大坝帷幕灌浆技术初探

摘要：大坝渗透通常是指水体向围护区以外渗流而产生水量漏失的现象,这种现象对土石坝的稳定性影响极大,会造成坝基或坝体土的渗透导致坝体变形，因此必须采取防渗施工技术保证水利工程的质量与安全。本文分析了大坝渗水形成及原因，提出了大坝防渗的帷幕灌浆技术。

关键词：大坝；帷幕灌浆；防渗

Abstract: dam infiltration, often referred to as outside the containment zone water seepage caused water leakage phenomenon, this phenomenon has enormous influence on the stability of earth dam, will cause the dam foundation and dam soil infiltration leads to dam deformation, therefore anti-seepage construction technology must be taken to ensure hydraulic engineering quality and safety. Dam and water seepage are analyzed in this paper, the dam seepage control curtain grouting technology is proposed.

Key words: the dam; Curtain grouting; Seepage control

中图分类号：TV543+.7文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

前言

渗透破坏是指坝基下的渗透水流造成的岩土体中的某些颗粒移动或颗粒成分及结构的改变。在渗流作用下堤坝的抗剪强度会不断降低,逐渐会使一些部位产生不均匀的变形、裂缝和下滑,最终导致堤坝的变形破坏。因此在进行水利工程的施工时，最好采取防渗漏措施，保证工程安全。当坝体存在渗漏危害时，及时采取措施进行大坝的加固。当前大坝加固的施工技术包括防渗墙、劈裂灌浆、帷幕灌浆、水平铺盖防渗等。在实际选择中应根据不同大坝自身条件的不同，采用不同的方法，制定出针对性的方案和应对措施，保证施工质量，有效防止渗漏。在这里笔者将重点介绍的是帷幕灌浆技术在大坝加固中的应用。

一、大坝渗水形成及原因

1、大面积渗水

水利工程的大面积渗水位置一般发生在工程的底板位置。产生这一现象的原因主要有以下两点：（1）基坑水位控制不合理：工程施工时，为了赶工期，在没有机械排水、工程地基水位淹没垫层的情况下，依然进行混凝土浇筑施工，导致混凝土含水量过大，工程质量不合格产生渗漏。（2）混凝土施工操作不合格：在混凝土施工中由于混凝土的搅拌不均匀或者是混凝土铺设过程中振捣不到位，导致的混凝土质量低劣、产生孔隙造成工程出现大面积渗漏。

2、施工缝

水利工程中往往需要大面积进行混凝土施工，而人力操作不能保证施工面的完整性，将整体划分为几个区域进行连续施工，这就造成了几个不同作业面之间的密合问题，产生的人为缝隙就成了水利工程防渗的薄弱之处。在对混凝土缝隙进行密合施工时，要将缝面清洗干净，以防杂物掺杂引起的工程质量问题。混凝土模版对接不严密、支撑不坚固造成混凝土施工时出现跑浆现象，容易时混凝土表面出现“蜂窝”从而导致渗水。

3、变形缝

水利工程施工时如果不注意固定止水带，造成止水带位置偏移，就很容易形成变形缝的渗水问题。

4、穿墙管

工程前期施工留下的各种管线通道或是辅助设施孔洞如果不注意填堵和振捣加实，就给渗漏问题的产生留下了隐患。

二、帷幕灌浆技术在大坝加固处理中的应用

帷幕灌浆是把一定配合比的具有流动性和胶凝性的浆液，通过钻孔压入岩层裂隙中，经胶结硬化后提高岩基的强度，改善岩基的整体性和抗渗性。20世纪以来，帷幕灌浆一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段，对保证水工建筑物的安全运行起着重要作用。我国常采用孔口封闭灌浆法，随着二滩、小浪底工程的建设，国际上一些高效率的施工方法，如GIN灌浆法、自下而上纯压式灌浆法等引进我国，促进了我国灌浆技术的发展。帷幕灌浆施工工艺在此不多做介绍，重点介绍施工中的质量控制要点与常见问题预控。

（一）帷幕灌浆质量控制要点

1、清水造孔与下套止水止浆

为保证灌浆质量，在基岩和砂砾石层灌浆均采用清水造孔。目前基岩采用清水造孔技术已相当成熟，而传统的砂砾石造孔和灌浆工艺难以保证灌浆质量。

2、 灌浆压力

灌浆压力是控制灌浆质量的重要因素。压力过小，影响灌浆扩散半径，不能形成连续的帷幕；压力过大，会使裂隙扩大或引起岩体抬动变形而形成新的裂隙，反而破坏了岩体的完整性，尤其在接触段灌浆时，压力过大会导致坝体劈开。因此在灌浆过程中要控制好灌浆压力，根据不同的地层和先期灌浆孔的吸浆量，及时调整灌浆压力，增加水泥灌入量，保证灌浆工程质量。

3、灌浆材料

根据地层的渗透性，选择合适的灌浆材料能提高灌浆效果。目前有普通水泥、地勘水泥、磨细水泥和超细水泥。帷幕灌浆一般采用普通水泥；有特殊要求时，可采用磨细水泥或超细水泥，能扩大灌浆扩散半径，增加水泥的灌入量；在动水位、透水性大的地层可采用地勘水泥，能防止灌浆扩散半径过大，有利于帷幕的成幕。

4、对于基岩地基灌浆，在实际施工中如果不进行控制，接触段灌浆段长往往会超过2m。这样做看似对灌浆质量影响不大，容易忽视，实际对灌浆质量是有很大影响的。根据多年施工经验，坝基渗漏问题主要在接触段，施工过程别要控制好接触段的灌浆质量。一般情况下，灌浆段长度控制在5m左右为宜；如遇破碎带或裂隙发育不均一段，则应缩短到3m左右；如遇集中渗漏带，应单独分段灌浆，这样才能保证灌浆质量。

5、临界水灰比

浆液在变级过程中，当浆液变浓一级后单位时间吸浆量明显变小，变浓前一级水灰比就是临界水灰比。为保证灌浆质量，尽量扩大吸浆量，在灌浆过程中对临界水灰比进行分析，确保浆液变级的合理性。当浆液达到临界水灰比时，尽可能的多灌入此浓度浆液，能有效提高灌浆质量。

（二）大坝帷幕灌浆施工中常见问题及预防措施

1、漏浆

由于受到地下水流动的影响，地上形成了通道与灌浆孔相通，从而出现了漏浆现象，造成浆液孔内裂缝难以灌入，浆液流失，不仅导致浪费，同时在很大程度上影响了灌浆的质量。因此，在钻进过程中，必须对大裂缝或溶洞做好记录，灌前投入泥、砂等来堵塞漏道。

2、灌浆中断

在施工过程中，由于灌浆管堵塞、破裂，或者由于停水、停电而造成灌浆中断，从而导致吸浆量在中断后明显减小，甚至出现不吸浆的现象，影响了灌浆效果。此外，由于灌浆不合要求，需要重新扫孔，在很大程度上延误了工期。如果中断时间很长，止水固于孔内，起拔困难，会造成事故发生。因此，必须采取相应的预防措施来解决灌浆中断的问题。在选择材料上，必须选用性能优良的灌浆设备，保证在规定的最大灌浆压力下可以长时间的连续运转。同时还应选用符合要求、连接牢固，在使用前保证无堵塞、无破损的输浆管材，以保证灌浆顺利进行。

3、孔洞之间的串浆

由于坝上松散，岩层裂缝发育并相互串通，从而使灌浆孔与相邻的孔之间存在直接或间接的相同，造成串浆现象。灌浆路堵塞或压力表失灵造成判断不准确，导致灌浆压力超大，孔洞之间随着压力的挤压导致串浆。串浆会造成灌浆无法继续进行，不仅影响工期，浪费灌浆材料，同时也会影响灌浆的质量。因此，必须加大孔序之间的施工间距，邻近的钻孔灌注一天后再进行附近的钻孔。同时还可采取压力从小到大逐级增加的方法，直到达到设计压力。此外，必须保证管路通畅，仪表准确，使压力均匀平稳。

4、灌浆孔斜

在灌浆施工中，由于技术条件达不到要求或操作方法不当会造成灌浆孔斜，从而加剧了孔内坍塌，甚至会造成卡钻、埋钻现象。对此，必须保证钻机安装水平牢固，孔口管必须满足要求，在孔较深以后，必须要注意钻压的调整，发现问题要及时纠正，在进行深孔帷幕的钻孔中，还应对孔斜及时测量，以便准确掌握钻孔倾斜情况，并进行及时处理。

结束语

针对大坝存在的渗漏问题，在施工过程中合理应用帷幕灌浆施工技术具有重要的意义。从我国当前帷幕灌浆的成果来看,帷幕灌浆在大坝加固施工过程是可控的,能够使岩体的各方面性能都得到了提高,大坝挡水防渗处于受良好工作状态。

参考文献

[1] SL38-92 08.水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准（七）碾压式土石坝和浆砌石坝工程 .

[2] DL/T5148-2012.水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[S].北京:中国电力出版社,2012.

[3] SL31-2003.水利水电工程钻孔压水实验规程[S].北京:中国电力出版社,2003.

[4]刘佳云．水利工程建设施工技术的探讨[J]．中国新技术新产品，2010（4）．

[5]黄成其．探讨防渗墙混凝土施工工艺及质量控制[J]．中小企业管理与科技（下旬刊），2010（2）．

[6]李晓丽,荆亮.水库土石坝渗漏控制措施分析[J].科技咨询导报.2007(21).

[7]王振方,周春海,周淑杰.化学补强技术在水库工程维修中的应用[J].水利科技与经济.2006(07).

[8]毛地卫，戴建龙．水利工程中几种常用的堤防防渗施工技术[J]．今日科苑，2010（6）．