彭兆強(qiáng)

摘 要：在水庫(kù)除險(xiǎn)加固施工中，帷幕灌漿技術(shù)是使用最廣泛的灌漿技術(shù)。帷幕灌漿不僅具有極佳的防滲漏功能，而且能夠降低灌漿施工成本。本文介紹帷幕灌漿技術(shù)的施工條件和施工流程。同時(shí)，分析了各種外部因素的影響，并提出了相應(yīng)的解決措施，以提高帷幕灌漿技術(shù)的施工效果。

關(guān)鍵詞：帷幕灌漿技術(shù)；水庫(kù)；除險(xiǎn)加固

中圖分類(lèi)號(hào)：TV697 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.引言

為了保證水庫(kù)的運(yùn)轉(zhuǎn)安全性，應(yīng)當(dāng)定期對(duì)水庫(kù)庫(kù)體進(jìn)行保養(yǎng)與維護(hù)，其中最重要的維護(hù)內(nèi)容是對(duì)水庫(kù)庫(kù)體進(jìn)行除險(xiǎn)、加固處理，以防止水庫(kù)庫(kù)體發(fā)生安全事故。在水庫(kù)庫(kù)體的除險(xiǎn)加固過(guò)程中，使用最廣泛、實(shí)施效果最顯著的灌漿技術(shù)的是帷幕灌漿技術(shù)，通過(guò)該技術(shù)不僅能夠保證庫(kù)體的安全性，而且通過(guò)較低的工程造價(jià)就能夠解決水庫(kù)滲漏問(wèn)題。

1.帷幕灌漿施工方法及流程

1.1帷幕灌漿施工條件

帷幕灌漿施工之前，必須確保其帷幕墊層混凝土強(qiáng)度能夠達(dá)到28天的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，且在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%才能進(jìn)行施工；進(jìn)行帷幕灌漿之前，按照灌漿施工設(shè)計(jì)要求，對(duì)指定鉆孔進(jìn)行灌漿試驗(yàn)，且編寫(xiě)對(duì)應(yīng)的灌漿試驗(yàn)手冊(cè)，再根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)驗(yàn)結(jié)果知道灌漿實(shí)施工；進(jìn)行帷幕灌漿之前，需要進(jìn)行抬動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的安裝，實(shí)現(xiàn)在灌漿過(guò)程中，保證抬動(dòng)值在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)。

1.2帷幕灌漿施工方法

灌漿的方法包括兩種，分別為：全孔一次灌漿、全孔分段灌漿。全孔一次灌漿適用于地質(zhì)條件較好、安全隱患較小的情況；其他情況則更適合采用全孔分段灌漿，常用的全孔分段灌漿方式包括：自上向下分段灌漿、自下向上分段灌漿、綜合分段灌漿、孔口封閉自上向下灌漿等：

（1）自上向下分段灌漿，即進(jìn)行鉆孔作業(yè)的同時(shí)完成灌漿作業(yè)。其優(yōu)點(diǎn)在于：上部完成灌漿的地層對(duì)下部地層產(chǎn)生壓力，能夠提高下部地層的灌漿質(zhì)量；但是缺點(diǎn)在于：必須等待水泥漿完全凝固之后，才能進(jìn)行下部地層的施工作業(yè)，因此灌漿施工周期較長(zhǎng)。

（2）自下向上分段灌漿，即當(dāng)鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，從下至上完成灌漿作業(yè)。其優(yōu)點(diǎn)在于：不需要等待水泥漿完全凝固，再進(jìn)行灌漿作業(yè)，能夠有效縮短灌漿施工時(shí)間，提高施工作業(yè)效率；但是缺點(diǎn)在于：由于上部地層的灌漿壓力不夠，可能會(huì)影響下部地層的灌漿質(zhì)量，容易導(dǎo)致反漿現(xiàn)象。

（3）綜合分段灌漿：即結(jié)合了自上向下分段和自下向上分段兩種方法，主要運(yùn)用于地質(zhì)情況較為復(fù)雜、鉆孔深度較深時(shí)的灌漿施工工作。

（4）孔口封閉自上向下灌漿：即改進(jìn)的自上向下分段灌漿，主要工作原理是：在鉆孔孔口安裝封隔器，接著從上向下開(kāi)始分段完成鉆孔作業(yè)和灌漿作業(yè)。其優(yōu)點(diǎn)在于：施工操作比較簡(jiǎn)單，不僅能夠大幅度縮短施工時(shí)間，而且能夠有效降低施工作業(yè)成本；其缺點(diǎn)在于：施工作業(yè)需要大量的水泥漿和管線(xiàn)。

1.3帷幕灌漿施工作業(yè)流程

帷幕灌漿施工作業(yè)流程包括：施工前準(zhǔn)備、鉆孔、鉆孔沖洗和壓水試驗(yàn)、灌漿和封孔。圖1為典型的帷幕灌漿施工流程示意圖，下面將結(jié)合示意圖對(duì)帷幕灌漿施工流程作進(jìn)一步解釋說(shuō)明。

1.3.1灌漿施工前準(zhǔn)備

（1）鉆孔間距和布置形式：帷幕灌漿的鉆孔作業(yè)通常使用金剛石或硬質(zhì)合金鉆頭的回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)進(jìn)行，設(shè)計(jì)要求如下：①鉆孔深度與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)孔深誤差小于10cm；②鉆孔深度符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)規(guī)定和要求；③鉆機(jī)上應(yīng)當(dāng)安裝平正穩(wěn)固，確?？卓诠芊较蚺c圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求相一致。

（2）灌漿材料確定：帷幕灌漿施工使用的水泥漿，必須按照《土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范》、《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》等規(guī)范的要求進(jìn)行配制；外加劑與化學(xué)材料的添加需要通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)灌漿方法和監(jiān)理人員建議等。灌漿施工過(guò)程中所使用的水泥漿，在進(jìn)行灌漿操作前，必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行過(guò)篩處理。

1.3.2鉆孔施工

鉆孔是進(jìn)行帷幕灌漿施工的前提，必須按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)和監(jiān)理要求進(jìn)行鉆孔作業(yè)，鉆孔作業(yè)時(shí)應(yīng)當(dāng)重視鉆孔孔口的高程，確?？卓谖恢门c設(shè)計(jì)圖紙位置之間的誤差較小，防止出現(xiàn)止水、止?jié){的現(xiàn)象。

1.3.3沖洗和壓水試驗(yàn)

在進(jìn)行帷幕灌漿操作之前，必須對(duì)鉆孔進(jìn)行沖洗，沖洗完成的標(biāo)準(zhǔn)為鉆孔內(nèi)反出清水。完成鉆孔沖洗后，需要進(jìn)行壓水試驗(yàn)，計(jì)算透水率。鉆孔沖洗和壓水試驗(yàn)的注意事項(xiàng)如下：

（1）沖洗鉆孔的壓力應(yīng)為灌漿作業(yè)壓力的80%，當(dāng)灌漿壓力超過(guò)1MPa時(shí)，則選用1MPa為現(xiàn)場(chǎng)使用的灌漿壓力；對(duì)于沖洗風(fēng)壓，則選用50%的帷幕灌漿壓力，當(dāng)灌漿壓力超過(guò)0.5MPa時(shí)，則選用0.5MPa為現(xiàn)場(chǎng)使用的灌漿壓力。

（2）沖洗時(shí)間必須超過(guò)30min，且必須等至鉆孔反出清水之后10min；如果反水沒(méi)有達(dá)到的要求，則繼續(xù)進(jìn)行鉆孔沖洗；如果進(jìn)行沖洗的鉆孔鄰近有正在進(jìn)行灌漿施工的鉆孔，或者鄰近的灌漿施工沒(méi)有超過(guò)24h，則禁止進(jìn)行沖洗施工。

（3）對(duì)于巖溶與斷層等存在大裂隙的地區(qū)，是否需要進(jìn)行鉆孔沖洗以及鉆孔沖洗方式應(yīng)當(dāng)通過(guò)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、建立管理來(lái)確定。

1.3.4灌漿施工

（1）水泥漿攪拌：①水泥漿液必須攪拌均勻，并測(cè)定和記錄水泥漿液的密度和黏滯度等參數(shù)；②當(dāng)使用普通攪拌機(jī)進(jìn)行水泥漿液攪拌作業(yè)時(shí)，攪拌時(shí)間應(yīng)不少于3min；當(dāng)使用高速攪拌機(jī)進(jìn)行水泥漿液攪拌作業(yè)時(shí)時(shí)，攪拌時(shí)間應(yīng)不少于30s。水泥漿液在進(jìn)行攪拌作業(yè)前應(yīng)通過(guò)過(guò)篩處理，水泥漿液從開(kāi)始配制到使用完畢的時(shí)間應(yīng)當(dāng)少于4h。

（2）集中制漿：①集中制漿站用400L高速攪拌機(jī)拌制漿液，使用250/50水泥漿泵將水灰比為0.5∶1的水泥漿液泵送至各灌漿作業(yè)點(diǎn)，然后在各灌漿點(diǎn)測(cè)定水泥漿液的密度，最后根據(jù)各灌漿點(diǎn)的灌漿作業(yè)需求對(duì)泥漿進(jìn)行調(diào)制和使用；②水泥漿液的溫度應(yīng)保持在5℃～40℃，如果使用溫度超出以上溫度范圍，則被視為廢漿。

（3）水泥漿質(zhì)量控制：根據(jù)水泥漿配制流程，采用如下方式進(jìn)行水泥漿的質(zhì)量控制：①制漿材料必須稱(chēng)量且攪拌均勻；②鉆孔沖洗時(shí)，將鉆孔內(nèi)的沉積物如：樹(shù)干、沉砂等清理干凈；③過(guò)濾清除泥漿池內(nèi)的沉砂和漂浮物；④定期清理水泥漿池；⑤通過(guò)專(zhuān)用檢測(cè)儀器對(duì)水泥漿組分進(jìn)行檢測(cè)。endprint

（4）灌漿施工：①運(yùn)用循環(huán)式孔底全孔灌注的方法進(jìn)行灌漿施工作業(yè)，應(yīng)當(dāng)將注漿管鉆至鉆孔深度0.5m～1.0m；②開(kāi)始灌漿施工作業(yè)前，先使用稀水泥漿進(jìn)灌漿，然后3min～5min之后，增加水泥漿稠度；③使用“少灌多復(fù)”的方法進(jìn)行灌漿施工作業(yè)，并且每次灌漿施工作業(yè)的間隔時(shí)間不少于5d；④使用錯(cuò)位灌漿、逐漸加密的灌注方式進(jìn)行灌漿，首先完成第一序孔的灌漿，然后繼續(xù)下游排孔的灌漿施工作業(yè)。

（5）完成鉆孔的灌漿施工后，當(dāng)水泥漿完全壓實(shí)后，在使用含水量式中的土料進(jìn)行壓實(shí)，最后進(jìn)行封孔。

2.灌漿施工問(wèn)題及處理方法

2.1灌漿中斷及處理

帷幕灌施工作業(yè)漿可能會(huì)因?yàn)楦鞣N突發(fā)原因而造成突然中斷，常見(jiàn)突發(fā)原因主要包括：現(xiàn)場(chǎng)停電、機(jī)械設(shè)備故障、管線(xiàn)堵塞和管線(xiàn)破裂等。常用的灌漿施工作業(yè)中斷的解決措施包括：

（1）改善材料性能。

（2）提升防范工藝。在灌漿施工過(guò)程中需要重視如下幾個(gè)問(wèn)題：①?lài)?yán)格把控灌漿材料質(zhì)量，了解灌漿材料性能，及時(shí)檢查管徑作業(yè)管路連接情況，及時(shí)檢查、處理灌漿材料的質(zhì)量問(wèn)題、管道堵塞、破裂等問(wèn)題；②管路檢查無(wú)誤后，及時(shí)調(diào)整壓力表誤差，保證其真實(shí)性、準(zhǔn)確性；③灌漿施工過(guò)程中，管路會(huì)因?yàn)楣酀{壓力過(guò)大而出現(xiàn)破損或堵塞，需要及時(shí)對(duì)灌漿泵進(jìn)行清洗；④定期檢查施工現(xiàn)場(chǎng)的水電情況，防止停電造成帷幕灌漿施工作業(yè)的中斷；⑤保持灌漿施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的清潔與干燥，防止鉆孔內(nèi)的水泥漿液上返造成線(xiàn)路短路。

2.2漏漿現(xiàn)象及處理

由于灌漿施工的機(jī)械設(shè)備通過(guò)管路連接，如果管路之間存在很多間隙、裂紋，則灌漿壓力過(guò)大時(shí)會(huì)發(fā)生漏漿現(xiàn)象，導(dǎo)致水泥漿的灌入值大于設(shè)計(jì)值。漏漿現(xiàn)象常用以下措施加以解決：

（1）采用較低的灌漿壓力，在特殊情況下可采用水泥漿自流的方式進(jìn)行灌漿施工作業(yè)，當(dāng)水泥漿液的流動(dòng)性降低之后再逐步提高灌漿壓力。

（2）灌漿施工中如果遇到持續(xù)進(jìn)漿的現(xiàn)象，則應(yīng)當(dāng)暫停灌漿施工作業(yè)，當(dāng)水泥漿逐漸凝固之后，再重新進(jìn)行灌漿施工作業(yè)，這樣能夠防止因?yàn)樗酀{體積過(guò)大，造成灌漿壓力提高。

（3）如果灌漿的速率過(guò)快，容易導(dǎo)致灌漿壓力身高，通過(guò)將灌漿速率保持在30L/min～40L/min，并同時(shí)提升水泥漿的濃度，當(dāng)進(jìn)漿量下降之后，再進(jìn)行灌漿壓力的提升。

2.3不吸漿、只吸水現(xiàn)象及處理

不吸漿、只吸水現(xiàn)象主要通過(guò)漏漿量異?；蚵┧慨惓?lái)表現(xiàn)，而導(dǎo)致漏漿量異?；蚵┧慨惓５脑蛑饕牵翰缓侠淼氖┕し椒ǔ霈F(xiàn)了不吸漿、只吸水的情況；為了按時(shí)完成灌漿施工，導(dǎo)致沒(méi)有進(jìn)行壓水試驗(yàn)，就開(kāi)始灌漿施工作業(yè)，導(dǎo)致鉆孔出現(xiàn)外漏現(xiàn)象，進(jìn)而造成漏漿量或漏水量的異常。因此，在灌漿施工作業(yè)時(shí)，臨近鉆孔必須開(kāi)展壓水試驗(yàn)，不準(zhǔn)全孔結(jié)束、從上向下鉆孔完成之后再開(kāi)始灌漿施工作業(yè)，防止出現(xiàn)不吸漿、只吸水的現(xiàn)象。

結(jié)語(yǔ)

帷幕灌漿技術(shù)廣泛地應(yīng)用于水庫(kù)除險(xiǎn)加固過(guò)程中，不僅能夠防止水庫(kù)庫(kù)體發(fā)生滲漏情況，而且能夠確保水庫(kù)庫(kù)體的穩(wěn)固。本文首先介紹帷幕灌漿技術(shù)的施工條件，并解釋說(shuō)明了具體的施工流程。同時(shí)，分析了各種外部因素的影響，，并提出了相應(yīng)的解決措施，以提高帷幕灌漿技術(shù)的施工效果。

參考文獻(xiàn)

[1]徐安諾.帷幕灌漿在水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程大壩壩基處理中的應(yīng)用[J]. 水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2016（7）：108-111.

[2]彭小學(xué)，郭便玲，王卷霞.帷幕灌漿技術(shù)在水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用[J]. 河南水利與南水北調(diào)，2011（24）：66-66.

[3]覃媛.關(guān)于帷幕灌漿技術(shù)在水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用探究[J]. 低碳世界，2017（1）：103-104.endprint