控制性灌浆在土石围堰防渗中的应用

【摘要】土石围堰具有结构简单、施工快捷、可就地取材、造价较低等优点而广泛应用于水利工程建设中。但是，土石围堰结构空隙大，基本上没有抗渗能力，若不采取防渗措施，那么围堰内外的水位几乎一样，严重制约工程的正常施工。因此，土石围堰的防渗尤为重要。以下笔者结合工作实践经验，就控制性灌浆在土石围堰中的应用进行探讨。

关键词：土石围堰 控制性灌浆 防渗

中图分类号：TU473.5文献标识码： A 文章编号：

土石围堰主要由块石、片石、砾石等抛填而成，其结构空隙率大，基本上没有抗渗能力，因此，土石围堰的防渗尤为重要。文章对常用的几种防渗措施进行了分析，着重探讨了控制性灌浆在土石围堰防渗中的应用技术，以供交流。

1 几种常用的防渗措施

土石围堰常用的防渗措施有帷幕控制灌浆、防渗墙、高压旋喷注浆等，每一种方法都有其各自的特点及适用范围，在选用时应该遵循经济合理、适用、效果最佳等原则。

（1）控制性灌浆。该法的优点是工期短、成本低、防渗效果显著。其灌浆顺序为由上而下，浆液有单液与双液，主要是通过控制浆液的凝固时间来控制浆液的扩散范围，对于渗漏严重的土石围堰可以采取群孔灌浆，可以快速的形成一个较为完整的防渗帷幕。

（2）防渗墙。虽然防渗墙的抗渗效果最为理想，但是其施工周期长、费用较高。而土石围堰一般都是临时阻水结构，抗渗墙拆除工作量大，其爆破拆除对主体结构的安全会造成不利影响。

（3）高压旋喷灌浆。土石挡水围堰一般都是采用块石、片石、砂砾石、粘土等材料填筑而成，而河床覆盖层又是砂砾层，其孔隙率大、透水性强，若采用高压旋喷灌浆，浆液很快就会被水流稀释冲走，因此其效果不理想。

2 帷幕控制灌浆方案设计

为了增强土石围堰的防渗性能，为基坑施工提供一个无水作业环境，对土石围堰采取控制灌浆帷幕，将围堰内外水位控制在设计要求范围内。根据相关的规范及工程实际应用实例，其归纳总结设计方案如下。

（1）孔位布局

当围堰体高度与覆盖层厚度之和小于20米时，可以采取单排两序孔，孔间距一般在80cm～120cm，同一序次孔的间距一般在1.6米至2.4米之间。钻孔应该要进入基岩0.5米～2.0米。当围堰体高度与覆盖层厚度之和大于20米时，应该沿着围堰体的轴线方向双排布孔，孔间距在80cm～120cm，两排孔间的距离为50cm～80cm，孔位呈梅花形布置。施工顺序为先下游后上游，钻孔进入基岩1.0米至5.0米。

（2）灌浆段长及各段灌浆压力划分

根据钻孔深度及灌浆情况合理划分灌浆段，为保证灌浆的效果，对灌浆介质变异带或集中渗漏带，应该缩短灌浆段长。灌浆段长及灌浆压力划分具体见下表：

（3）灌浆浆液配比及变换原则

控制性注浆帷幕一般都采用混合浆液，其中以水泥浆为主，水灰比一般为0.5。如果某一个孔段的注浆量超过400L，而注浆压力及注入率无明显变化，应该添加外加剂对浆液进行控制。外加剂的添加量应该根据施工具体情况确定。

（4）终止灌浆的标准

应该根据实际施工具体情况来确定是否终止注浆，一般可以根据注浆压力及注入率来进行控制。一是注浆压力达到设计值，注入率小于3L/min时，再灌注30分钟便可终止；二是注浆压力达到设计值，注入率小于1.0L/min时，再灌注15分钟便可以终止注浆。

2帷幕控制灌浆施工技术

2.1 灌浆施工流程

（1）测量放线，将孔位定好，然后将注浆管预埋。

（2）钻灌施工顺序：

单排两序防渗帷幕控制灌浆：先完成先导孔、Ⅰ序孔或集中渗漏段的孔钻灌；再进行Ⅱ序孔的钻灌。Ⅱ序孔可以在Ⅰ序孔钻灌深度超过一个段次后再开孔。

双排两序帷幕控制灌浆：首先完成下游侧的Ⅰ序孔、先导孔或集中渗漏段的孔钻灌；再钻灌下游侧的Ⅱ序孔；然后钻灌上游侧的Ⅰ序孔；最后完成上游侧的Ⅱ序孔。同样，下、上游侧的Ⅱ序孔可以在Ⅰ序孔钻灌深度超过两个段次后再开孔。对于集中渗漏区域可以先采用不分序群孔控制灌浆，然后再按照次序加强灌注。

（3）由于帷幕灌浆属于隐蔽工程施工，不确定因素比较多，若实际施工中发现灌浆效果不理想，应该根据实际情况进行加密孔灌浆，或者调整灌浆次序，以达到防渗的目的。

2.2 单孔施工技术

（1）造孔

首先按照设计图纸将孔位测放准确，并用木桩配合钢钉进行定位。然后采用地质钻机钻进造孔，尽量采用干钻或者少量粘稠液体护壁钻进，钻头根据底层情况而定，一般可以采取Φ91mm或者Φ75mm钻头。钻孔时应严格控制孔位位置，将孔位偏差控制在10cm内。钻孔过程应该派专人将钻进过程中出现的情况详细、真实、准确的记录。

（2）灌浆施工

钻段完成后应该及时灌浆，防止因空置时间过长而塌孔。采用孔内下射浆管从上到下分层灌注，射浆管底口一般距离孔底30cm～60cm。灌浆完成后，应该根据本段钻孔的具体情况来分析，确定是否需要做待凝处理，若不需要则立马进行下一层钻灌施工。应该让灌浆压力尽快达到设计值，但是，在注入率大于30L/min时，应该逐步分级加压。灌浆过程也应该连续进行，不得中断，并做好灌浆记录。

（3）特殊状况的处理

由于种种原因，在钻灌施工过程中，可能会出现冒浆、串孔等一些不正常问题，应该果断采取有效的措施进行处理。以下笔者介绍几种常见的异常状况的处理措施：

①地表及孔与孔之间串浆。在施工过程中若发现出现串浆现象，可采取以下措施处理：第一，降低灌浆压力，减小注浆的流量，采取间歇性灌注；第二，待凝，间隔待凝12～36小时以后，再进行扫孔灌浆；第三，在浆液中加入水玻璃、速凝剂等，加快浆液的凝固；第四，将串浆的两个孔进行并灌处理，或者将被串孔封闭后继续灌浆，终止灌浆后将被串孔扫孔重灌。

②冒浆（围堰漏浆）处理。其处理方法与串浆类似，可以采取增大浆液的浓度、加入速凝剂、降压、降流等办法。

③特大耗浆量孔段或空腔的处理。采用填砂浆方法处理及双液控制灌浆, 或采用灌注浓浆加入适量外加剂、间歇、待凝, 待凝时间应达到12h以上。当需要加入速凝剂或灌注砂浆时, 其具体方法和要求根据施工情况确定。

3效果检测

灌浆结束14天后，便可对帷幕控制灌浆防渗效果进行检测。检测方法主要有声波检测法，变形模量检测法，注水试验检测法，取芯、压水试验检测法，基坑抽水试验法等。根据施工现场的具体情况，选用其中任何一种方法都是可以的。

4结束语

实践证明，控制性灌浆防渗效果比较理想，施工速度快、造价低，广泛应用于土石围堰防渗施工中。但是，由于灌浆帷幕属于地下隐蔽工程，不可预见、不确定因素多，这就要求我们加强每一个环节的控制，确保其施工质量，为基坑施工提供一个无水作业条件。

参考文献：

[1] 杨青松,刘静. 思林水电站土石围堰灌浆施工技术[A]. 地基基础工程与锚固注浆技术：2009年地基基础工程与锚固注浆技术研讨会论文集[C]. 2009.

[2] 王昌文. 平远县富石水库土坝帷幕灌浆施工技术[J]. 广东水利水电. 2005(S1)

[3] 张德圣,吴诗勇,陈海明. 土石围堰综合防渗技术研究与应用[J]. 路基工程. 2011(02)