)計比級的水泥漿用一定的壓力注入到灌漿孔中，通過水泥漿在裂隙中的填充連成一道連續(xù)的擋水幕墻，降低壩基的滲流以及壩基的揚(yáng)壓力，從而確保大壩的穩(wěn)定性［1］。

2新疆阿勒泰市烏拉斯特水庫工程中帷幕灌漿的應(yīng)用

2.1工程概況及采用帷幕灌漿的原因

新疆阿勒泰市烏拉斯特水庫工程位于阿勒泰市北部山區(qū)的烏拉斯溝，水庫庫容1518m3，Ⅲ等中型水利工程。烏拉斯特水庫為一座山區(qū)峽谷水庫，河谷呈不對稱箱型，現(xiàn)狀河谷寬120m左右。地形起伏切割明顯，兩岸不對稱，左岸巖體雄厚，谷坡較陡，右岸地形平緩，出露III級基座階地。壩線沿NW312°方向布置，壩線與巖體走向大致平行，利于穩(wěn)定與防滲。壩頂高程1030m，壩線長度475m，溢洪道布置在右岸壩肩，導(dǎo)流洞、放水涵洞布置在右岸山體中。左壩肩山體陡峭，順河向裂隙發(fā)育，中等透水巖體的深度在40～70m，繞壩滲漏的巖體范圍較大。河床段壩基巖體在北西、北東兩個方向裂隙組合切割下，巖體相對破碎，鉆孔取芯采取率低下，RQD值極低;據(jù)鉆孔壓水試驗表明，呂榮值變化較大，全孔段(80.2m)未見小于5Lu的弱透水巖體。河床段壩基巖體小于10Lu的中等透水巖體厚度在25～65m深度內(nèi)，小于5Lu的巖體深度在40～77m。右壩肩及谷坡穩(wěn)定，中等透水性厚度15～25m左右，小于5Lu的弱透水巖體厚度在40m左右，為解決大壩穩(wěn)定性、減少滲流需對左壩肩、河床段、右壩肩進(jìn)行帷幕灌漿處理。

2.2施工工藝

2.2.1確定帷幕灌漿的參數(shù)根據(jù)設(shè)計圖紙?zhí)峁┑膮?shù)，在帷幕灌漿軸線上確定孔口樁號、孔口高程、砼蓋板厚度、孔深、鉆孔角度等。然后根據(jù)設(shè)計參數(shù)以及現(xiàn)場帷幕灌漿試驗所確定的參數(shù)確定各分段的鉆進(jìn)深度、灌漿壓力以及封孔方式。

2.2.2布孔在帷幕灌漿造孔前需按照設(shè)計給定的帷幕灌漿孔的孔距及排距在帷幕灌漿的軸線上布設(shè)各個孔位，確保各孔在造孔前在同一軸線上［2］。在布設(shè)的孔位上用醒目的標(biāo)志標(biāo)注出先導(dǎo)孔、Ⅰ序孔、Ⅱ序孔、Ⅲ序孔。

2.2.3造孔在布孔工作完成之后，進(jìn)行造孔。所謂造孔是指按照設(shè)計要求的鉆進(jìn)角度豎直、斜向或者水平自上而下鉆進(jìn)。在鉆孔的時要每段測量孔斜、孔底偏距，保證鉆進(jìn)方向的方位角和孔底偏距符合規(guī)范要求。除此以外還要注意觀察鉆進(jìn)時孔口的返水或者孔底吹渣情況，發(fā)現(xiàn)孔口不返水、孔底殘渣不能吹出等異常情況要立即停止鉆進(jìn)，排查問題。

2.2.4沖洗、壓水試驗在打孔的時候孔內(nèi)會有很多的殘渣，如不及時清理或?qū)е驴變?nèi)裂隙被封堵，需要用清水沖洗帷幕灌漿孔，參照各段壓水試驗的壓力沖洗至少20min，待返水清凈后，開始做簡易壓水試驗，確定各段的透水率。

2.2.5制備水泥在壓水試驗后準(zhǔn)備灌注水泥漿液，按照設(shè)計給定的漿液比級5∶1起灌，若注漿量較大，或注漿量與與灌漿壓力有比例關(guān)系，則需調(diào)整濃一級的漿液灌注，灌注的水泥漿液需提前制備，但超過4h的視為棄漿。使用高速攪拌機(jī)將計算好的水泥與水混合好導(dǎo)入攪拌機(jī)內(nèi)高速攪拌，然后放入低速攪拌桶中持續(xù)攪拌為柱塞式灌漿泵提供持續(xù)的灌注漿液。

2.2.6灌漿帷幕灌漿的時候，注漿塞距孔底不大于50cm，采用大循環(huán)灌漿方式，保證孔內(nèi)漿液處于一個循環(huán)的過程，避免造成漿液沉淀封堵裂隙。通過調(diào)節(jié)回漿管路上的高壓閥確保灌漿的壓力，同時在灌漿的時候還要觀察回漿量和進(jìn)漿量。如果出現(xiàn)泥漿隨壓力變大而變大、無回漿、回漿的漿液比級降低等特殊情況需及時調(diào)節(jié)水泥漿液。需要注意的是除了先導(dǎo)孔之外，其他的帷幕孔都是自上而下灌漿的。

2.2.7封孔作業(yè)在帷幕灌漿封口的時候要用0.5∶1的濃漿置換孔里面的漿液，再用全孔最大的灌漿壓力進(jìn)行封口，最后用水泥砂漿封閉空口部分，進(jìn)行相應(yīng)的記錄，這樣就能保證封口的正確操作。2.2.8質(zhì)量檢測帷幕灌漿施工結(jié)石14d后，按照帷幕灌漿孔數(shù)的10%選擇檢查孔，在呂榮值大、單米耗灰量大或有其他異常灌漿孔位附近布設(shè)檢查孔，采用單點法做壓水試驗獲取呂榮值，鉆取巖芯，觀察巖石裂隙中水泥結(jié)石的情況。按照帷幕灌漿孔數(shù)的10%抽取，壓水試驗的透水率在設(shè)計給定范圍內(nèi)視為合格。

2.3水庫工程帷幕灌漿施工中特殊情況的處理

2.3.1注漿量大的問題在帷幕灌漿過程中出現(xiàn)注漿量持續(xù)較大時可采用低壓限流、間接灌漿和濃漿方式來進(jìn)行，然后檢查灌漿過程中有無漿液出漏點，若有則需要對其表面進(jìn)行封堵。對一些注漿量明顯異常的孔可加入水泥砂漿、水玻璃、鋸末等，采用低壓限流灌注0.5∶1比級的水泥漿液，從而保證水泥漿液的有效擴(kuò)散，形成連續(xù)的擋水幕墻。

2.3.2串漿問題在灌漿的過程中會出現(xiàn)漿液串流到其他的孔或者是縫隙里面，對于串漿的孔位需要塞灌漿塞同時灌漿，對于灌漿孔位附近的地表面出漏的則需要封堵表面出漏點24h后重新掃孔灌漿。

2.3.3孔口返水較大的問題在灌漿過程中出現(xiàn)因孔口返水較大無法用灌漿塞封堵時，可在灌漿塞的止水橡膠周圍纏繞若干海帶，在封堵過程中海帶持續(xù)遇水膨脹，有較好的封堵效果。

3結(jié)語

在新疆阿勒泰市烏拉斯特水庫工程中采用帷幕灌漿，大壩壩基以及左右壩肩的檢查孔在灌漿后鉆孔取芯時有較多水泥結(jié)石在巖芯中，檢查孔的呂榮值符合設(shè)計要求，壩后滲流明顯減少。

參考文獻(xiàn)

［1］樊忠其．水利水電工程灌漿施工技術(shù)與質(zhì)量控制［J］．住宅與房地產(chǎn)，2017(18):290

［2］魏靜．水利工程施工中帷幕灌漿技術(shù)探析［J］．現(xiàn)代物業(yè)(中旬刊)，2018(2):167

作者：溫青山 單位：水利部新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測設(shè)計研究院