水庫工程帷幕灌漿施工及質量控制要點

【摘要】在水庫工程施工中，帷幕灌漿是十分常見的基礎施工技術，本文首先介紹了幾種常見的帷幕灌漿施工技術，然后以貴州省仁懷市埡石慶水庫工程為研究對象，對水庫工程帷幕灌漿施工技術進行了詳細探究。以期為類似工程提供借鑒。

【關鍵詞】水庫工程；帷幕灌漿；質量控制

1、引言

水庫工程在長期運行狀態下，由于受到水流沖擊侵蝕作用，容易出現滲漏問題，如果水庫工程出現滲漏問題，則會直接影響整個水庫工程的穩定性和安全性。因此，在水庫工程建設中，必須切實做好防滲工程施工。帷幕灌漿技術是水庫工程防滲處理的重要施工技術，因此對該項技術的實際應用方式進行深入研究具有十分重要的現實意義。

2、帷幕灌漿技術應用原理

帷幕灌漿技術主要被應用于水利工程大壩施工以及砂礫石地基施工中，其應用原理為，對于縫隙以及通道，采用高壓灌注漿液的方式進行封堵，隨著漿液的流動以及凝固，漿液逐漸灌入巖土層縫隙中，能夠形成防滲帷幕，不僅能夠有效提升擋水建筑的防滲性能，而且還能夠起到很好的加固作用。通常情況下，在帷幕灌漿施工過程中，帷幕頂部能夠與大壩工程底板進行有效連接，帷幕底部深入巖土層中，從而形成相對密封的、沒有搭接的防滲體。近年來，帷幕灌漿施工技術日漸完善，并逐漸得到廣泛推廣和應用。

3、帷幕灌漿施工技術概述

3.1 自上而下分段灌漿法

在水利工程施工中，有些巖層地質條件比較差，存在裂縫數量較多，滲漏問題比較嚴重，對此，可以采用自上而下的分段灌漿施工技術，即根據由上至下的順序，分段鉆孔灌漿。在實際施工過程中，采用由上至下的鉆孔灌漿施工方法，不會產生過多廢料，而且有利于對施工資源進行科學合理的配置。另外，灌漿塞安裝在底部，因此在灌漿施工過程中，漿液不會從孔洞中溢出，隨著漿液的流動和凝固，能夠有效填補裂隙，提高帷幕防滲能力。除此以外，采用自上而下的鉆孔灌漿施工技術，還能夠有效增加灌漿壓力，確保漿液能夠注入預計補強部位，由于空洞內壓力均勻，因此不會發生坍塌事故。但是，這種自上而下的鉆孔灌漿施工技術也有一定的應用缺陷，比如施工工序復雜，對于每個孔洞，都需要進行鉆孔灌漿，施工完成后才可以進行下一個鉆孔灌漿施工，因此施工周期比較長，而且在孔洞斜度的控制難度比較大。

3.2 自下而上分段灌漿法

在水利工程施工中，有些地層的裂隙比較少，并且巖石條件比較好，對此，可以采用從下至上的分段灌漿施工技術。其在實際應用中，首先需要根據工程設計方案中的鉆孔深度進行鉆孔施工，然后從下至上進行灌漿施工。這種灌漿施工技術的應用優勢主要體現在施工周期比較短，與自上而下的灌漿施工技術相比，不需要停工待漿液凝固后再繼續灌漿，而且鉆孔與灌漿施工之間不存在交叉作業問題，因此施工快速。但是，這種灌漿施工技術也有其應用缺陷，在漿液灌注施工過程中，容易受到裂縫因素的影響，另外，灌漿壓力控制難度較大。

3.3 綜合分段灌漿法

在水利工程施工中，有些施工段的地質條件比較復雜，對此，可以應用綜合分段灌漿施工技術，即將上述兩種灌漿施工技術相結合。在實際施工中，可以將其應用于部分透水性穩定性較差以及巖層結構比較復雜的灌漿孔施工中，施工效果比較好。

3.4 孔口封閉自上而下灌漿法

這一灌漿施工技術指的是在實際施工過程中，首先封閉灌漿口，然后采用自上而下的灌漿方法進行施工，在灌漿施工中不需要停工待漿液凝固。這一施工技術的應用優勢為施工方式便捷，灌漿周期比較短，在實際施工過程中不需要等待，施工效率比較高，另外，鉆孔比較小，可以進行重復灌漿，因此施工質量比較高。

4、水庫工程帷幕灌漿施工實例

4.1 工程概況

貴州省仁懷市埡石慶水庫正常蓄水位937.00m，相應庫容438萬m3，總庫容507萬m3，興利庫容397萬m3。該水庫為小（1）型，工程等別為Ⅳ等，水庫樞紐區擋水建筑物、泄水建筑物、取水兼放空建筑物為4級建筑物，次要建筑物為5級建筑物，臨時建筑物為5級建筑物。貴州省仁懷市埡石慶水庫工程灌漿工程施工分基礎固結灌漿與防滲帷幕灌漿。

4.2 帷幕灌漿施工前準備工作

4.2.1 帷幕定位

在進行帷幕灌漿施工前，技術人員首先需要經過現場勘查，綜合考慮工程設計方案以及施工經驗進行鉆孔測量放樣。在帷幕關鍵施工過程中，只有確定鉆孔位置才能夠保證工程建設的順利完成，這就要求技術人員在施工現場進行詳細勘察，并準確定位。另外，還需要注意的是，灌漿孔的位置是由地質條件以及水頭所決定的，通常情況下，帷幕灌漿孔距一般在2～3m之間。在本工程中，帷幕灌漿按主、副帷幕共雙排設計，帷幕孔序為3序，其中一序孔距12m，二序孔距12m，三序孔距6m。

4.2.2 鉆孔

在鉆孔施工中，施工人員必須根據工程設計方案確定鉆孔位置，并對孔位偏差以及孔斜率進行有效控制。在本工程施工中，孔徑為110mm，終孔孔徑為91mm，另外，抬動觀測孔孔徑為Φ91mm。鉆機在鉆進過程中，孔內情況應詳細記錄，包括巖性實際變化情況、鉆孔轉速、回水失水、孔洞涌水、塌孔、結構面等等。除此以外，需要注意的是，在鉆進施工過程中，可能會遇到塌孔或者掉塊問題，在這種情況下，鉆孔施工難度比較大，對此，首先需要進行灌漿施工，然后再鉆孔施工，在鉆孔施工過程中，如果出現涌水問題，則應該及時查明問題產生原因，然后采取有效的處理措施，最后再進行鉆進施工。

4.2.3 壓水試驗

在帷幕灌漿施工過程中，如果采用自上而下進行灌漿施工，則對于各個灌漿段，都應該進行壓水試驗，在此過程中可以結合裂隙沖洗技術。在進行壓水試驗時，壓水時間一般為20min，并且壓水壓力應該控制在1MPa之間，除此以外，在壓水過程中，每5min都需要對壓入流量進行測量，另外還應該根據壓水成果指導灌漿。在進行壓水試驗（先導孔壓水試驗及普通灌漿孔的簡易壓水試驗），在鉆孔底層殘留巖屑量應該控制在20cm以內，在沖洗施工過程中，如果返清水，并且肉眼觀察沒有沉淀物，則既可完成沖洗施工。

4.2.4 漿液準備

在水庫工程帷幕灌漿施工中，水泥材料是十分重要的灌漿材料，常用水泥材料包括普通水泥、超細水泥、磨細水泥等等。在帷幕灌漿施工中，一般選用普通水泥，如果有特殊需要，則可以選用磨細水泥或者超細水泥，這樣能夠有效擴大灌漿擴散半徑，并且有效增加水泥材料貫入量。

4.3 帷幕灌漿施工

灌漿方法采用自上而下分段灌漿注入法，段長一般5～6m，先導孔采用自上而下分段卡塞壓水、然后采用自下而上分段卡塞灌漿施工，灌漿采用高壓孔口封閉器。漿液濃度改變條件如表1所示，漿液濃度的變換標準要遵循由稀到濃的原則、逐漸改變，全孔灌漿結束時，套管上拔0.3m，采用濃漿復灌一次，漿液變換原則要嚴格按照《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》（SL62-2014）嚴格執行。

4.4 封孔

灌漿結束后，要進行封孔，這是帷幕灌漿技術實施中的最后一步，當灌漿孔和檢查孔以此灌漿結束后，即可進行封孔。封孔時講究一定的方法，工程中常采用置換和全孔壓力灌漿封孔法，這種方法應用原理為，當終孔段灌漿結束后，首先將孔內余漿置換成比例為0.5：1的濃漿，然后，使用全孔壓力灌漿將孔口封閉，封孔時所用的壓力值與該孔灌漿的最大壓力相等，其灌漿結束標準與常規段次相同，封孔結束后，將孔口部分使用0.5：1的水泥砂漿填滿、搗實、抹平。

5、結語

綜上所述，帷幕灌漿施工技術包括自上而下分段灌漿技術，自下而上分段灌漿技術，綜合分段灌漿技術等等。本文以貴州省仁懷市埡石慶水庫工程為研究對象，對自上而下分段灌漿注入技術進行了詳細探究。在帷幕灌漿施工技術的實際應用中，需要結合工程實際情況合理選擇施工材料，同時制定科學合理的施工方案，在施工過程中也應該加強施工質量控制，這樣才能夠有效保證工程建設質量。

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