談水利工程帷幕灌漿施工工藝

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摘要：本文主要通過(guò)簡(jiǎn)述新疆阿勒泰市烏拉斯特水庫(kù)工程的帷幕灌漿施工工藝，按照施工的連續(xù)性，對(duì)實(shí)施過(guò)程的各個(gè)工序做一描述，希望能通過(guò)帷幕灌漿施工過(guò)程中工序的描述來(lái)表達(dá)清楚帷幕灌漿在施工過(guò)程中的應(yīng)用，為水利工程施工中帷幕灌漿在其他項(xiàng)目的應(yīng)用起到一個(gè)借鑒的作用。

關(guān)鍵詞：水利工程;帷幕灌漿;透水率;巖芯采取率

1帷幕灌漿法簡(jiǎn)介

大壩的防滲處理，山區(qū)水庫(kù)基本上都選擇帷幕灌漿處理地基以及壩肩等滲漏部位，具有很好的防滲效果，目前在水利工程中廣泛使用。而帷幕灌漿就是用鉆孔機(jī)械(回旋式、沖擊式、回旋沖擊式)在大壩帷幕灌漿軸線上按照設(shè)計(jì)孔位造孔，沖孔洗孔合格后利用柱塞泵將設(shè)計(jì)比級(jí)的水泥漿用一定的壓力注入到灌漿孔中，通過(guò)水泥漿在裂隙中的填充連成一道連續(xù)的擋水幕墻，降低壩基的滲流以及壩基的揚(yáng)壓力，從而確保大壩的穩(wěn)定性［1］。

2新疆阿勒泰市烏拉斯特水庫(kù)工程中帷幕灌漿的應(yīng)用

2.1工程概況及采用帷幕灌漿的原因

新疆阿勒泰市烏拉斯特水庫(kù)工程位于阿勒泰市北部山區(qū)的烏拉斯溝，水庫(kù)庫(kù)容1518m3，Ⅲ等中型水利工程。烏拉斯特水庫(kù)為一座山區(qū)峽谷水庫(kù)，河谷呈不對(duì)稱箱型，現(xiàn)狀河谷寬120m左右。地形起伏切割明顯，兩岸不對(duì)稱，左岸巖體雄厚，谷坡較陡，右岸地形平緩，出露III級(jí)基座階地。壩線沿NW312°方向布置，壩線與巖體走向大致平行，利于穩(wěn)定與防滲。壩頂高程1030m，壩線長(zhǎng)度475m，溢洪道布置在右岸壩肩，導(dǎo)流洞、放水涵洞布置在右岸山體中。左壩肩山體陡峭，順河向裂隙發(fā)育，中等透水巖體的深度在40～70m，繞壩滲漏的巖體范圍較大。河床段壩基巖體在北西、北東兩個(gè)方向裂隙組合切割下，巖體相對(duì)破碎，鉆孔取芯采取率低下，RQD值極低;據(jù)鉆孔壓水試驗(yàn)表明，呂榮值變化較大，全孔段(80.2m)未見(jiàn)小于5Lu的弱透水巖體。河床段壩基巖體小于10Lu的中等透水巖體厚度在25～65m深度內(nèi)，小于5Lu的巖體深度在40～77m。右壩肩及谷坡穩(wěn)定，中等透水性厚度15～25m左右，小于5Lu的弱透水巖體厚度在40m左右，為解決大壩穩(wěn)定性、減少滲流需對(duì)左壩肩、河床段、右壩肩進(jìn)行帷幕灌漿處理。

2.2施工工藝

2.2.1確定帷幕灌漿的參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑膮?shù)，在帷幕灌漿軸線上確定孔口樁號(hào)、孔口高程、砼蓋板厚度、孔深、鉆孔角度等。然后根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)帷幕灌漿試驗(yàn)所確定的參數(shù)確定各分段的鉆進(jìn)深度、灌漿壓力以及封孔方式。

2.2.2布孔在帷幕灌漿造孔前需按照設(shè)計(jì)給定的帷幕灌漿孔的孔距及排距在帷幕灌漿的軸線上布設(shè)各個(gè)孔位，確保各孔在造孔前在同一軸線上［2］。在布設(shè)的孔位上用醒目的標(biāo)志標(biāo)注出先導(dǎo)孔、Ⅰ序孔、Ⅱ序孔、Ⅲ序孔。

2.2.3造孔在布孔工作完成之后，進(jìn)行造孔。所謂造孔是指按照設(shè)計(jì)要求的鉆進(jìn)角度豎直、斜向或者水平自上而下鉆進(jìn)。在鉆孔的時(shí)要每段測(cè)量孔斜、孔底偏距，保證鉆進(jìn)方向的方位角和孔底偏距符合規(guī)范要求。除此以外還要注意觀察鉆進(jìn)時(shí)孔口的返水或者孔底吹渣情況，發(fā)現(xiàn)孔口不返水、孔底殘?jiān)荒艽党龅犬惓Ｇ闆r要立即停止鉆進(jìn)，排查問(wèn)題。

2.2.4沖洗、壓水試驗(yàn)在打孔的時(shí)候孔內(nèi)會(huì)有很多的殘?jiān)?，如不及時(shí)清理或?qū)е驴變?nèi)裂隙被封堵，需要用清水沖洗帷幕灌漿孔，參照各段壓水試驗(yàn)的壓力沖洗至少20min，待返水清凈后，開(kāi)始做簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)，確定各段的透水率。

2.2.5制備水泥在壓水試驗(yàn)后準(zhǔn)備灌注水泥漿液，按照設(shè)計(jì)給定的漿液比級(jí)5∶1起灌，若注漿量較大，或注漿量與與灌漿壓力有比例關(guān)系，則需調(diào)整濃一級(jí)的漿液灌注，灌注的水泥漿液需提前制備，但超過(guò)4h的視為棄漿。使用高速攪拌機(jī)將計(jì)算好的水泥與水混合好導(dǎo)入攪拌機(jī)內(nèi)高速攪拌，然后放入低速攪拌桶中持續(xù)攪拌為柱塞式灌漿泵提供持續(xù)的灌注漿液。

2.2.6灌漿帷幕灌漿的時(shí)候，注漿塞距孔底不大于50cm，采用大循環(huán)灌漿方式，保證孔內(nèi)漿液處于一個(gè)循環(huán)的過(guò)程，避免造成漿液沉淀封堵裂隙。通過(guò)調(diào)節(jié)回漿管路上的高壓閥確保灌漿的壓力，同時(shí)在灌漿的時(shí)候還要觀察回漿量和進(jìn)漿量。如果出現(xiàn)泥漿隨壓力變大而變大、無(wú)回漿、回漿的漿液比級(jí)降低等特殊情況需及時(shí)調(diào)節(jié)水泥漿液。需要注意的是除了先導(dǎo)孔之外，其他的帷幕孔都是自上而下灌漿的。

2.2.7封孔作業(yè)在帷幕灌漿封口的時(shí)候要用0.5∶1的濃漿置換孔里面的漿液，再用全孔最大的灌漿壓力進(jìn)行封口，最后用水泥砂漿封閉空口部分，進(jìn)行相應(yīng)的記錄，這樣就能保證封口的正確操作。2.2.8質(zhì)量檢測(cè)帷幕灌漿施工結(jié)石14d后，按照帷幕灌漿孔數(shù)的10%選擇檢查孔，在呂榮值大、單米耗灰量大或有其他異常灌漿孔位附近布設(shè)檢查孔，采用單點(diǎn)法做壓水試驗(yàn)獲取呂榮值，鉆取巖芯，觀察巖石裂隙中水泥結(jié)石的情況。按照帷幕灌漿孔數(shù)的10%抽取，壓水試驗(yàn)的透水率在設(shè)計(jì)給定范圍內(nèi)視為合格。

2.3水庫(kù)工程帷幕灌漿施工中特殊情況的處理

2.3.1注漿量大的問(wèn)題在帷幕灌漿過(guò)程中出現(xiàn)注漿量持續(xù)較大時(shí)可采用低壓限流、間接灌漿和濃漿方式來(lái)進(jìn)行，然后檢查灌漿過(guò)程中有無(wú)漿液出漏點(diǎn)，若有則需要對(duì)其表面進(jìn)行封堵。對(duì)一些注漿量明顯異常的孔可加入水泥砂漿、水玻璃、鋸末等，采用低壓限流灌注0.5∶1比級(jí)的水泥漿液，從而保證水泥漿液的有效擴(kuò)散，形成連續(xù)的擋水幕墻。

2.3.2串漿問(wèn)題在灌漿的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)漿液串流到其他的孔或者是縫隙里面，對(duì)于串漿的孔位需要塞灌漿塞同時(shí)灌漿，對(duì)于灌漿孔位附近的地表面出漏的則需要封堵表面出漏點(diǎn)24h后重新掃孔灌漿。

2.3.3孔口返水較大的問(wèn)題在灌漿過(guò)程中出現(xiàn)因孔口返水較大無(wú)法用灌漿塞封堵時(shí)，可在灌漿塞的止水橡膠周圍纏繞若干海帶，在封堵過(guò)程中海帶持續(xù)遇水膨脹，有較好的封堵效果。

3結(jié)語(yǔ)

在新疆阿勒泰市烏拉斯特水庫(kù)工程中采用帷幕灌漿，大壩壩基以及左右壩肩的檢查孔在灌漿后鉆孔取芯時(shí)有較多水泥結(jié)石在巖芯中，檢查孔的呂榮值符合設(shè)計(jì)要求，壩后滲流明顯減少。

參考文獻(xiàn)

［1］樊忠其．水利水電工程灌漿施工技術(shù)與質(zhì)量控制［J］．住宅與房地產(chǎn)，2017(18):290

［2］魏靜．水利工程施工中帷幕灌漿技術(shù)探析［J］．現(xiàn)代物業(yè)(中旬刊)，2018(2):167

作者：溫青山 單位：水利部新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院