帷幕灌浆施工技术在坝体加固中的应用

摘要：帷幕灌浆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。本文主要介绍了帷幕灌浆的施工技术在坝体加固工程中的应用和质量控制。

关键词：帷幕灌浆；施工技术；应用

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1 工程简介

秋风岭水库位于广东省潮南区两英镇境内，属练江支流的秋风水系。主坝总长为1650米，坝体平均高度约20米，总库容6903万m3，水库兼顾防洪、灌溉、供水、发电等效益。在秋风岭水库坝体防渗加固工程中采用了帷幕灌浆施工技术，采用单排布孔，孔距1.5m，轴线与高喷防渗墙轴线相搭接，位于高喷轴线上游0.5m，顶高程48.0m与大坝坝顶高程相同。底高程入强风化层以下1.0m ,或者连续两段灌前简易压水试验达到小于3LU的深度为灌浆底线。

帷幕灌浆就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，经过胶结硬化后以提高岩基的强度，改善岩基的整体性和抗渗性。

2 施工方法

帷幕灌浆施工采用“坝体分段，单排布孔，分序钻灌，孔底注浆，全孔灌注，综合控制，少灌多复”的原则。浆液选用普通硅酸盐水泥浆，浓度由衡稀到浓，逐级改变。浆液的水灰比（重量比）采用5：1、3：1、1：1、0.8：1四级别。起始水灰比一律采用8：1，不取决于是岩石的单位吸水率ω的大小。施工按照布孔 先导孔钻孔 钻孔冲洗 灌浆 终灌 封孔的顺序施工。

(1) 先导孔，其目的是在施工时，检查设计帷幕底板线高程。在先灌排的第1次序孔中用1/3的孔做先导孔，分段做压水试验，压力3MPa，压水试验的稳定标准详见SL62-94《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》，压水试验的单位吸水率ω>0.03L/(min.m.m)时，应继续钻进，段长及施工方法同上，直到为止。待压水全部结束后，采用分段灌浆，每段长5m。

(2) 钻孔须按分序加密的原则进行。先钻Ⅰ序、后钻Ⅱ孔施工。当Ⅰ序孔灌浆浓度均达到10m时，Ⅱ序孔的钻灌工作才能开始。全部灌浆孔均镶注孔口管，孔口管孔径不小于73mm，孔口管长度为2.5m,镶注3天后方可开钻。灌浆孔开孔径为110 mm，其余孔径为56-46mm。先导孔孔径与灌浆孔相同，检查孔孔径为91mm。灌浆孔分段自上而下，第一段长2m，第二段2m，以下各段段长一般为5.0m，段长误差不大于20cm。 钻孔深度与设计孔深误差不大于20cm，每钻灌一段进行一次孔斜和方位角测量。

(3) 为提高灌浆效果，灌浆孔在灌浆前进行严格的孔壁冲洗与裂隙冲洗，孔内沉积厚度不得超过20cm。孔壁冲洗采用钻杆通入大流量水流至孔底直至回水澄清并延续10分钟，但总的冲洗时间不宜少于30min。裂隙采用压力水冲洗，冲水压力为灌浆压力的80％左右，该值大于1MPa时，采用1MPa。岩石裂隙冲洗后24小时内应灌浆，否则应重新洗孔。

(4) 浆液采用425#硅酸盐水泥，其细度要求通过4900孔/cm2标准筛的筛余量不大于5%。采用采用强制式搅拌机集中制浆及输送浆系统，灌浆泵的排浆量和拌和容量满足灌浆吸浆量的要求，选用双层立式拌浆桶装置并安设过滤网。在整个灌浆过程中，保持迅速、均匀、连续地拌和浆液。

(5) 灌浆采用“自上而下，分段钻灌，小口径钻进，孔口封闭，不待凝浆液孔内循环的高压灌浆”工艺。射浆钻杆距孔底不得大于50m。灌浆前要先确认：帷幕区及附近的溶蚀通道已封堵完毕；变形观测系统已经设置，并能进行观测；回填灌浆已经完成。施工时，孔口第一段至第三段灌浆压力分别为1Mpa、1.5Mpa以下各段为1.5Mpa至终孔，第四段开始，灌浆压力应尽快升至设计规定值，若遇到吸浆量大等原因，不能立即升到设计压力时，应遵循表吸浆量控制灌浆压力。灌浆时，当灌浆压力保持不变，吸浆量均匀减少时；或吸浆量不变，压力均匀上升时，灌浆应继续进行，不得改变水灰比。

变浆标准：当某一级水灰比的浆液灌入量超过400L/min时,而注入率或灌浆压力均无改变或改变不显著时,应改浓一级浆液灌注。当改变水灰比之后，如压力突增或吸浆量突减，应立即查明原因。

(6) 当灌浆孔的吸浆量不大于0.4L/min，且持续时间不小于1小时，并且达到设计最大灌浆压力的持续时间不小于1.5小时，即可认为灌浆结束。经反复轮注后，浆体厚度达到设计标准20cm。如连续三次不再吃浆或坝顶连续三次冒浆即可终灌，直观上要以饱、满、实为度。灌浆结束后，随即将灌浆孔清理干净用水泥砂浆填实。

3 注浆殊情况的处理

在注浆过程中，有时会遇到冒浆、串浆等一些特殊情况，对这些情况的处理往往需采用一些特殊的方法。

灌浆常见问题及处理办法

4 质量检查及结果

灌浆质量检查，以检查孔压水试验成果为主，结合对竣工资料和测试成果的分析，综合评定。检查孔的数量为灌浆孔总数的10％，一个坝段或一个单元工程内，至少布置一个检查孔。帷幕灌浆检查孔压水试验应在该部位灌浆结束14天后进行。检查孔的取芯，其压水试验检查合格率应在90%以上。

本工程中，在代表性地段布置了专门检查孔，从检查孔取出的岩芯观察到：整个孔段均有水泥结石且充填密实，张开裂隙中见水泥结石脉，细微闭合裂隙均被水泥膜充填，水泥与裂面胶结紧密，形成整体，结石较致密，强度较高，水泥浆在岩体裂隙中已充分渗透扩散，对各种大小裂隙进行了封堵，有效抑制了坝基的渗漏。

参考文献：

[1] 《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62-94 [M]. 北京：中国水利电力出版社，1994.