水利水電工程建設中的鉆探和灌漿技術研究

摘要：在大壩基礎防滲施工中，非常關鍵的部分就是大壩帷幕灌漿施工。目前，由于大壩帷幕灌漿技術所具有的作用和功能，其早已被全面、廣泛地使用。大壩帷幕灌漿施工涉及的內容較為繁復，而且施工程序非常復雜，因此，大壩帷幕灌漿施工中依然存在一些問題。文章對存在的問題進行了研究，同時提出了相應的合理性建議。

關鍵詞：水利水電工程建設；帷幕灌漿技術；鉆探技術；大壩工程；大壩基礎防滲施工 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV543 文章編號：1009-2374（2015）16-0123-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.060

1 工程施工的布置和準備

工程施工的前期，施工單位首先要對施工現場的場地做好準備和布置工作，這樣才能有效推進工程施工的正常運行。為了更好地實現連續性施工，要及時清除工程灌漿時發生的廢水和廢料等，從而保證清潔、干凈的施工現場。同時，還要設置適宜的集水坑和排水溝，利用專門的裝置來處理淤積物，且進行有效存儲后從場內運輸出去。具備一定利用價值的巖心，對此要裝箱保存，且做好編號標記，對于沒有利用價值的巖心則可以快速處理運輸出去。

2 帷幕灌漿施工工序

2.1 鉆孔

回轉式地質鉆機是帷幕灌漿孔經常采用的鉆機。在覆蓋層中，利用硬質合金鉆頭鉆進。而在基巖中，利用的則是合金鉆頭回轉或者金剛石鉆頭鉆進。91mm是其開孔孔徑的尺寸。利用直徑91mm導孔，終孔采用的直徑為76mm。首先進行導孔的開鉆，再進行第二和第三序孔的開鉆，最后進行檢查孔的開鉆，尤其注意的是檢查孔要對巖心進行開鉆。

2.2 壓水試驗

在帷幕灌漿施工過程中，灌漿孔灌漿前有一個重要的工序就是簡易的壓水試驗。首先要根據先導孔的排列順序進行操作，將其卡塞進行壓水實驗，采用方式為自上而下。單電法壓水是慣用的壓水實驗。對于相應規格而言，試驗孔和孔的檢測等應該利用方法是五點法。壓水試驗通過灌漿參數的檢驗，確定灌漿是否合格。灌漿先導孔和檢查孔要按次序進行正規壓水試驗，普通灌漿孔可以簡易方式進行壓水試驗。

2.3 灌漿

在灌漿覆蓋層面一般利用的方法是孔口封閉式的循環鉆灌法。基巖部分灌漿首先要封閉孔口，通過內循環的方式進行自上而下的分段灌漿。對于灌漿，一定要正確地確定底部和射漿管的距離，通常來說，應該小于0.5米。而那些在同一排，同時還是相鄰的孔序的部分，巖層間的鉆孔灌漿的間隔高差必須超過0.15米。0.8D是其覆蓋層部分的所具有的壓力。基巖灌漿的壓力要比其他部分大，通常在2D左右，字母D具體指的是灌漿頂板上部底層厚度，最終灌漿壓力和灌漿參數一樣，都應該由灌漿參數或者現場灌漿實驗實際測量得出。灌漿使用純水泥灌注，水泥要求80μm方孔篩篩余量在5%以下。開灌水灰比5∶1，在灌漿過程中，還要根據吸漿量變化不斷調整漿液的濃度，水灰比例在5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1之間變化。當吸漿率隨灌注時間顯著減小或灌漿壓力隨灌注時間顯著升高時不得變換；當一級漿液注入總量達到300L，且吸漿率、灌漿壓力均無明顯改變，換濃一級灌注；換級后，灌漿壓力、吸漿率變化明顯，立刻還原原來漿液灌注；若吸漿率大于30L/min，則可考慮越級變濃。當單位吸漿量小于1L/min，應繼續灌注60min后結束。

3 大壩帷幕灌漿施工中的常見問題及預防措施

3.1 大壩帷幕灌漿施工中的常見問題

3.1.1 灌漿過程中出現中斷現象。在大壩帷幕灌漿施工操作中，灌漿管破裂和堵塞現象的原因是多方面的，最終引起灌漿時出現中斷現象的問題。同時，如果施工現場出現斷水、斷電的情形，就會引起灌漿孔的吸漿量不斷減少，有的甚至出現停止吸漿，最終也會引起灌漿中斷。假設其中中斷的時間并不短，灌漿設備很有可能在孔內固定，很難拔出來。當出現這樣的狀況時，就必須讓施工人員再次掃空，如此一來就會增加施工

工期。

3.1.2 灌漿過程中出現漏漿。因為帷幕灌漿孔和地上通道相互通順，假設不注意控制，很有可能出現漏漿現象。一旦發生這類情形，漿液孔內就會出現縫隙導致流出孔內漿液，造成漿液的浪費，而且帷幕灌漿的質量也無法得到保證。為了防止再次發生漏漿現象的惡化，應該利用必要的措施。

3.1.3 灌漿孔之間形成串漿。由于大壩地質并不堅硬，且巖層之間是通順的，這樣就會導致相通的一些灌漿孔。在此情形下，假若施工人員忽視預防措施的話，就便于灌漿孔之間出現串漿狀況。同時，因為使用不恰當的灌漿方式，就會引起灌漿壓力表失靈或者是灌漿路堵塞。在灌漿壓力變化的過程中，灌漿孔也將改變。如果灌漿壓力過大，就會引起串漿的情形。如此以來，灌漿質量就會大大折扣，大壩帷幕灌漿施工進度也會受到影響，降低了大壩帷幕灌漿施工企業的經濟效益，對于施工企業的未來發展也是不利的。

3.2 大壩帷幕灌漿施工常見問題的對策分析

作為一項系統工程，大壩帷幕灌漿施工具有一定的復雜性，其地質情況也是千變萬化的。所以說，在帷幕灌漿施工操作中，很有可能出現漏漿、串漿、灌漿中斷等現象。由于它們嚴重降低了施工質量，影響了施工企業的經濟效益，所以理應對其嚴加防范。下面就是筆者針對此現象給出的具體建議：

3.2.1 灌漿中斷問題的解決策略。如果出現灌漿中斷現象，下一道工序就會受阻。此時應該對大壩帷幕再次打孔，不僅僅加重了施工人員的工作量，而且浪費了施工材料，增加了大壩帷幕灌漿施工中所涉及的財力、物力和人力。所以說應該采用有效的措施防止此類情形的發生，這樣就能夠維護施工企業的整體利益。對于施工設備來講，應該結合大壩施工的特質選用最貼合實際情況且性能不錯的設備，這樣就能滿足長時間灌漿施工操作的需要。同時，相關人員應該嚴格把控輸漿管材質量，確保達到暢通、無磨損的管材，如此才能徹底解決灌漿中斷現象。

3.2.2 漏漿問題解決策略。關于大壩地質層中的溶洞和大裂縫情形，施工人員要做好詳細的記錄。且依據記錄情況，有目的性地投放泥、砂子材料，從而有效堵住漏道，此種辦法可以較好地避免灌漿過程中出現漏漿冒漿等情況。

3.2.3 灌漿孔形成串漿的解決策略。如果灌漿孔形成串漿，那么施工就無法順利進行，也會延長工期。要徹底擺脫這一情況：第一，各灌漿孔之間的施工距離要相應增加，相鄰的兩個孔灌漿切勿同時灌漿，應該隔天進行；第二，要綜合考據灌漿壓力的作用，務必要確保灌漿壓力在規定范圍之內；第三，要具備穩定、準確的壓力表，如此一來，施工人員才能獲取最真實的數據資料，也便于施工人員進行灌漿作業。

4 結語

水利水電建設的發展速度不斷加快，帷幕灌漿技術的應用也更加熟練。在相應的施工過程中，務必結合壩址的具體情形以及工程的相應特質，在結合以往施工經驗的基礎上，建立、完善科學的質量保證體系，技術準備工作務必要提前進行，并詳細安排各工序、各階段的物資、施工設備、施工方法、施工措施等，注重驗收控制和檢查灌漿，必要時做好預防工作，最終確保大壩工程正常運行。

參考文獻

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作者簡介：姚俊（1978-），男，湖北武漢人，湖北大禹水利水電建設有限責任公司中級工程師。

（責任編輯：陳 倩）