浅谈帷幕灌浆在水库除险加固工程中的应用

摘要：本文对帷幕灌浆在水库除险加固工程中的应用进行探讨和分析。土石坝坝基可采用帷幕灌浆进行防渗处理，帷幕灌浆施工质量可以通过检查孔的压水试验及测压管资料得以验证，只要选择合适的灌浆材料及合理的技术参数，严格控制施工工序，灌浆质量是有保证的，灌浆处理的效果比较明显。

关键词：帷幕灌浆;水库除险加固工程;应用

Abstract: in this paper, the curtain grouting reinforcement engineering problems in the reservoir of the application of the discussion and analysis. Earth dam can be used on the curtain grouting dam foundation seepage prevention, the curtain grouting construction quality can check the hole through water pressure test and gives material to validated, as long as the choice of appropriate grouting material and reasonable technical parameters, strictly control the construction process, grouting quality is guaranteed, grouting treatment effect more apparent.

Keywords: the curtain grouting; Reservoir reinforcement engineering problems; application

中图分类号： U445.55+2 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

由于历史原因，受当时的经济和技术条件限制，较早兴建的一些大、中、小型水库工程有些是在边勘测、边设计、边施工的工作方式下进行的，特别是一些小型水库，在来水量、流域面积、库容、坝基地质等情况均未调查清楚的情况下就动工兴建，造成工程质量差，防洪标准低，再加上管理工作跟不上，经过多年的运行，造成了大批的病险水库。阳江市近年来投入巨额资金对病险水库进行维修加固，使其发挥应有的工程效益。

二、土石坝常见的渗漏问题

土石坝渗漏一般可分为正常渗漏和异常渗漏。正常渗漏一般渗流量较小，不含土壤颗粒，对坝体或坝基不致造成渗透破坏;异常渗漏则往往渗流量大，比较集中，水质混浊，使坝体或坝基发生管涌、流土和接触冲刷等渗透破坏。

三、坝基帷幕灌浆的设计与施工

土坝坝基渗漏处理目前一般采用的方法有:混凝土防渗墙、帷幕灌浆、高喷、深层搅拌桩等方法。由于水资源比较宝贵，加上大多数水库分担着供水的任务，故在施工时，水库不能放空，而灌浆可在一定的水头下施工，且具有操作简便、投资相对较省、效果好等特点，是目前广东处理水库坝基渗漏常采用的方法之一。

1、防渗标准

目前广东设计的防渗标准一般为:砂砾 (卵)石q

2、灌浆帷幕的深度与范围

设计一般采用帷幕深入相对不透水层 (与帷幕防渗标准相等)以下5m，此种帷幕防渗效果最好。当相对不透水层埋藏较深、透水层很厚、水头作用小、渗径长、水力坡度和渗流量很小不至于造成渗漏破坏时，帷幕可以采用悬挂式。

3、灌浆孔的排数

根据作用水头的大小及工程地质条件决定灌浆孔的排数，一般基岩采用1排，当作用水头较大、或砂砾 (卵)石坝基及地质条件较差时，需增加排数。排与排之间的距离，一般为孔距的0.7一0.8倍。

4、灌浆孔的距离

灌浆孔距设计是否合理，将影响帷幕的造价。如孔距设计太大，帷幕难以形成;如孔距设计太小，会使后序孔在已被充填的有效范围内重复灌浆。根据坝基的地质条件及类似工程的经验，先定出接近合理的孔距，然后在施工中予以验证。在现场灌浆试验的基础上，通过资料分析，找出合理的灌浆孔距。

5、造孔

心墙造孔一般采用干打、干钻取土法，或先打入外套，再用钻具加小水量在套管内清扫，一般扫至离套管下档以上0.5 m。当遇到较大的碎块石套管无法打进时，用合金钻头进行低速、小水量钻进，钻穿碎块石后，提干孔内积水，套管及时跟进，避免水大量进人坝体。心墙与坝基接触部分土质由于受地下水影响，一般较软，而设计要求套管离心墙底部0.3—0.5 m，进行接触段灌浆，因此，在接触段造孔时，往往受钻进时水压力影响，使心墙受到破坏，从而影响灌浆效果。当套管下至离接触面一定距离后，用小一档口径的套管下至接触面，然后进行接触段造孔，灌浆段长达到后，把外套管硬打至离心墙底部0.3—0.5 m，拔掉内套管，下灌浆管路进行灌浆。上述方法，既保护心墙免受冲刷破坏，又避免套管在钻进时受钻杆敲打而松动，影响止浆效果。

砂砾 (卵)石层造孔采用合金钻头、金刚石钻头钻进，如沉砂过多，可用废合金钻头扫至孔底后，进行干钻，钻头因高温使砂泥结块，把沉砂封在套管里，从而达到捞砂的目的。起钻后迅速下灌浆管，造孔过程中，孔内泥砂处于悬浮状态，起钻后部分砂子开始下沉，时间越长，沉积孔底的砂子越多，增加下管难度。

6、灌浆

1）灌浆次序

3排帷幕，先灌下游排，后灌上游排，最后灌中间排。2排帷幕，先灌下游排，后灌上游排。帷幕灌浆一般在每排孔上分成3个序次施工，即按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔顺序进行施工，在前序孔未施工结束前，不得进入后序孔的施工。

2）灌浆方法

一般采用自上而下分段法，随着灌浆段的加深，橡塞位置也随之跟进，上述方法在基岩灌浆中比较容易控制。但在砂砾石层灌浆时，堵塞位置下移就较困难，往往因无法止水止浆，使橡塞返回心墙部位的套管内。随着压力的不断增大，造成心墙劈裂，使浆液大量进人心墙，不仅对大坝造成破坏，而且因灌浆压力无法提高，影响下部砂砾石的灌浆质量。因此当接触段灌浆结束后，把套管打入砂砾石层0.5 m左右，待凝后进行第2段造孔灌浆，保证接触段的灌浆质量。第2段灌浆结束后，下小一档的套管，要求下入砂砾石层2.0 m左右为宜。下套管前应注意冲洗外套管下档以上的水泥，防止两套套管因水泥凝结而咬牢，小一档套管最好在水泥初凝时打入，便于灌浆结束后起拔。由于有2.0 m左右砂砾石，即使提高灌浆压力，心墙也不会受到破坏，保证了灌浆质量。帷幕灌浆多数采用循环式灌浆，灌注硫铝酸盐地质勘探R型 (水泥地勘)时，由于该水泥凝结时间较短，宜采用纯压式灌浆。

3）灌浆压力

设计灌浆全压力一般采用P全=h X r±, h为坝顶到橡塞底部的距离，r±为坝体土土体容重。较早兴建的一些土石坝，由于坝基底部清理不彻底，未浇注混凝土进行基础固结灌浆，接触部位回填质量差，经过多年运行后，与坝基接触部位的心墙由于受地下水影响，含水较高，呈软塑状，造成灌浆压力过高时，容易使心墙产生劈裂。在三溪浦水库施工时，专门进行破坏性压水试验，一般在全压力达到0.38 MPa左右心墙产生劈裂，因此，接触灌浆压力不能完全采用上述计算公式，一般灌浆全压力控制在0.5 MPa以下为宜。砂砾石层灌浆也不是压力越大越好，一般控制在正常结束时水泥灌入量达到设计要求的扩散半径即可。不同水库的地质条件千差万别，最好在施工初期，进行不同灌浆压力试验，选择合理的灌浆压力。

4）灌浆材料

灌浆材料有粘土浆、水泥粘土浆、水泥浆、水泥砂浆等，各种材料各有自己的特性和适用范围。粘土浆、水泥粘土浆一般砂砾石层使用，由于凝结时间较长，加之因水资源紧张，水库不许放空，地下水流速相对较大，浆液容易被带走，所以使用比较少。

水泥有普通水泥、湿磨水泥、磨细水泥、地勘水泥等许多种，普通水泥使用比较普遍。湿磨水泥是水泥配成0.6:1的浆液后，用湿磨机进行磨细而成，然后配成不同比级的水泥浆液进行灌浆。磨细水泥是利用普通水泥直接进行磨细，颗粒比普通水泥细得多。湿磨水泥、磨细水泥主要用于透水率较小、地下水通道较分散的地层。地勘水泥具有凝结快、早期强度高、结石率高的优点，但温敏性较强，气温高时由于凝结速度过快，影响扩散半径。地勘水泥主要用于透水率较大的地层。

四、结论

土石坝坝基可采用帷幕灌浆进行防渗处理，帷幕灌浆施工质量可以通过检查孔的压水试验及测压管资料得以验证，只要选择合适的灌浆材料及合理的技术参数，严格控制施工工序，灌浆质量是有保证的，灌浆处理的效果比较明显。帷幕灌浆具有施工场地较小、施工方法简单、可在地下水位以下进行等优点，在当今水资源较紧缺，大多数病险水库都具有供水功能和较好供水效益，在水库不能放空的条件下，坝基帷幕灌浆进行大坝除险加固是一种较为经济实用的防渗处理方法。

参考文献：

[1]肖化文,江义兰,金蕾,曹去修.长沙坝水库除险加固设计[J].大坝与安全, 2008年01期,73-75