帷幕灌漿在水閘除險加固中的應用

周擁華

摘 要：病險水閘的存在，嚴重威脅了周圍建筑物及人員的安全。而使用帷幕灌漿技術進行病險水閘的除險加固，可以較好的防止水閘發生滲透破壞。因此，基于這種認識，文章對帷幕灌漿在水閘除險加固中的應用問題展開了探討，從而為關注這一話題的人們提供參考。

關鍵詞：帷幕灌漿；水閘；除險加固；應用

受技術條件和地質條件等多種因素的影響，一些水閘在建設的過程中存在著較多的質量隱患。而經過長期使用，這些水閘不是出現沉降現象，就是出現加大縫隙，容易對堤壩產生滲透破壞。為此，有關部門在近幾年加大了對水閘除險加固技術的研究力度，繼而為帷幕灌漿技術在水閘除險加固工程中的推廣應用創造了條件。

1 帷幕灌漿技術概述

所謂的帷幕灌漿技術，其實就是利用機械設備進行不良地層切割與摻攪，然后通過向形成的裂縫灌入水泥漿液，從而降低地層滲透壓力的一種灌漿技術。而之所以能夠起到減少地層滲漏量的作用，是因為采取該技術可以使漿液在地層形成多個阻水帷幕，所以能夠起到除險加固的目的。就目前來看，帷幕灌漿技術主要有兩種，即分段灌漿方式和全孔一次方式。在工程地質條件和施工條件較好的情況下，才能使用全孔一次灌漿方式。而在現實生活中，病險水閘的地質條件基本無法滿足這一要求，所以工程中應用較多的灌漿方式為分段灌漿方式。

2 帷幕灌漿在水閘除險加固中的應用

受水閘建設選址條件的限制，某工程水閘閘墩在長期使用后局部出現了裂縫。為避免裂縫進一步擴大，同時避免鋼筋繼續被腐蝕，需要對該病險水閘進行除險加固。按照設計要求，可以使用帷幕灌漿技術進行水閘除險加固。在詳細勘查整個工程的地質和水文地理條件后，確定使用自上而下和孔內來回循環的方式施工。在施工的過程中，需要采取高壓灌漿方式，孔間距為2m，排距為1.5m。

2.1 施工材料選擇

在開展灌漿施工之前，需要根據工程設計及規范要求合理選擇施工材料。而灌漿材料不僅需要柔軟，還需要具有較強的可灌性能和親水性能。在膠凝時間方面，還要能夠根據要求隨時進行調節。由于水閘閘墩所處環境濕潤，還要求漿液具有較高的粘結強度，并且具有一定的抗滲性。考慮到這些問題，該工程需要使用425號硅酸鹽水泥為灌漿材料。針對裂縫較大的位置，需要在水泥漿內加入速凝劑和減水劑等外加劑。而材料的摻入量需要根據實驗結果確定，并且經監理部門批準。

2.2 施工流程確定

根據相關施工規范可知，灌漿施工主要使用巖心鉆探進行成孔，然后使用頂壓式注塞壓力灌漿法灌漿。在施工的過程中，需要遵循自上而下的方式，而帷幕孔共有兩排，需要先進行下游排孔施工，然后再進行上游排孔施工。在對排孔施工的過程中，還要按照I、II、III的順序進行施工。如設有加密孔，還需要在最后進行加密孔施工。針對同一帷幕線的鄰近先序孔，需要在基巖15m以下進行后續孔施工。同時，使用孔口封閉和孔內循環方法進行帷幕灌漿，射漿管需要使用鉆桿，并且延伸至灌漿底部，距離孔底不超過50cm。在進行孔口部位施工時，需要使用阻塞循環灌漿方式，并且確保尾管離孔底的距離不超過50cm。此外，施工過程中一旦發生漏將、串口和冒漿等問題，需要上報監理部門，并尋求合理的處理方案。

2.3 灌漿孔設置

根據工程設計要求，可以分序列進行灌漿孔的設置。在設置的過程中，需要確保每兩個孔之間的距離相隔2m，并且確保實際鉆孔位置與設計位置相差不超過10cm。一旦出現特殊情況，需要及時上報監理部門，然后進行孔位的調整和記錄。在鉆孔的過程中，需要根據循環灌漿分序原則在相同時間段進行同次序孔的施工。需要注意的是，成孔質量將直接影響帷幕灌漿施工質量，所以需要確保成孔施工效果。所以在設施鉆孔機械時，需要做好場地的清理工作，并且根據工程情況合理進行設備搭設，從而確保鉆孔設備在施工的過程中處在穩定工作狀態。而在鉆孔過程中，每實施一個灌漿孔鉆進操作時，需要進行孔斜檢測。如果孔深大于30m，則需要每隔5m就檢測一次。該工程孔深16m，總孔數約為150個，每次鉆孔僅需要進行一次孔斜檢測。

2.4 鉆孔沖洗及試驗

在正式灌漿之前，需要進行鉆孔沖洗和壓水試驗。因為，打孔過程中會遭遇孔壁巖土層，并且使孔內形成光滑界面，容易對灌漿效果造成影響。所以在各個灌漿階段，都需要采用高低壓脈沖沖洗方式進行鉆孔的沖洗。而采取該方式需要每隔5分鐘就進行高低壓頻率的轉換，并且直至孔道回水清凈才能停止沖洗。在分段灌漿的過程中，還要進行壓水試驗。具體來講，就是每隔一段時間進行依次壓入水量值的讀取，并且在孔道吸水穩定后停止壓水。而在試驗的過程中，需要將壓水壓力控制為灌漿壓力的4/5。

2.5 灌漿施工過程

由于采取的是分段灌漿施工，所以在施工時需要合理進行灌漿段長度的控制。而該工程灌漿第一段灌漿長度需要在2m以內，并且開展灌漿試驗。同時，其他孔道灌漿段長度需要控制在5m以內。在試驗開展的過程中，需要利用灌漿壓水自動記錄儀進行施工過程的實時監控，并且做好試驗記錄，從而確保工程的質量。另外，在實際施工的過程中，也可以根據施工情況進行灌漿段長度的調整。而遵循灌漿液配比由稀至濃的原則，需要按照3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1的順序進行六級漿液的灌注。在吸漿量大于1800L時，可以使用摻入外加劑的漿液。在進漿率超過30L/min時，可以跨級變更漿液濃度。根據工程的地質結構和水文特征，可以設定孔深在0～4m之間的灌漿孔承受灌漿壓力為0.2MPa，并設定孔深在4～8m之間的灌漿孔承受灌漿壓力為0.4MPa。同時，還需設定孔深在8～12m之間的灌漿孔承受灌漿壓力為0.6MPa，而孔深在12～16m之間的灌漿孔承受灌漿壓力為0.8MPa。

2.6 灌漿質量驗收

順利完成灌漿操作后，需要安排專人進行工程質量驗收。具體來講，就是對帷幕灌漿施工質量及形成的防滲帷幕的效果進行檢查。一旦發現某段帷幕效果不佳或施工質量不達標，還需要求施工人員補打灌漿孔，并且再次進行灌漿施工。完成灌漿質量驗收后，需要使用壓力灌漿等封堵法進行孔洞密封。具體來講，就是使用5：1的水泥漿進行孔洞內漿液的置換，并且將灌漿壓力設施為0.5h純壓。而該工程在進行帷幕施工后，水閘滲水量明顯減少。

3 結語

總而言之，利用帷幕灌漿技術進行舊、病水閘的除險加固，能夠取得良好的除險加固效果，從而為我國水利建設事業的發展做出重要的貢獻。所以，相關部門還應加強對帷幕灌漿技術在水閘除險加固中的應用問題的研究，從而更好的運用該技術為水利事業的發展打下良好的基礎。

參考文獻

[1] 馬志登，陳建有，鄭雄偉.超細水泥帷幕灌漿在某水庫除險加固中的應用[J].施工技術，2012（S1）：351-352.

[2] 謝鵬.帷幕灌漿在小型病險水庫除險加固工程中的應用[J].湖南水利水電，2014（04）：44-47.

[3] 周濟華.充填灌漿和帷幕灌漿組合在水庫除險加固中的應用[J].黑龍江水利科技，2013（06）：245-248.