帷幕灌浆技术在水库坝基防渗工程应用

摘 要：随着我国综合国力的提升和社会经济的发展，国家对水利水电工程建设投资力度不断加大，进一步明确了水利水电作为国民经济基础产业的显要地位。也正是因为它一系列的原因，使得水库坝基的防渗工程显得更为重要，水库工程建设中对其施工要求也越来越高。本文主要介绍了一种新型的工程施工技术——帷幕灌浆技术，在对其基本施工要素进行分析的基础上，探讨其在水库坝基防渗工程中的应用。

关键词：水库坝基；防渗工程；帷幕灌浆技术

自20世纪以来，帷幕灌浆一直是水工建筑物地基防治处理工程中最常用的技术，对维护水工工程的安全性起到了非常重要的作用。在闸坝的岩石或是砂砾石地基中运用灌浆搭建防渗帷幕的工程就是帷幕灌浆技术。在具体的施工过程当中，帷幕顶部与混凝土闸底板或是与坝体相连接，底部应深入到相对来说不透水的岩层，以减少对地基中地下水的渗透。

1 帷幕灌浆造孔

由于帷幕灌浆钻进时一般不需要采取岩心，因此施工单位现在多采用风动潜孔锤的方法进行钻进。因风压由供风设备和操作人员所控制，因此在浅层钻进灌浆时出现如下问题：有的地层由于风压大于岩石的强度而引起岩石的风力劈裂造成灌浆时不必要的水泥浪费；洗孔时洗孔压力小于风压发生岩屑堵塞隙而误认为此段地层不吸浆：病险水库防渗进行灌浆时穿过坝体进入基岩由于风压过大引起坝体变形等。

2 帷幕灌浆方式

帷幕灌浆技术有纯压式和循环式两种，在实际工程的施工过程当中，应优先采用孔内循环法进行灌浆作业。循环式的帷幕灌浆方式就是把浆液压入钻孔后，只有一部分进入到岩层的缝隙中，另一部分则途经回浆管路返回到拌筒中，使浆液始终保持着循环流动的状态，有效的避免了泥浆的沉淀，提高灌浆效果。

在实际施工过程当中，为保证剩余的浆液能顺利流向钻孔底部而不出现在孔中沉淀的现象，在射浆管插进钻孔时，应该注意离孔底的距离在50cm以内。这种方式在优胜段顶堵塞法时的栓塞结构比较复杂，操作也相对繁琐。随着孔深的增加，施工难度也相应提升，经常出现"埋射浆管"等状况，不利于在孔径小于65cm的钻孔中作业。

与循环式灌浆不同的是，在进行纯压式灌浆时，浆液进入钻孔后便不再返回灌浆泵，除了被地层中的空隙吸收的部分外，其余的部分都留在了钻孔中，因此为了剩余的浆液能够循环回来得到两次人循环利用，需要在灌浆孔外和灌浆泵附近要装上一根回浆管。

3 帷幕灌浆施工

灌浆施工的施工次序原则是先疏后密，施工过程中再进行插补的方法，即逐序地缩小孔距的施工方式。这种灌浆施工方法的优点是浆液能够逐渐增加其密度，促进灌浆帷幕的完整性、连续性，提高浆液结石的密实性，逐渐提升灌浆压力，便于浆液的扩散。另一方面，使用这种灌浆施工方法还能有助于施工人员在施工过程中更加精确地探明施工场地的地质情况，及时有效的调整和更换设计与施工规划，避免邻孔的窜灌现象，促进工程施工工顺利进行。

3.1 帷幕灌浆施工次序

大坝基岩防渗帷幕通常是由一排孔、两排孔或三排孔构成，三排孔以上的较少。在基岩内有地下水活动或在有水头压力的情况下，排序施工可按下面原则进行：有两排孔组成的帷幕，先灌下游排，再灌上游排；由三排孔或多排孔组成的帷幕，先灌下游排，再灌上游排，最后中间排。在基岩内无地下水活动，对于两排孔组成的帷幕没有排序的要求，对于三排孔或多排孔组成的帷幕，先灌两边排，最后灌中间排。

3.2 帷幕灌浆施工方法

灌浆方法的选用主要是根据工程的地质条件、工程的设计要求及钻孔的情况定的。对于灌浆孔本身来说，灌浆方法可以分为两类，一是全孔一次灌浆，二是全孔分段灌浆。灌浆孔或灌浆段的施工工序一般是：钻孔冲洗一压水试验一灌浆一封孔。全孔一次灌浆，就是一次成孔，一次灌浆。这种灌浆方法比较适合与地质条件良好，岩石较完整，漏水较小的情况。全孔分段法又可分为自上而下分段法，自下而上分段法，综合分段法，孔口封闭自上而下灌浆法。

3.2.1 自上而下分段法。该方法具体的做法是先做上部第一段的钻孔和灌浆，然后做下一段钻孔和灌浆，逐段进行，直到灌浆完毕。该方法的优点是：一是不会产生绕灌浆塞的反浆现象，由于灌浆是从上到下，堵塞了上串裂隙，增大了强度，加之灌浆塞安装在灌段的底部，比较容易将孔隙堵塞严密；二是随着灌浆施工的的深入，各段的灌浆压力能够逐渐加大；三是计算的干料量准确.压水试验成果准确；四是灌浆的质量比较好。由于以上优点，该方法适用于岩石破碎.节理.裂隙发育.渗漏严重的地质条件，广泛运用于当今的水利水电工程中。该方法的缺点是：一是每段灌浆后要有待凝时间，工期相对较长；二是钻孔和灌浆需交替进行，工序有交叉，比较费时；三是容易造成孔斜。

3.2.2 自下而上分段法。该方法是先将一孔连续钻到设计深度，然后自下而上逐段进行灌浆。该方法的优点是：一是灌浆段之间不需要待凝，节省了时间；二是由于该方法将钻孔和灌浆工序分开，减少了钻灌之间的交叉，使机械的利用效率和施工速度提高较大。

3.2.3 综台分段灌浆法。该方法是以上两种方法的综合。这种方法适用于地质条件比较复杂，钻孔较深的情况。

3.2.4 孔口封闭自上而下灌浆法。该法就是将孔口封闭器安设在孔口，自上而下分段钻进，逐段灌浆并且不待凝的一种分段灌浆方法。

4 帷幕灌浆压力

作为控制和衡量灌浆质量的一项重要指标，灌浆压力与钻孔的深度、岩层性质以及灌浆段有有没有压重等因素都有着直接关系。当遇到吃浆量比较大的地层时，要尽量在低压或无压状态下进行灌浆，在此过程中应控制好注浆率，其速度不宜过快；当地层吃浆量相对比较小时，就应该尽快将压力上升到施工的标准范围内，因为长时间在低压下进行灌浆作业并不利于整个工程的施工。

5 浆液的变换

一般建设施工过程当中，灌注浆液的调配应该是由稀到浓的逐级过程。水泥的细度模数、颖物大小、浆体本身的稳定性都是岩体可灌性的决定性因素，在实际的施工过程当中，应该根据施工场地的地层情况来选择合适的灌浆比级。

结束语

作为水工建筑物地基防渗处理施工中的最常用手段，帷幕灌浆材料主要包括水泥浆、水泥黏土浆及化学浆液等。水泥浆不仅施工效果可靠，且具有对灌浆设备和灌浆工艺要求不高、材料成本低等优点；水泥黏土浆的优点也是成本比较低，但缺点是强度不够，一般都是用于砂砾石层的防渗灌浆或是要求相对较低的岩基灌浆施工工程中。化学浆液的成本比较高，一般不会轻易采用，只在特殊情况下才会使用。随着我国综合国力的提升，各类型水工工程会陆续投入工程建设施工当中。作为最常用的水工建筑物地基防治处理技术，帷幕灌浆技术会在我国的水工建设领域发挥其越来越重要的作用，积极推动我国水工工程的发展。

参考文献

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[2]孙国强.洛川县银川河水库施工组织设计[J].甘肃农业，2008（8）.

[3]薄春，刘铁银.帷幕灌浆在关门山水库除险加固中的应用[J].黑龙江水利科技，2011（2）.

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