帷幕灌漿在水閘防滲處理的應用探討

陳昆鴻

摘 ? 要：帷幕灌漿是水閘防滲處理的常用方法，其主要是通過對水閘底板基礎下灌注水泥砂漿、粘土水泥漿，建造一道連續的防滲幕墻，對保證水閘基底板的安全運行起著重要作用。本文對其中的關鍵技術（灌漿孔的布置、防滲設計的灌漿材料、施工方法與要求）作了探討，并對施工中出現的問題（注漿時先試灌、灌漿孔位有掉鉆或出現較大空隙）進行總結并列出應對措施。

關鍵詞：灌漿 ?防滲 ?鉆孔 ?充填加固

中圖分類號：TV543 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）07（b）-0057-02

東河水閘是中順大圍堤圍中的主要水工建筑物，擔負著防洪、防澇、排澇等重要責任，由于水閘底板基礎下的淤泥層受周邊地質土的析水固結沉降影響，閘基礎下的土層在沉降過程中水閘底砼和樁的周邊存在脫空的空隙或裂隙，在水位差作用下，滲透水從高處一側流向低處一側，形成滲水，而長期的滲水貫穿，容易帶走基礎的泥土增大滲水通道，給水閘造成沖刷破壞，使水閘存在較大的工程隱患。為消除此工程隱患，須對水閘閘孔底板基礎進行防滲灌漿加固施工。現在，就東河水閘底板防滲灌漿工程作一探討。

1 ?灌漿孔的布置

根據東河水閘底板為珠基-5.2～-6.4m的施工條件，在不影響水閘的構造和運作的前提下，沿水閘軸線方向布置5排灌漿孔，A～D排距分別為4.5m、3m、3m;A排、D排孔距為2.2m，B排、C排孔距為4.0m，每孔深度為3.0m。如圖1所示。

2 ?防滲設計的灌漿材料

灌漿材料可分為固粒灌漿材料和化學灌漿材料兩大類：

（1）固粒灌漿材料：由固體顆粒和水組成的懸浮液。它取材方便，造價低，施工簡單，并具有較好的防滲或固結能力，但其所能灌填的縫隙寬度卻受其固體顆粒的細度限制。固粒灌漿材料有粘土漿、水泥漿、水泥粘土漿和水泥粉煤灰漿4種。

（2）由化學藥劑制成的流動性好的液體。用它能灌入比較細微的縫隙，還能根據需要調節凝結時間。化學灌漿材料分無機及有機兩種：無機灌漿材料以硅酸鈉為主要原料，稱硅化用灌漿材料;有機灌漿材料以各種高分子材料為主要原料，目前常用的有硅酸鈉、環氧樹脂、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺及聚氨酯等幾種。

根據東河口水閘基礎砼攪拌樁的特點，閘基以下土層可能存在砼樁頭、淤泥土、砂質土等不均勻土質，需灌漿充填的部位均在珠基-5.0m左右才能造孔施工，底板以下基礎的淤泥含水量較大，早期注入的漿液要求盡快析水固結，故選擇水泥砂漿，水泥選用普通硅酸鹽水泥，標號為32.5（R），細砂細度模數為2.2～1.6，兩者摻入量為1∶1。在注漿充填內江一側D排灌漿孔時，注入的材料以水泥砂漿為主，在空隙較大的部位和出現冒漿時，需摻入高模數的水玻璃等速凝劑進行制漿，摻入量為干料量的6%～10%，灌注水泥砂漿主要使水閘底板基礎下形成一堵帷幕防滲墻，使得后期注入的粘土水泥漿能更好充填滲水通道;在外江一側A排孔和閘室位置的B、C排孔可摻入防滲效果較好的粘土水泥漿，粘土水泥漿具有顆粒細、有粘度、可注性好、塑性強度大、抗滲性強、注漿堵水效果好的性能，水泥的摻入量約占粘土用量的10%左右，在灌漿后期，需灌入水泥砂漿，以便進行砼底板的封孔處理，從而達到較好的防滲效果。

3 ?施工方法與要求

對水閘底板以下基礎的灌漿施工，需在閘底板鋼筋砼開孔后才能設置灌漿管進行注漿，一般先注入一定數量的漿液，后逐漸提升注漿管，控制好每孔注入的干料量不少于1.5t/m，灌漿壓力超過0.15MPa后再繼續灌注1h后即可停止該孔位的灌漿施工。在每孔的灌漿后期，漿液中水泥的滲入量應占干料量的60%～70%，使停灌后的漿液沿孔位管道充填封孔。先灌內外江A、D排灌漿孔，再灌閘室內B、C排灌漿孔。

4 ?施工過程應注意的問題

由于灌漿孔位均在珠基約-5.2m的位置，水下作業受許多客觀條件的限制，在水面工作平臺放線布孔確定鉆孔位置后，在退潮的低水位是才能鉆孔，閘底板鉆穿后即裝入灌漿孔，并在孔口周邊用面紗進行封孔，第二天注漿時采用先試灌，經潛水員檢查后才能開始正常注漿施工。若在試灌過程中出現有冒漿或封孔不嚴密的地方，須經過再次封孔加固后才能注漿。注漿時盡量灌入濃漿，水灰比一般選擇3∶1或2∶1，以漿液流動不堵管為原則，灌至起壓后的灌漿壓力達到0.15MPa，需增加水泥的摻入量進行制漿，后期漿液水泥的摻入量約占干料量的60%～70%，使停灌后的漿體順孔位通道充填封孔。灌漿結束后進行潛摸檢查，發現有漿液不能回升至底板面的，一般通過人工壓填水下混凝土進行封孔壓平的方法處理。在灌漿過程中出現的護坦石塊或分縫處有少量的漿液或氣泡冒出時，一般采取棉紗或沙包封孔壓實，并注入濃漿后可終止該孔位的施工。

另外，由于此次施工屬于水下作業，所以需要有經驗的潛水員配合完成，因此施工現場要配置潛水作業的工具：潛水衣、救生衣、供氣瓶、信號繩等，岸上必須有療養員候命，必須做好這一套相關的安全措施，以保證水下施工人員的安全。

水閘底板的防滲加固工程必須嚴格執行相關規范要求，按灌漿施工計劃有序地實施，在灌漿施工過程中，根據實際情況，采用有針對性的措施進行處理。如空隙較大的孔位多注漿，直至達到控制壓力為止，并要根據具體情況適當的擴大灌漿范圍，合理地調整灌漿孔的位置，使灌入的漿液在水閘的基礎齒墻范圍內，有效地擠壓充填脫空的孔隙與滲水薄弱部位，使得這些部位能形成較厚的防滲墻，以保證灌漿施工的質量。

5 ?施工過程中出現的問題及應對措施

針對部分灌漿孔位有掉鉆或出現較大空隙現象，這些孔位均采用加大漿體的注入量，或分兩次注漿進行施工處理，在底板的邊緣與空箱的結合部位若出現冒漿等異常情況，在分縫處壓入棉紗和壓蓋沙包進行處理，防止過早冒漿等現象出現。盡量讓灌入的漿體在水閘外江一側的樁體與防滲鋼板樁之間的空隙有效地填充、擠壓、密實，并形成有效的防滲體。

6 ?鉆孔抽芯檢測

在灌漿施工后期，要求在閘室中間排的孔位選擇有代表性的原孔位進行鉆孔抽芯檢測，芯樣必須水泥含量多，砂漿固結密實，完整性好，對不能滿足要求的孔位須進一步補強加固。

7 ?結語

經工程竣工后10年多時間密切觀察，水閘在高水頭差的運行中，沒發現原有的滲水與水泡現象，基本上消除了滲水通道對水閘所形成的工程隱患的影響，說明了帷幕灌漿在此次水閘防滲處理中得到了成功的運用。

參考文獻

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