帷幕灌漿技術(shù)在某工程中的應(yīng)用

任興華

（安徽水利開發(fā)股份有限公司，安徽 蚌埠 233000）

1 工程概況

該工程為某閘擴(kuò)建工程的一期工程，閘室總寬144米，中墩厚1.6米，縫墩厚1.2米，大底板寬度為24米，長度為25米，厚度為2米，岸墻為空箱式結(jié)構(gòu)。其上設(shè)10米凈跨公路橋，橋臺為鋼筋砼空箱結(jié)構(gòu)，設(shè)灌注樁，橋墩底板為天然基礎(chǔ)，雙支墩蓋梁結(jié)構(gòu)。

主要工程量為：閘基總方量為25.7萬平方米，堤基清淤總方量為30萬平方米，上游引河開挖回填工程為36.3萬平方米，下游引河總方量為63.1萬平方米。本工程混凝土方量大，主要包括節(jié)制閘混凝土，其中節(jié)制閘工程包括混凝土3.2萬平方米；采用了大量的混凝土灌漿技術(shù)，主要分為回填灌漿、固結(jié)灌漿、壩體與基巖接觸灌漿、帷幕灌漿和接縫灌漿。其中帷幕灌漿是重中之重，它起著減少閘門地基的滲流量、降低滲透壓力、保證大壩穩(wěn)定性作用。

2 帷幕灌漿技術(shù)

2.1 帷幕灌漿的主要作用

減少閘基及壩滲漏，防止其對壩基及邊坡穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響；在帷幕和閘基排水的共同作用下，使帷幕后基面滲透壓力降至允許值之內(nèi)。帷幕灌漿的特點(diǎn)：鉆孔較深，呈線型排列，灌漿壓力也較大，帷幕多由三排灌漿孔組成，一般在水庫蓄水前完成主帷幕。在進(jìn)行帷幕灌漿施工前應(yīng)先確定帷幕的鉆孔深度、帷幕厚度、孔距、排距等。

2.2 帷幕灌漿的重要指標(biāo)

2.2.1 鉆孔深度

帷幕灌漿的鉆孔深度應(yīng)該達(dá)到該閘基壩段的相對不透水層。一般以基巖的吸水率ω值來確定。不同的壩高H的帷幕孔深不同，H小于30米時(shí)，ω值處于0.03-0.05；H在30-70米時(shí)，ω值為0.01-0.03；H大于70米時(shí)，ω值要小于0.01。當(dāng)無詳細(xì)資料時(shí),帷幕深度可取0.3-1H，本工程采用0.5H。

2.2.2 帷幕厚度

帷幕的厚度應(yīng)根據(jù)帷幕抗?jié)B穩(wěn)定的要求決定，保證帷幕在最大水利坡降的滲流作用下，不致因穩(wěn)定性不夠而遭到破壞。

2.2.3 孔距及排距

灌漿孔距主要是根據(jù)灌漿孔的水泥漿擴(kuò)散范圍確定應(yīng)使所選孔距能獲得L=(0.6-0.7)n的厚度(n為孔距)。帷幕灌漿鉆孔排距Lo。

3 灌漿施工過程

3.1 擴(kuò)建工程帷幕灌漿施工方案

帷幕灌漿首段采用灌漿栓塞進(jìn)行卡塞灌漿,栓塞安裝位置在基巖與混凝土接觸面以上50厘米。第一段以下各段采用“孔口封閉，自上而下循環(huán)灌漿”，灌漿采用自動(dòng)記錄系統(tǒng)。根據(jù)帷幕灌漿鉆灌工程量大、工期緊、施工場地小和鉆灌強(qiáng)度高的特點(diǎn)，采用風(fēng)動(dòng)沖擊鉆孔及集中供漿等措施。

3.2 鉆孔

本工程采用XY-300型鉆探設(shè)備兩部，用于鉆探成孔；最大工作壓力不低于1.2Mpa，輸漿量不低于5L/S；QY-12噸汽車吊1臺，用于下鋼筋籠；120千瓦柴油發(fā)動(dòng)機(jī)1臺，作為備用電源；JS500型攪拌機(jī)1臺，用于拌制砼。

鉆機(jī)就位后，做好備用發(fā)電機(jī)的用電計(jì)劃后開鉆，采用泥漿護(hù)壁成孔，泥漿粘度20秒，含砂量小于5%，鉆桿在鉆機(jī)保持水平情況下，傾斜度在1%之內(nèi)。樁孔鉆進(jìn)應(yīng)分班連續(xù)作業(yè)，不中途停止，經(jīng)常注意土層變化，并在變化處采取渣樣，判斷土層類屬，記錄到記錄表中的相關(guān)欄內(nèi)，如發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)階段勘查土層變化較大時(shí)，及時(shí)報(bào)告監(jiān)理，有關(guān)渣樣應(yīng)編號保存，直到工程驗(yàn)收。

3.3 沖孔、壓水試驗(yàn)

該擴(kuò)建工程閘門每一段鉆孔結(jié)束后進(jìn)行沖孔，沖孔至回水清10分鐘止；沖孔后進(jìn)行洗縫，洗縫用脈動(dòng)壓力水，力為灌漿壓力的80%。洗縫時(shí)先在有壓狀態(tài)下壓水10分鐘,然后釋放壓力5分鐘。沖孔與洗縫時(shí)間各不少于30分鐘。

壓水試驗(yàn)又分為穩(wěn)定壓水和簡易壓水。穩(wěn)定壓水，穩(wěn)定時(shí)間30分鐘，穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為連續(xù)6個(gè)讀數(shù)，(Q大~Q小)/Q終小于等于10%；簡易壓水，穩(wěn)定時(shí)間20分鐘，穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為連續(xù)4個(gè)讀(Q大~Q小)/Q終小于等于20%。

3.4 灌注水下混凝土

根據(jù)孔徑要求，選擇直徑250毫米絲扣導(dǎo)管，接頭用“O”型密封圈密封，確保在施工時(shí)不漏水、漏氣；漏斗和儲料斗采用6毫米厚鋼板制作，要求不漏漿、不掛漿、漏料順暢，漏斗和儲料斗有足夠的容量，以確保首批灌入的混凝土；粗骨料選用堅(jiān)硬碎石，粒徑采用2-4厘米，最大粒徑不大于導(dǎo)管內(nèi)徑六分之一和鋼筋最小間距的三分之一；砂率宜控制在40-50%。混凝土中應(yīng)摻用外加劑，根據(jù)我單位以往經(jīng)驗(yàn)，本工程擬采用阻塞式導(dǎo)管法灌注水下混凝土的辦法，在下導(dǎo)管前，先組裝測試其封水良好后再按以下程序作業(yè)：放鋼筋籠→安設(shè)導(dǎo)管→放入阻塞器→灌注首批混凝土→連續(xù)不斷灌注至樁頂→拔護(hù)筒。

3.5 封孔

灌漿結(jié)束采用全孔灌漿封堵法封孔,封孔漿液的水灰比為1:2。若孔內(nèi)水灰比未達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)；先采用同比例的濃漿置換，待回漿管返濃漿后結(jié)束封孔，并做好灌漿記錄。

4 施工注意事項(xiàng)及處理措施

4.1 底板大體積混凝土溫度控制措施該擴(kuò)建工程閘底板厚2米，每塊底板尺寸為24×25×2平方米，一次混凝土澆筑量1.3萬m3屬大體積混凝土，需進(jìn)行溫度控制計(jì)算。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及有關(guān)規(guī)定，混凝土內(nèi)外溫差不超過25℃，則不會產(chǎn)生溫度裂縫，底板澆筑計(jì)劃在十月及十一月份，澆筑時(shí)平均氣溫15℃。底板混凝土強(qiáng)度C25，混凝土溫升一般在三天達(dá)到最高。底板施工時(shí)，埋設(shè)測溫管，澆筑后隨即進(jìn)行溫度測量，并做好記錄，控制內(nèi)外溫差。

4.2 混凝土垂直表面質(zhì)量控制措施

垂直表面容易存在的問題：接縫不平整，分段施工時(shí)施工縫不平整，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)臺；混凝土表面起砂，在模板接縫及對拉螺栓處形成麻面，在柱拐角處漏漿形成麻面。

根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，擬采取以下施工措施：

（1）細(xì)化模板制作工藝及立模方法。在閘墩、翼墻等主要外露面迎水面采用清水模板，即采用鋼模竹膠覆膜大模板，模板尺寸大，接縫相對減小，模板表面光滑平整，從而使混凝土表面光滑。

（2）為保證混凝土表面色澤一致，減少色差，我們將從原材料上把關(guān)，每組閘墩或每塊翼墻必須選用同一批水泥、同一批黃砂，不同組閘墩等所用原材料也應(yīng)盡可能消除色差，水泥選用同一廠家、同一品種，黃砂、石子選用同一產(chǎn)地。脫膜劑選用新鮮機(jī)油，不采用廢機(jī)油，以免污染混凝土表面。

（3）嚴(yán)格控制水灰比，拌和站必須根據(jù)經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后的配比施工，由于砂的含水量變化易引起水灰比及坍落度變化，所以必須增加黃砂的含水量測定，每工作班不少于三次，據(jù)此控制好水灰比。

（4）合理布點(diǎn)，確保下料均勻，對于布料死角區(qū)，采用人工二次倒運(yùn)，嚴(yán)禁用振動(dòng)棒平倉，必須按規(guī)定均勻插點(diǎn)振搗，不得漏振，不得過振。

（5）拆除模板時(shí)，混凝土必須達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度，側(cè)模板拆模不低于3.5Mpa，拆除模板時(shí)，要小心仔細(xì)，不損傷表面及棱角。

4.3 防止閘墩產(chǎn)生裂縫的技術(shù)措施

閘墩底部受底板約束，閘墩澆筑后，可能由于體積收縮及溫差過大而引起裂縫。為防止裂縫產(chǎn)生，計(jì)劃在施工中采取以下措施：

（1）嚴(yán)格控制所用砂石料與原材料質(zhì)量，砂子選用中粗砂，細(xì)度模數(shù)為2.5-2.8，含泥量不大于2%；石子采用連續(xù)級配，針片狀顆粒含量不大于10%，含泥量不大于1%。

（2）閘墩施工時(shí)，采用外加劑配比方案，以減少水泥用量，從而控制收縮及水化熱。初步計(jì)劃選用江蘇建科院生產(chǎn)的JMⅦ型外加劑，每立方米混凝土可減少水泥用量40-50kg。

（3）混凝土澆筑后，根據(jù)氣溫采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施，適當(dāng)延長拆模時(shí)間，控制閘墩內(nèi)外溫差不超過20度。

[1]朱榜.水利工程中灌漿施工工藝[J].民營科技，2009.10.

[2]張亮勇.水利水電工程灌漿施工技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009.11.

[3]聶志華，王伙財(cái).三座店主壩帷幕灌漿施工技術(shù)[J].廣東建材，2009.4.