水利工程帷幕灌漿工程質量檢測及評價綜合方法

（安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司 合肥 230000）

1 引言

帷幕灌漿（curtain grouting）的工作原理是將一定配比的膠凝材料漿液通過灌漿設備灌入待治理的巖體或土層中，漿液會填補巖土層的裂隙、孔隙，形成連續的阻水帷幕，從而達到減小滲流量和降低滲透壓力的目的。目前工程中使用的膠凝材料主要是水泥，在特殊情況時也會使用高分子化學溶液，對砂礫石地基多用水泥粘土漿液。

水利工程中閘壩的巖石或砂礫石地基中多面臨滲漏等問題，需要采取工程措施減小滲流量和降低滲透壓力，20世紀以來，帷幕灌漿一直是水工建筑物地基防滲處理的主要手段，對保證水工建筑物的安全運行起著重要作用。帷幕灌漿施工完成后帷幕頂部與混凝土閘底板或壩體連接，底部深入相對不透水巖層一定深度，灌漿帷幕會和工程主體以及其下的不透水地層聯合組成阻水體有效地阻止或減少地基中地下水的滲透；同時帷幕還可與位于其下游的排水系統共同作用，有效降低滲透水流對閘壩的揚壓力，提高閘壩的穩定性。

本文以淮河支流某中型水閘水利工程帷幕灌漿為例，通過聲波測試、鉆孔電視及壓水試驗等檢測手段對帷幕灌漿施工質量檢測，綜合評價灌漿施工質量。

2 工程概況

淮河支流某中型水閘是具有蓄水、行洪等功能，工程等別為Ⅱ等，主要建筑物為2 級，次要建筑物為3 級，臨時建筑物為4 級，設計泄洪流量1420m3/s，主河槽采用5 孔、單孔凈寬8m 開敞式水閘結構，設計閘底板基面高程20.1m（85 國家高程基準），基面以下為風化砂巖。

帷幕灌漿中心線沿上游右邊翼墻右邊緣至閘底板，再沿閘底板上游側邊緣至上游左側翼墻到翼墻左邊緣結束。灌漿孔孔間距1.0m，孔深4.8m，帷幕伸入相對不透水層至少2m，控制標準按透水率q＜5lu，采用三序法施工，灌漿采用循環法，自上而下分段灌漿，灌漿壓力取0.3～0.5MPa。

3 質量檢測結果分析

3.1 聲波波速檢測結果分析

聲波波速檢測是以研究彈性波在巖土介質中的傳播特征為基礎。當波的傳播介質發生變化是波的傳播特征也會發生相應的改變。正是由于波的傳播具有這一特性，所以當巖土介質的成分、結構和密度等因素發生變化時，聲波的傳播速度、能量衰減及頻譜成分等都將發生相應的變化，在彈性性質不同的介質分界面上還會發生波的反射和折射。因此，用聲波儀器探測聲波在巖土介質中的傳播速度、振幅及頻譜特征等，便可推斷被測巖土介質的結構和致密完整程度。一般說來，越是致密的物體，聲音在其中的傳播速度越快。

圖1 31#孔灌漿前后聲波波速對比圖

圖2 39#孔灌漿前后聲波波速對比圖

表1 灌漿前后聲波波速對比表

表2 壓水試驗成果匯總表

在對帷幕灌漿質量的檢測中需要對同一地段隨機選取鉆孔在灌漿前和灌漿后進行聲波測試，通過對比灌漿前后波速的變化評價灌漿質量。

本次檢測選取了將兩個鉆孔（31#和39#孔）進行波速檢測，將灌漿前、灌漿后所測波速繪制在一起。波速圖見帷幕灌漿聲波測試成果圖1、圖2。對同孔灌漿前、灌漿后波速加以對比計算得出灌漿檢測效果聲波成果表1。表1反映出同孔灌漿后聲波波速增加情況（注：深度0～2.2m 段為閘室混凝土底板）。

對比鉆孔灌漿前、后聲波波速測量結果看出，灌漿后波速明顯增加，平均增幅10.4%,說明灌漿后原地層內的裂隙或破碎內被水泥漿充填，地層密實性得到有效提高，帷幕灌漿效果良好。

3.2 鉆孔電視檢測結果分析

鉆孔電視是在與聲波測試相同的孔內進行測試進行電視錄像，通過鉆孔電視可以直觀地查看帷幕灌漿后水泥漿充填裂縫情況，本次檢測通過對電視錄像成果可以看出，鉆孔內水泥漿充填效果良好，未發現未被充填的裂隙或破碎帶。

3.3 壓水試驗檢測結果分析

壓水試驗是利用水泵，將清水壓入鉆孔試驗段，根據一定時間內壓入的水量和施加壓力大小的關系，計算巖體相對透水性的試驗。通過透水性評價工程質量。本次分別選定與聲波測試相同的孔內進行壓水試驗，試驗結果見表2。

孔內壓水試驗結果均滿足設計要求合格標準透水率q ＜5Lu。

4 結語

（1）通過灌漿前、后聲波波速測量對比，灌漿后波速明顯增加，說明裂隙或破碎內被水泥漿充填，地層較密實，帷幕灌漿效果良好；通過電視錄像成果可以看出，鉆孔內水泥漿充填效果良好，未發現未被充填的裂隙或破碎帶；檢測的2 個鉆孔，孔內壓水試驗結果均滿足設計要求。

（2）綜合鉆孔聲波測試、鉆孔電視錄像和壓水試驗可以得出，帷幕灌漿質量較好，達到設計要求。

（3）通過采用傳統壓水試驗與現代物探技術等多種手段結合，并相互驗證、綜合評價更能準確地判定帷幕灌漿的施工質量。傳統的試驗方法與現代化的技術手段相互結合，相互印證，綜合評價的工作方法能夠提高檢測成果的準確性，為檢測工作提供強有力的技術支撐，這種多手段綜合的工作方法在工程質量檢測行業得到了越來越廣泛的運用。