水庫除險加固工程大壩帷幕灌漿施工與質量控制分析

宋艷艷 崔世彬

針對某水庫除險加固工程實際情況，對其大壩帷幕灌漿施工和質量控制進行深入分析，內容包括灌漿材料控制、鉆孔施工、灌漿施工等，旨在為類似工程的帷幕灌漿施工提供可靠技術參考，不斷提高大壩帷幕灌漿施工技術水平。

如今，水庫除險加固工程是我國水利工程建設與發展的主要趨勢，大壩帷幕灌漿是該工程建設中的重要環節與內容。為保證帷幕灌漿施工質量，使其發揮出應有的作用效果，需要根據工程的實際情況，制定合理可行的施工方法，并切實加強質量控制。

一、工程概況

某水庫除險加固工程擬定對大壩進行帷幕灌漿。根據大壩的實際情況，將灌漿孔的孔數確定為55個，鉆孔總長2934.8m，灌漿總長2705.8m，檢查孔總長293.4m，復灌總長270.6m，孔口管的總鑲鑄長度為245.5m。現圍繞該工程實際情況，對其帷幕灌漿施工和質量控制做如下深入分析。

二、灌漿材料控制

1.水泥

（1）在帷幕灌漿中使用的水泥，其強度標號應達到P.O42.5以上。

（2）水泥細度應達到以下要求：從篩孔尺寸為80μm的方孔篩中通過后，篩余量應在3%以內。

（3）水泥質量必須滿足相關標準的要求，施工中不允許使用已經受潮和結塊的水泥。現場水泥不得長時間存放，出廠時間達到3個月以上的水泥不得在施工中使用。

（4）在實際的灌漿施工中，要對水泥進行必要的抽樣檢測。

2.水

在帷幕灌漿施工中使用的水，應切實滿足相關規范提出的各項規定，尤其是拌和水，其溫度應滿足規定。

三、帷幕灌漿施工與質量控制

1.鉆孔施工

（1）鉆孔孔徑

鉆孔孔徑應達到以下要求：

①對于常規帷幕灌漿孔，其孔口段孔徑按91mm控制，終孔段孔徑按76mm控制。

②對于帷幕灌漿的先導孔，其孔口段孔徑按91mm控制，其它各段孔徑均按76mm控制。

③對于帷幕灌漿施工的質量檢查孔，其孔徑按76mm控制。

（2）鉆孔設備

鉆機以XY-2型鉆機為主，鉆頭以金剛石鉆頭為主，也可使用其它類型的硬質合金鉆頭。

（3）孔位偏差

實際孔位和設計要求的孔位之間的偏差應嚴格控制在10cm以內。

（4）鉆孔分段

對于第一段鉆孔，其基巖內深度應保持在0-2m范圍內；第二段鉆孔，其基巖內深度應保持在2-5m范圍內；第三段鉆孔，其基巖內深度應保持在5-10m范圍內；第四段鉆孔，其基巖內深度應保持在10-15m范圍內；以下各段鉆孔，其基巖內深度應達到15m以上。實際的段長誤差應處在設計與規范提出的允許范圍內。當鉆孔從軟弱破碎層中穿過發現塌孔或滲漏的問題時，應將其作為一段并先行灌漿，在漿液凝固24小時后再予以鉆進。

（5）取芯

在先導孔和檢查孔中根據鉆芯要求進行巖芯的采集，并送交試驗室進行必要的試驗檢測和分析，如果通過試驗檢測發現異常，應立即通報監理工程師。

（6）鉆孔孔深

①所有灌漿孔的深度都應達到設計要求，當設計未提出具體要求時，應達到監理工程師提出的深度。

②鉆孔完成后，其孔深誤差不能超過±0.2m。

③所有鉆孔段都要做好孔斜與方位角的測量，特別是上部20m之內孔段的偏斜及方位角測量和控制，當孔斜超出允許范圍時，應立即糾正。測斜利用專門的測斜儀按照分段原則進行，具體的允許偏差主要和孔深有關，比如，當孔深為20m時，孔斜偏差不能超過0.25m；當孔深為30m時，孔斜偏差不能超過0.45m；當孔深為40m時，孔斜偏差不能超過0.7m；當孔深為50m時，孔斜偏差不能超過1m；當孔深為60m時，孔斜偏差不能超過1.3m；當孔深為70m以上時，孔斜偏差不能超過孔深的2%。

（7）鉆孔沖洗

①鉆孔和裂隙都需要進行徹底的沖洗，直到孔口處的回水達到清澈，通過沖孔，使孔中的巖屑殘留厚度在20cm以內。在沖洗時，沖洗的壓力按照灌漿壓力80%控制，但要注意如果超過1MPa，則采用1MPa即可。

②對地質較為復雜的地段進行裂隙沖洗時，如斷層和大型破碎帶，其沖洗壓力需通過專門的現場試驗來確定。

（8）壓水試驗

①對于I序孔，在灌漿開始前應進行必要的壓水試驗。②在簡易壓水試驗過程中，具體的試驗壓力可按照該孔最大壓力80%控制，但要注意，當這一數值達到1MPa以上時，采用1MPa即可，連續壓水20min，期間每5min進行一次測讀。

2.灌漿

（1）灌漿方法

①對于常規灌漿孔，其灌漿按照從上到下的順序分段循環進行，在灌漿過程中，射漿管和孔底之間的距離應控制在0.5m以內。②對于接觸段的灌漿，需采用卡塞法進行，在灌漿過程中，灌漿塞需設置在和混凝土底板相距0.5m的位置。③對于接觸段以外的部位，除了需要在漿液達到凝固后再進行孔口管的埋設，其它均不需要等待漿液達到凝固，在灌注完成后，方可對下一段次的鉆孔進行施工。

（2）孔口管鑲鑄

①將第一段孔灌注完成后，在孔中放入孔口管，將其深入到混凝土底面下部2m處，通過灌漿向孔中持續壓入水泥漿，在孔口管和孔壁之間留出濃度與壓入時相同的泥漿后，將孔口管導正。之后等待36h的時間，即可對下一段鉆孔進行灌漿。②對孔口管的鑲鑄應達到牢固，避免灌漿時由于孔口管不牢固導致孔口管的周圍產生漏漿和冒漿。

（3）灌漿分段和壓力控制

①對于I序孔，其分段長度和灌漿壓力按照以下要求控制：第一段孔，其孔深為0-2.5m，灌漿壓力按0.3MPa控制；第二段孔，其孔深為2.5-5.5m，灌漿壓力按0.5MPa控制；第三段孔，其孔深為5.5-10.5m，灌漿壓力按0.7MPa控制；第四段孔，其孔深為10.5-15.5m，灌漿壓力按0.8MPa控制；第五段孔，其孔深為15.5-20.5m，灌漿壓力按1.0MPa控制；第六段孔，其孔深在20.5m以上，灌漿壓力需按1.2MPa控制。對于后次序孔，其灌漿壓力按照比前序孔大10%-15%控制。②帷幕灌漿過程中，巖石內接觸段長度應控制在2m以內，第二和第三段的實際長度為2m、3m，下部灌漿段均采用5m的長度，當遇到特殊情況時，可進行適當的縮短或延長，但無論如何都不允許超過10m。

③對于各灌漿段的實際灌漿壓力，都應盡可能采用相對較高的值，但注意不能使基礎被抬動，灌漿時應對基礎實際變形情況與抬動情況進行密切觀察。

④灌漿開始后應以最快的速度達到設計要求的壓力，但在注入率較大和容易被抬動的地方，應進行限流分級加壓，尤其是在注入率相對較大的情況下，要對實際的加壓速度予以嚴格控制，不可盲目的以較高壓力持續灌注，否則將造成漿液的流失、浪費。

⑤灌漿壓力與吸漿量之間的關系均可在施工過程中以實際情況為依據由工程的設計和監理工程師進行適當調整。

（4）灌漿結束標準

當達到以下標準時，方可結束灌漿：

①當灌漿壓力達到設計要求時，實際注入率在1L/min以內，此時在繼續灌漿1h后，方可結束灌漿。

②若灌漿結束后漿液初凝無法達到標準導致回漿，應重新處理，以滿足相關要求。

（5）灌漿因故中斷后處理

一般情況，灌漿應保持連續，如果施工中灌漿因故中斷，應按照以下基本原則進行處理：

①盡可能快的恢復灌漿，若無法盡快恢復，應立即對鉆孔進行沖洗，然后再恢復正常灌漿。如果無法沖洗或沖洗后無效，則要進行掃孔，然后再恢復正常的灌漿作業。②在恢復灌漿的過程中，要用開灌比級泥漿，當實際注入率和灌漿中斷相接近時，方可使用中斷發生前的泥漿比級來灌注；若恢復灌漿后實際注入率低于中斷之前，則要對泥漿進行逐級加濃；若恢復灌漿后實際注入率遠低于中斷之前，而且在恢復灌漿后不久就出現了停止吸漿的現象，則要采取有效措施進行補救。

3.封孔

在各灌漿孔的灌漿均已完成后，由監理工程師入場檢查驗收，經檢驗確認合格后的灌漿孔可使用機械設備進行封孔，將整個灌漿孔封堵密實。

4.質量檢查

（1）各灌漿孔灌漿完成后，需對實際的灌漿質量與效果予以檢查。檢查孔要在灌漿完成14d后在要求的位置上進行打孔，一般每個單元都要布置至少一個檢查孔。

（2）按照從上到下的順序對檢查孔進行分段壓水試驗，當透水率在1Lu以內時，說明合格。

（3）通過檢查孔獲得巖芯，對其進行必要的檢查，以確定密實性和完整程度，并觀察是否存在裂隙和水泥結石。

（4）檢查工作完成后，根據設計要求開始后續灌漿或封孔。

四、結語

綜上所述，帷幕灌漿是水庫大壩常用除險加固技術措施。目前，該工程的大壩帷幕灌漿施工已經順利完成，且經檢查確定施工質量合格，所用施工技術合理可行，質量控制精準到位，可為類似工程提供參考依據，保證除險加固施工質量和效果。