羅海峰

(廣東永芳工程管理咨詢有限公司，廣東 廣州 510630)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，部分基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模日漸擴(kuò)大，建設(shè)質(zhì)量同步得到了更大的保障，同時(shí)，促使水工建筑項(xiàng)目的建造水平也在逐步提升。但值得注意的是，由于我國(guó)的地質(zhì)條件相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，在建設(shè)項(xiàng)目的時(shí)候，要面對(duì)的情況也會(huì)有所不同，這就會(huì)造成在建設(shè)施工中會(huì)引發(fā)很多的風(fēng)險(xiǎn)，從而影響到項(xiàng)目工程的整體建設(shè)質(zhì)量和施工安全。因此，在水工建設(shè)項(xiàng)目中，施工人員和管理人員都要采取相應(yīng)的措施，避免漏水、滲水等嚴(yán)重施工質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生，盡可能確保工程的安全與穩(wěn)定。近些年，帷幕灌漿技術(shù)憑借自身優(yōu)秀的防滲漏、應(yīng)用效果好等特點(diǎn)，越來(lái)越受到行業(yè)的重視。

1 水工建筑工程特點(diǎn)

1.1 施工難度高

水工建筑項(xiàng)目在其施工的階段，由于受到不同方向水流的影響，其施工難度要比一般的土木結(jié)構(gòu)項(xiàng)目要大得多。例如，在下游位置進(jìn)行的水工建設(shè)項(xiàng)目，由于工程所受的水壓強(qiáng)度比較大，所以在施工中要采用更加嚴(yán)格的技術(shù)和規(guī)范，以保證工程的安全與穩(wěn)定；另一方面，水工建筑常年浸泡在水里，會(huì)持續(xù)被水流沖刷，從而嚴(yán)重影響建筑的使用壽命，這對(duì)于水工建筑工程而言是一個(gè)很大的考驗(yàn)，如果承受不住，就會(huì)出現(xiàn)漏水、滲水等嚴(yán)重安全問(wèn)題。因此，水工建筑項(xiàng)目不僅難度相對(duì)較大，同時(shí)建設(shè)周期也相對(duì)較長(zhǎng)。如果長(zhǎng)期進(jìn)行建設(shè)施工，很有可能會(huì)在某個(gè)階段出現(xiàn)防滲施工落實(shí)不到位等情況，從而危及整體工程項(xiàng)目的安全與穩(wěn)定，甚至?xí)?duì)建設(shè)后的水工建筑的正常應(yīng)用產(chǎn)生不利的影響[1]。

1.2 自然因素較為復(fù)雜

水工建設(shè)項(xiàng)目一般擁有占地面積較大的特點(diǎn)，不僅需要綜合考慮地形、地質(zhì)以及水文等方面的影響因素，還需要考慮人文、氣象等等因素，這就造成了工程建設(shè)被嚴(yán)重地限制。工程建設(shè)過(guò)程中遇到的問(wèn)題也比較復(fù)雜，特別是地質(zhì)地貌具有復(fù)雜性以及多重性等特點(diǎn)，例如地基斷裂、地質(zhì)疏松等，都會(huì)給工程建設(shè)帶來(lái)更大的難度，從而影響工程的建設(shè)進(jìn)度。由于地勢(shì)的變化，在工程建設(shè)中容易發(fā)生裂縫、斷裂等問(wèn)題，從而引發(fā)建筑漏水等現(xiàn)象。

2 帷幕灌漿技術(shù)原理及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 帷幕灌漿技術(shù)原理分析

在水工建筑工程施工中，帷幕注漿技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的一種技術(shù)，它可以達(dá)到防滲、防漏的效果，并且有效保證建筑物基礎(chǔ)的安全性與穩(wěn)定性。這種技術(shù)是利用地質(zhì)鉆機(jī)在目標(biāo)區(qū)進(jìn)行孔洞鉆探，在形成帷幕后，將水泥漿液注入到這些孔洞中，隨著巖層的裂縫慢慢地滲入，待所有的巖層都被完全滲透，混凝土就會(huì)慢慢地固化，形成一種比較牢固的防滲帷幕，防止或者降低地基中的地下水滲入等情況。通常而言，在水工施工中，混凝土重力壩的底部位置或壩體與壩體之間的連接部位是帷幕注漿的主要目標(biāo)，為了達(dá)到較好的防水、防滲效果，必須將注漿深度加深，打入壩體巖石內(nèi)部。同時(shí)，大壩基礎(chǔ)的帷幕注漿和內(nèi)部排水系統(tǒng)的協(xié)同配合，可以有效地減輕水工建筑物的滲透水等問(wèn)題對(duì)建筑物帶來(lái)的巨大壓力，從而保證建筑物的結(jié)構(gòu)安全與穩(wěn)定。除了為項(xiàng)目工程提供加固效果，提升工程的穩(wěn)定性，帷幕注漿技術(shù)還具有防水、防滲等功能，其應(yīng)用價(jià)值非常之高[2]。

2.2 帷幕灌漿技術(shù)應(yīng)有優(yōu)勢(shì)

2.2.1 安全可靠

一般來(lái)說(shuō)，帷幕灌漿是一種安全系數(shù)相對(duì)較高的工程施工技術(shù)，其安全性、防腐蝕以及防水防滲性能都很好，這主要是由于混凝土凝結(jié)而成的幕墻。在前期的工作中，設(shè)計(jì)師僅需根據(jù)工程的規(guī)模及場(chǎng)地情況，計(jì)算出基底河道的承壓需求，然后確定出帷幕的孔徑即可。

2.2.2 簡(jiǎn)單易行

在水利工程施工中，采用帷幕注漿技術(shù)，一般只要進(jìn)行相對(duì)少量的投資，就能達(dá)到預(yù)期的防滲效果。此技術(shù)的施工工藝也相對(duì)較為簡(jiǎn)便，首先在合適的位置鉆孔打洞，然后用水泥進(jìn)行后續(xù)澆注，形成具有較好的具有耐腐蝕性能的防水帷幕。由于采用了防水帷幕，因此一般可以有效地解決漏水等安全質(zhì)量問(wèn)題。這種方法通常只采用水泥等材料，以最小的能耗、最小的代價(jià)，針對(duì)性地解決壩基滲漏這種較為普遍的施工問(wèn)題。另外，帷幕注漿工藝難度相對(duì)較小，只要對(duì)鉆孔位置、注漿等工序進(jìn)行科學(xué)的清洗，即可基本保證工程質(zhì)量達(dá)到所要求的效果。這項(xiàng)優(yōu)勢(shì)也是此技術(shù)得到廣泛利用的重要原因之一。

2.2.3 應(yīng)用范圍廣泛

在水工建筑工程中，此技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐與應(yīng)用，施工應(yīng)用等方面已經(jīng)逐漸趨于完善，因此除了水利水工項(xiàng)目之外，此技術(shù)也在向著其他工程項(xiàng)目延伸，同時(shí)也取得了一些較為令人滿意的效果。隨著此技術(shù)的應(yīng)用范圍愈加廣泛，其應(yīng)用水平也會(huì)進(jìn)一步得到提升，提升自身施工效果的同時(shí)，也能夠同步促進(jìn)水工建設(shè)項(xiàng)目的發(fā)展。

3 帷幕灌漿施工特殊問(wèn)題處理

在注漿工程中，因其地質(zhì)情況的復(fù)雜性，會(huì)面臨不同深度、不同層位等情況，往往會(huì)遇到巖石破碎、孔口回水極少以及孔壁崩塌等問(wèn)題。容易發(fā)生串、漏、冒漿等情況，也有可能出現(xiàn)大量的漏孔，從而加劇滲漏量；同時(shí)，由于機(jī)械或人為等原因的影響，會(huì)造成注漿中斷等特殊現(xiàn)象。為避免突發(fā)事件造成的負(fù)面影響，降低事故處理的時(shí)間，確保后續(xù)工程順利進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)提前制訂相應(yīng)的防范或處置措施。處理方法為：在濃漿中加入速凝劑、砂類材料，或者應(yīng)用孔口沖砂、限量以及多次掃孔復(fù)灌等方法[3]。

3.1 串漿

在灌漿的階段，泥漿從其他孔中排出，通常被稱為串漿。這是由于巖石中存在大量的裂縫，這些裂縫互相連接，使得這些孔洞之間有直接或間接的聯(lián)系，便會(huì)形成一條連續(xù)的通道，從而導(dǎo)致串漿現(xiàn)象。在裂縫逐漸擴(kuò)大，同時(shí)注漿壓力較大、孔間距較小的情況下，串漿問(wèn)題則會(huì)更為突出。

防止串漿：增加第一次序孔間的間隔。適當(dāng)延長(zhǎng)相鄰兩個(gè)順序鉆孔順序施工的間隔，在第一次序孔注入的泥漿基本固化后，才能進(jìn)行下一次序孔的鉆灌作業(yè)，以避免新注入的泥漿破壞了前期的灌漿液結(jié)石，在已經(jīng)鉆灌孔或者是其他的鉆孔之中串出。通過(guò)由上到下的分段灌漿方式進(jìn)行施工作業(yè)。

串漿的施工處理：倘若串漿孔是正在鉆進(jìn)的鉆孔的時(shí)候，應(yīng)立即停止鉆孔作業(yè)，并在串漿孔中的漏漿部位安裝好灌漿塞，將其堵住，并按施工工藝要求進(jìn)行正確的灌漿作業(yè)；當(dāng)灌漿工作完成以后，串漿孔的鉆進(jìn)工作恢復(fù)正常進(jìn)行。如果串漿孔是待灌的灌漿孔，那么在灌漿過(guò)程中，串漿孔和灌漿孔同一時(shí)間進(jìn)行灌漿作業(yè)一臺(tái)灌漿泵灌注一個(gè)孔[4]。

3.2 冒漿

在灌漿施工工作期間，漿液沿著裂縫或者是層面連續(xù)向上涌出，冒出地面，稱為冒漿。在灌漿孔段和地面存在斜坡的連通裂縫中，當(dāng)灌漿壓力相對(duì)大且灌漿部位又比較淺的時(shí)候，很容易出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象。在灌漿之前開(kāi)展洗孔作業(yè)的時(shí)候，若出現(xiàn)巖基表層冒水現(xiàn)象，應(yīng)先解決好冒水點(diǎn)，然后再進(jìn)行灌漿作業(yè)。一般來(lái)說(shuō)，冒漿的處理對(duì)策重點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。

3.2.1 地面封堵處理

在裂縫冒漿的位置，用棉線、麻刀等工具將裂縫填滿，如有需要，可在裂縫中用速凝水泥漿或者水泥砂漿等材料將裂縫填滿；在冒漿的地方，鑿開(kāi)巖石，將漏漿聚集在同一個(gè)地方引出，然后用鐵管將噴發(fā)的地方用速凝水泥或水泥砂漿等材料進(jìn)行封死處理，過(guò)了一段時(shí)間，就可以堵住鐵管。當(dāng)冒漿情況過(guò)于嚴(yán)重，難以堵住的情況下，可以在噴漿處先制作水泥蓋板，然后再進(jìn)行后續(xù)的注漿操作。

3.2.2 施工工藝操作控制

通常采用低壓注漿的方式。盡可能減少注漿壓力，需要時(shí)可以使用自流注漿的方式，并且可以采用濃漿，若是有相關(guān)需求，則可以添加砂或速凝劑，堵住漏漿出口，然后逐漸增加注漿壓力，使?jié){液緩慢稀釋，然后按照常規(guī)的程序進(jìn)行注漿。通過(guò)限制的方式，控制注漿量，控制注漿率不大于l0L～15L/min，等到漿液在空隙內(nèi)緩慢堆積，最后完全封堵之后，再逐步升高。采用間隔、分批注漿的方法。在注入一定濃度的漿液后，立即停止灌注，間隔數(shù)分鐘，重復(fù)上述操作，直到冒漿現(xiàn)象停止，待壓力達(dá)到規(guī)定的程度，然后再按照常規(guī)程序進(jìn)行灌漿。

3.3 滲漏嚴(yán)重

滲透程度高的巖層，必然是具有較大滲透率的裂隙發(fā)育巖層，或者是廢棄煤洞發(fā)育巖層。通常將以下的一些方法通過(guò)分別或是結(jié)合的方式來(lái)處理。

減少灌注壓力。采用低壓或自流的方式進(jìn)行注漿操作，在裂縫注漿填滿后，逐步提高工作壓力，然后按照正常施工需要進(jìn)行灌漿作業(yè)。

提高灌漿濃度。采用高濃度漿液，或者采用細(xì)砂漿料進(jìn)行灌漿，以減小漿料的流動(dòng)效果，并適當(dāng)?shù)販p小壓力，進(jìn)一步限制漿料的流動(dòng)，在注漿率下降到某一水平后，再進(jìn)行水灰比相對(duì)較大的灌漿操作，同時(shí)逐步提升壓力，直到滿足灌漿作業(yè)的相關(guān)要求。

如有需要，可將速凝劑添加到水泥漿中，或使用專用的水泥-水玻璃等泥漿進(jìn)行關(guān)鍵的灌漿、堵漏工作。在出現(xiàn)掉鉆的情況下，首先進(jìn)行水泥砂漿的灌漿，然后在水泥中添加適量的鋸末、細(xì)小的棕繩線等，使水泥砂漿充填到空洞內(nèi)，然后進(jìn)行間歇灌漿。

對(duì)于鉆孔中無(wú)回水孔段以及壓水試驗(yàn)滲透率Lu值大于100的孔段，通常采用水泥-水玻璃雙漿進(jìn)行灌漿，以降低泥漿的不必要損失和浪費(fèi)。根據(jù)滲漏通道的充填特性和動(dòng)水特性，輔以相關(guān)試驗(yàn)，選用最佳的泥漿比例，明確確定泥漿的凝固時(shí)間和相關(guān)配比參數(shù)[5]。

3.4 灌漿中斷

灌漿期間，會(huì)因?yàn)楦鞣N原因而發(fā)生臨時(shí)停止灌漿的情況，這也被稱為灌漿中斷。一般情況下，不僅會(huì)由于機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障、輸漿管發(fā)生故障以及儀表等發(fā)生故障而導(dǎo)致中斷，還會(huì)由于地質(zhì)條件、停水以及停電等因素而引起中斷問(wèn)題。

為了降低灌漿中斷造成的負(fù)面影響，需要加強(qiáng)灌漿中斷預(yù)防措施。灌漿過(guò)程中，不僅灌漿壓力相對(duì)較高，同時(shí)灌漿所需要的時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng)，若是稍有不慎就可能會(huì)發(fā)生注漿中斷的問(wèn)題。防止中斷的方法可以從以下幾方面入手：選擇性能與灌漿要求相匹配的注漿泵，以確保在最大壓力下依舊能夠長(zhǎng)期持續(xù)、穩(wěn)定的工作；每次注漿完畢后，應(yīng)認(rèn)真清洗泵缸，并認(rèn)真檢查各個(gè)部件的狀態(tài)，如有必要還應(yīng)當(dāng)安裝必要的備用水泵。選擇適合灌漿需求的輸送管道，管道與管道的連接要保障牢固，管道不可出現(xiàn)堵塞、破損等情況，盡可能保持管道暢通。壓力表應(yīng)當(dāng)避免出現(xiàn)損壞的情況，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真檢查。安裝專用的水、電線路，以確保持續(xù)的灌漿工作的穩(wěn)定性。

4 水工建筑工程中帷幕灌漿施工要點(diǎn)

4.1 鉆孔

在帷幕灌漿工程中，鉆孔作業(yè)是其中非常關(guān)鍵的也是最基礎(chǔ)的內(nèi)容，其效果好壞將會(huì)對(duì)以后的灌漿效果有很大的影響。在進(jìn)行鉆孔施工之前，有關(guān)人員必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全方位地、深入地勘察，弄清現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，以便制定有針對(duì)性的工程方案，并進(jìn)一步提升鉆孔作業(yè)的科學(xué)合理性。回旋式鉆機(jī)+金剛石鉆頭是目前應(yīng)用最廣泛的一種帷幕灌漿鉆孔工具組合，在工程施工作業(yè)中也可以采用硬質(zhì)合金鉆頭替換組合中的金剛石鉆頭。在鉆進(jìn)作業(yè)中，有關(guān)的工作人員要注意各種類型鉆孔的鉆進(jìn)方式、孔的位置以及方向等等。例如，根據(jù)取得的巖芯標(biāo)準(zhǔn)，明確先導(dǎo)孔以及檢驗(yàn)孔的直徑，為實(shí)施取芯鉆打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；最終鉆孔的孔徑需要控制在小于56 mm的范圍中，同時(shí)，實(shí)際孔位與設(shè)計(jì)值的偏差不得大于5 cm，理論計(jì)算值與實(shí)際孔深之間的誤差不能高于0.5cm。灌漿孔眼要滿足孔徑小、孔壁平以及孔向精確等一系列要求。例如，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，判斷帷幕灌漿孔底的偏差是否達(dá)滿足規(guī)定的要求，從而有效地控制鉆孔工作的整體質(zhì)量。在鉆孔施工作業(yè)中，有關(guān)人員要對(duì)鉆孔的大小進(jìn)行嚴(yán)格地把控，以確保同一類型的孔的大小相同，以增加鉆機(jī)的使用便捷性，提升整體的工作效率。另外，每次鉆孔完畢后，必須馬上清除作業(yè)平臺(tái)，以保證下次鉆孔作業(yè)的迅速進(jìn)行。

4.2 制漿

在制作水泥砂漿之前，工作人員要根據(jù)科學(xué)的工藝技術(shù)，合理選擇灌漿材料。在一般情況下，帷幕灌漿的漿液主要包括水、水泥以及外加劑。其中，水泥應(yīng)該選擇42.5 MPa的常規(guī)硅酸鹽水泥，并確保其保持干爽，如遇濕結(jié)塊，嚴(yán)禁再用；同時(shí)，也必須對(duì)它進(jìn)行科學(xué)的篩雜。例如，使用80μm的方形孔篩進(jìn)行篩雜工作，大多數(shù)可以透過(guò)并保留在篩網(wǎng)中的水泥不能高于總量的5%。在對(duì)灌漿用水進(jìn)行選擇的時(shí)候，必須根據(jù)高噴灌漿技術(shù)對(duì)水的具體需求以及水工混凝土拌合的用水標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行選擇。例如，可以選擇適合飲用的水源，而不能選擇沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何處置的濕地水和工業(yè)廢水。帷幕灌漿漿液采用純水泥漿，但在其中可以摻入減水劑、速凝劑等物質(zhì)，但需通過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試來(lái)決定相應(yīng)的使用量與類型。在配制漿液的時(shí)候，必須對(duì)原料的使用量、漿液比例、攪拌時(shí)間以及攪拌轉(zhuǎn)速等進(jìn)行嚴(yán)格把控，以確保漿液的質(zhì)量達(dá)標(biāo)。在這一階段，漿液制作者必須使用稱重方法來(lái)對(duì)固態(tài)材料實(shí)施稱重，其測(cè)量值偏差不得大于5%。有關(guān)人員需要采取1∶0.5的配比來(lái)控制水泥漿液中的水分和水泥的摻入量，使泥漿的輸送流速保持在1.8m/MS以內(nèi)。同時(shí)，根據(jù)制漿要求，選擇適合的混合設(shè)備。例如，單純的混凝土泥漿，采用常規(guī)的攪拌機(jī)進(jìn)行混合，其時(shí)間應(yīng)該在3min以上，并保證均勻的攪拌速率；采用高速攪拌器對(duì)混合后的漿液進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間要根據(jù)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)來(lái)決定。注意，漿液制作的整個(gè)過(guò)程總體時(shí)間不應(yīng)大于2h。

4.3 沖洗

在鉆孔完成之后，必須對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的清洗和清理，以保證下一步灌漿工作的順利進(jìn)行。沖洗后，灌漿孔內(nèi)的沉積厚度應(yīng)小于20 cm。除了灌漿孔，還應(yīng)對(duì)裂縫進(jìn)行適當(dāng)?shù)那逑?，使灌漿期的準(zhǔn)備工作更具全面性。例如，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試基礎(chǔ)上，可以對(duì)復(fù)雜的地層進(jìn)行裂縫沖刷；采用壓力水法對(duì)常規(guī)孔段進(jìn)行裂縫清洗，確保沖擊壓強(qiáng)為灌漿壓力的0.8倍。在帷幕灌漿項(xiàng)目施工中，最為合適的灌漿方式是由上向下的分段灌漿方式。采用此工藝時(shí)，必須以先導(dǎo)孔為起點(diǎn)，由上至下對(duì)各個(gè)次序的灌漿孔進(jìn)行簡(jiǎn)單壓水，以達(dá)到改善灌漿效果的目的。

4.4 封孔

根據(jù)工程的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，選擇孔內(nèi)循環(huán)和孔口封閉技術(shù)，將噴漿管延伸到灌漿段的底部。若出現(xiàn)冒漿以及串漿等情況，有關(guān)的工作人員要立即上報(bào)主管部門，經(jīng)工程技術(shù)人員審批后，按有關(guān)程序處理相應(yīng)的問(wèn)題。灌漿施工作業(yè)的最終階段是封孔，目前可采用的封孔方式有全孔壓力封孔以及置換封孔，工作人員需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行科學(xué)的清洗，保證封孔工作質(zhì)量符合項(xiàng)目的規(guī)范要求。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在水工建筑工程之中，通過(guò)帷幕灌漿技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠有效保障建筑的防水防滲水平，因此在實(shí)際工作中，必須要堅(jiān)持精細(xì)化、嚴(yán)格化的基礎(chǔ)建設(shè)原則，制定針對(duì)性的、合理性的施工規(guī)劃，最大化保障施工方案實(shí)施的有效性。與此同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)切實(shí)加強(qiáng)管理水平，確保灌漿帷幕技術(shù)的應(yīng)用能夠充分發(fā)揮出應(yīng)有的效果與價(jià)值，促進(jìn)水工建筑工程發(fā)展的同時(shí)，保障社會(huì)的和諧進(jìn)步。