帷幕灌浆施工技术在水库大坝基础防渗加固处理中的应用

【摘 要】 帷幕灌浆是具备很强实用性的一种渗漏处理技术，也是处理大坝基础的关键所在，为了保证工程质量，使帷幕灌浆技术应用在水库加固除险中具备的重要作用得到充分的发挥，就需要具备科学合理的施工工艺，并且根据工程实际情况选择最佳的施工工艺。近些年来，帷幕灌浆技术已经被广泛的应用在水库防渗加固中。本文主要与工程应用实例相结合，对帷幕灌浆的施工工艺与其机理进行了简单的介绍，对灌浆效果进行了分析，并指出了在灌浆过程中需要特别注意的问题，从而使帷幕灌浆技术应用在水库大坝加固防渗中具备的积极意义得到充分的发挥。

【关键词】 帷幕灌浆 施工技术 水库大坝 防渗加固 应用

因为缺失地质勘探，致使大量的水库缺失坝基地质资料，不能及时的对坝基进行防渗处理，所以导致水库在蓄水运行之后，其坝基会出现严重的渗漏以及坝基扬压力严重超标等现象，这些问题的存在将会对大坝安全产生很大的影响。因此一定要选择有效的加固防渗措施对坝基进行处理。帷幕灌浆技术则是对大坝基础进行防渗加固处理的最有效的手段，在水库大坝基础内建造防渗的帷幕灌浆，能够有效的避免坝基渗漏，从而使坝基渗透维持稳定。本文主要对帷幕灌浆技术应用在水库大坝基础加固防渗中具备的作用进行了探讨。

1 工程实例

某水库的拦河坝大坝基础的砂卵石层具备的厚度为0.7米～ 6.3米，而砂卵石具有的最大粒径大于100毫米，其含有较少的泥量，透水性为中等到极强之间，在进行帷幕灌浆造孔的过程中，大量孔段存在着严重的循环液损失现象，甚至有些全部沿着孔底段砂石层或卵石层存在的空隙而渗漏，通过压水试验可知，其具备的最大透水率已经达到了817.3Lu。

2 帷幕灌浆的施工工艺与其机理

根据压水试验与钻孔可知砂卵石层具有的透水情况，用适宜的水灰比对水泥浆液进行配置，并通过合理灌浆压力进行控制，从而让浆液能在一定范围内得到扩散，同砂卵石层共同凝结成防渗体，并利用孔序加密与孔段加深等，使坝体基层和坝体防渗体间能够形成防渗帷幕。而坝基防渗的主要目的为对漏水量进行控制，使之保持在不能破坏坝基的范围，从而保证水库可以长期安全稳定的运行。基于大量的工程都是三级以下的堤坝，所以，防渗标准往往能够对透水率进行确定，其透水率不超过10Lu。

2.1 施工参数

第一，段长与孔深。第一段需要进入到砂卵石层内1米～2米，而以下段的段长应该控制在2米～3米。同基岩进行接触段需要进入基岩0.5米的距离，但不应该超过2米，能够按照该段所含有的砂卵石层厚度进行确定。其基岩段灌浆需要根据相关的坝基岩石灌浆需求进行。

第二，孔距。按照防渗需求与在砂卵石层中水泥浆液的流动情况，其孔距应该为2米。

第三，排距和排数。灌浆排数需要按照坝基砂卵石层渗透性以及厚度，并通过试验进行确定。如果单排灌浆未实现预期效果、覆盖层厚度偏度以及透水性较强时，需要增加排数，其排距应该为1.5米。

第四，孔序与排序。对于双排帷幕，应该先对下游侧排进行施工，再对上游侧排进行施工；而为了防止灌浆过程中相邻的孔出现窜浆现象，每排灌浆可以分成三个序次进行钻灌，先对一序孔进行施工，再对二序孔进行施工，最后对三序孔进行施工，如果前序没有结束，则不能进行后序施工。

第五，控制压力。对于土坝坝基，其一序孔与二序孔的最大压力则是上部盖重。因为心墙底部具有的土质往往较差，而接触段含砂卵石与心墙土等介质，在进行灌浆的过程中应该严格的对压力进行控制，避免出现心墙劈裂现象，所以应该按照先导孔试验对适宜的灌浆压力进行控制，往往采用0.8P。因为经过了一、二序孔的施工，可以适当的把三序孔灌浆压力提高，而每段灌浆压力也应该在一、二序孔灌浆的最大压力前提下提升0.02MPa～0.05MPa，这样的话更加的有利于浆液扩散，从而对灌浆效果进行保证。而对于石坝坝基与混凝土坝基，其一序孔灌浆的最大压力应该为最大的设计水值，二、三序孔灌浆的最大压力应该在一、二序孔灌浆的最大压力前提下提升大约20%。

2.2 施工工艺

第一，造孔。其土坝造心墙的造孔主要选择“干取法”、“干钻法”与“干打法”，取土后需要保证套管能够及时的跟进，从而实现止浆止水的作用；而砂石卵层的造孔主要选择金刚石单管钻头清水钻进，在造孔时的需要对进水量进行控制，从而避免孔周砂卵石出现塌落。如果出现塌孔，需要使用弹簧钻头对孔内掉块进行打捞以及干钻造孔，而如果经过多次打捞仍不能达到设计段长，则需要立即对此段进行灌浆处理，并且下第二层的套管。

第二，洗孔。砂卵石层段，如果存在回水情况，当回水逐渐清澈以后，需要再洗十分钟才可以结束；如果无回水情况，也需要冲洗十分钟再结束。

第三，压水试验。其每孔灌浆段都需要进行20分钟的压水试验，其压力需要是灌浆压力的75%。如果每分钟流量超过30升，则可以适当的使测试时间缩短。

第四，灌浆方式。帷幕灌浆往往选择孔口封闭法，其自下而上分段与循环式进行，其射浆管与孔底间的距离需要低于50厘米。坝体混凝土与基岩接触位置的灌浆段需要先单独进行灌浆，并待凝。其接触段在岩石内长度需要低于2米。

第五，封孔。所有孔灌浆完毕，待凝结束后，应该把其孔内积水掏尽，混凝土与基岩选择浓水泥浆，而粘水心墙选择粘土封孔。帷幕灌浆施工工艺流程如图一所示。

3 灌浆效果分析

帷幕灌浆效果分析，采取各序孔与各排的灌浆前透水率以及灌浆材料的统计、蓄水后的坝基出现渗漏情况以及孔检查压水试验等实施评判与分析。具体分析如下。

水库总容量为1392万立方米，其主坝是砂壳粘土心墙坝，其坝高为17米，而坝顶长为275米。坝体的加固防渗选择套井回填粘土。由于坝基具备较强透水性的砂卵石层，进行套井施工的过程中，其底部有大量涌水出现，导致出现塌孔，从而使套井不能入岩同岩基形成有效的防渗闭合圈，所以需要使其维持在砂卵石层0.5米～0.8米的位置。此工程帷幕灌浆需要完成146个孔，而下游排为32个，上游排为114个，而砂卵石层一共灌浆320米，其基岩段灌浆为761米，总灌浆为425段。

通过压水试验可知透水率，如表1。从表中可知，帷幕灌浆随着孔序与排序的增加以及孔距的不断加密，其中上游排透水率小于下游排，则表明实施下游排施工，其灌浆效果较为明显。

4 灌浆过程中需要注意的问题

第一，加固防渗施工应该选择枯水季节，在灌浆施工过程中，特别对一、二序孔施工的过程中，其水库水位需要尽量保持低水位，从而使上下游水位差降低，并使坝基透水层具有的水流流速降低，从而使浆液流动不会对灌浆效果产生更大的影响。

第二，段长控制需要按照钻孔情况及时的进行调整。在进行钻孔的过程中，一旦发现塌孔较多以及循环液流失而大量涌水与难以成孔时，需要立刻停止钻进，实施灌浆。如果仅存在少量渗漏，则能够适当的把灌浆段延长；而如果钻孔较为顺畅，且渗漏较少，则能够全孔一次灌浆，从而便于把主要时间与精力放在对强渗漏点进行寻找中。

第三，为了便于水泥浆液的加快凝固与扩散，灌浆适合选择超过42.5级的水泥，如果有必要的话，还需要选择使用超细水泥与地勘水泥等，或者是掺用水玻璃的材料。在同一个帷幕中，按照透水性的不同，还可以应用超细水泥、地勘水泥与普通的硅酸盐水泥等所组成的灌浆。但是在灌浆前，需要在现场对各种水泥材料间进行对接试验，以此对其具备的胶结可靠性进行确认，并确保强度满足需求，从而避免由于水泥间脱开出现渗漏通道，并有效的避免坝基渗漏，从而使坝基渗透维持稳定，进而确保水库能够安全运行。

5 结语

综上所述，帷幕灌浆技术作为水库大坝基础加固防渗的重要手段，是一种实用性很强，应用范围较广的工程技术，对确保水库能够安全运行具备着至关重要的作用。大量的工程实际应用的案例可知，通过对各道工序施工技术进行严格控制，其帷幕灌浆对于加固防渗具备着明显的效果，使工程中存在的一些问题得到了很好的解决，并充分的对其自身具备的一些明显的特征进行了体现。此外，在水库大坝基础内建造，能够有效的避免坝基渗漏，从而使坝基渗透维持稳定，并确保水库能够安全运行。

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