水庫除險加固工程大壩帷幕灌漿施工研究

許興旺

（思南縣水務局雙塘水務服務中心）

在水庫的除險加固過程中，需要對大壩進行有效的防滲及加固處理，在此過程中，帷幕灌漿是一種最為常用且有效的施工技術。這項技術的要點包括成孔、清孔、灌漿、封孔等，現圍繞某工程實際情況，分析探討其大壩帷幕灌漿施工。

1 工程概況

某水庫大壩采用碾壓式土壩形式，其除險加固設計在壩頂處采用壩體心墻實現防滲加固目標，然后再進行常規壩體填筑施工。其中，對于心墻防滲加固體，主要采用彈性模量相對較低的混凝土，要求墻底必須進入到基巖層中0.5m，墻體的長度為280m，深度與厚度分別為42m、0.8m。在防滲墻的中心線實施帷幕灌漿，進入到不透水層中至少5m。現圍繞本工程實際情況，對其壩體的帷幕灌漿施工作如下深入分析。

2 大壩帷幕灌漿

2.1 成孔方案的制定與對比

因灌漿孔需要穿過埋深較大的防滲墻，所以對成孔質量提出了很高的要求。對此，可采用下列三種成孔方法：

（1）拔管法，在墻體澆筑過程中插入鋼管，完成澆筑后將鋼管拔出。該方法成孔速度塊，能節省大量成本，但也存在會對墻體澆筑造成很大干擾的缺陷，所有成孔率一般不高。

（2）預埋管法，在墻體澆筑過程中預埋鋼管來進行成孔。該方法雖然要用到很多管材，費用相對較高，但操作便捷，能有效縮短工期，且不會對墻體施工造成干擾，具有很高的成孔率[1]。

（3）鉆孔法，當墻體實際強度達到要求后使用鉆機進行鉆孔。該方法目前比較普遍，對鉆孔的精度有著很高的要求，且成本也相對較高。

通過綜合對比，成孔主要采用預埋管法，輔以鉆孔法。其中，預埋管為PVC管，不可再使用鋼管。如果孔深超過30m，則需在PVC管中套入鋼管，完成預埋后將鋼管取出，保證最終的成孔質量。

2.2 成孔方法

先按照設計要求在現場完成測放，確定灌漿孔具體位置，然后在軸線上放出用于定位的小樁。槽段施工完成，且清孔換漿后安裝預埋管。根據槽孔的形狀加工鋼筋支架，避免澆筑過程中混凝土對預埋管造成沖擊使其發生偏斜。在預埋管的深度方向上按8～10m的間隔距離設置定位架。位于底部的定位架，其與孔底之間的距離為1.5m，位于孔口的定位架，應在導向槽上進行固定。在安裝過程中，需要根據測量孔位在定位架對預埋管進行捆扎固定。管之間的接頭應采用捆扎連接，管中的套管進行對口焊接[2]。

鉆孔過程中，將防滲墻作為作業平臺，由地質巖芯鉆機實施鉆進施工，鉆頭采用金剛石鉆頭，直徑為89mm。首先，把管中混凝土清除干凈，然后在基巖段實施鉆孔施工。在岸坡和墻體相對較淺的位置，可直接使用鉆機來成孔。

2.3 帷幕灌漿

墻體施工完成，且強度達到要求后開始帷幕灌漿，其施工程序為：

（1）測量放樣

使用測量儀器在場地范圍內準確放出每個工作面上的灌漿孔具體位置，然后使用鋼尺測量和放出定位孔。

（2）鉆進成孔

每個鉆機都應有統一的編號，鉆孔的方向、位置和深度都應滿足設計要求。按照5～10m的間隔距離測量一次鉆孔傾斜度。

（3）鉆孔沖洗

在灌漿開始前，應對孔隙及裂隙實施沖洗。其中，孔壁應進行風水結合沖洗，而裂隙應進行脈動沖洗。在沖洗時，應將水壓控制在灌漿壓力80%左右，將風壓控制在灌漿壓力10～20%范圍內，當回水澄清時，繼續沖洗10min后停止，一般總沖洗時間要達到30min以上。

（4）壓水試驗

灌漿孔參與壓水試驗的總數應達到總孔數至少20%，對先導孔與檢查孔實施逐段試驗，將壓力控制在1MPa左右，按規范確定的標準控制。必須認真做好壓水試驗工作，這是保證施工順利完成并實現預期質量目標的關鍵所在。

（5）灌漿施工

灌漿需要在分序加密基礎上按照從上到下順序進行，在孔內將漿液循環，將阻塞器放到灌漿段的頂部，使墻體始終保持在安全的狀態。在灌漿過程中，灌漿管和孔底之間的距離不可超過50cm。在灌漿時主要使用臥式灌漿機，做好現場記錄。對于接觸段，其長度為1.5m，其它均按設計要求確定和控制。在灌漿過程中，漿液的水灰比、變換標準和結束灌漿標準，都按照設計與相關規范要求確定和嚴格控制[3]。

（6）灌漿孔封閉

灌漿完成并通過檢查驗收確認合格后開始灌漿孔封閉處理，在封閉灌漿孔之前，應將其中的雜物清除干凈，同時對鉆孔深度進行準確測量，一般采用壓力灌漿方法進行分段封堵，這樣能有效保證封堵效果，避免發生漏漿。通常每個灌漿孔分成兩段，按照從上到下的順序封堵。封孔時使用的漿液，其水灰比應控制在0.8：1.0～1.0：1.0范圍內，灌漿的壓力按0.5MPa嚴格控制。在灌漿時，應使用沒有結塊，且保持均勻的水泥漿液，其強度等級應達到32.5R以上，過0.08mm的篩網后，篩余量不可超過5%。在制漿過程中，應使用高速攪拌機對漿液進行攪拌，在必要的情況下，可向泥漿中添加適量減水劑，以此對漿液性能予以有效改善。

2.4 常見問題及其處理對策

（1）如果由于預埋管有很大的偏斜導致預埋失效，則需結合現場的實際情況，于原鉆孔的旁邊實施重新鉆孔，形成新孔用于灌漿，也可進行加密灌漿孔的合理設置。

（2）當產生漿液外漏時，針對外漏量相對較少的灌漿孔，可通過濃漿限流或者是間歇灌漿來處理，將外漏堵好后開始正常灌漿，到灌漿正式完成為止。如果鉆孔的外漏量相對較大，應在持續灌漿后使其凝固，然后進行掃孔和復灌；針對已經串通的灌漿孔，則應將其封堵好，然后在完成灌漿后，將串孔段中的泥漿清除干凈，再繼續進行鉆孔和灌漿。

（3）對于漿液失水回濃問題，其主要產生原因為基巖上的雷系較細，水可以從中進入，但泥漿密度較大，無法進入。對此，應使用濕磨機對水泥顆粒進行打磨處理，使其具有更高的可灌性，使泥漿可以達到位置，發揮灌漿應有作用效果[4]。

2.5 帷幕灌漿效果

通過帷幕灌漿之前的壓水試驗可以看出，透水率和注入量均表現出明顯的遞減趨勢；部分地段因地質條件和接觸段產生外漏等方面原因的影響產生異常，之后通過有效的加密鉆孔和灌漿，達到相關標準。完成灌漿處理后，對檢查孔進行壓水試驗后發現透水率不超過5Lu，能達到預期的質量要求，說明以上帷幕灌漿施工技術合理可行，各項技術指標合格，可為類似工程項目施工提供可靠的參考借鑒，提高帷幕灌漿施工技術水平。

3 結束語

綜上所述，在防滲墻中進行帷幕灌漿成孔需要采用設置預埋管的方法，同時輔以鉆孔法，這樣不僅能實現成孔目標，而且還能有效加快成孔進度；另外，如果在灌漿過程中采用孔內循環的方法，則能有效保證灌漿施工質量和效果。將大壩除險加固處理后，通過運行觀測發現，工程所用施工方案和相關技術參數都是合理可行的，能滿足預期的防滲及加固要求，而且實際工期比預期提前了15d，取得良好綜合效果。