水库大坝帷幕灌浆施工技术的探析

【摘要】水库大坝的帷幕灌浆施工是大坝施工中重要的一步，帷幕灌浆的施工质量直接影响了水库的蓄水运行质量，是大坝结构安全稳定的保障。本文结合某水库大坝施工中发生渗漏的事故处理为例，本文概述了某水库大坝工程，对大坝帷幕灌浆防渗处理设计、大坝帷幕灌浆施工技术以及帷幕灌浆质量检查方法进行了探讨分析。

【关键词】水库大坝；帷幕灌浆；防渗；设计；施工；质量检查

在现代社会的发展当中，我国的水利工程建设的覆盖面越来越大，帷幕灌浆技术在水库大坝防渗漏施工中得到了广泛的应用，这就要求我们在施工中必须结合施工的实际情况，严格落实每一步的施工措施和流程，加强质量管理工作和质量检查工作的开展，从而保证帷幕灌浆施工质量。

1 水库大坝工程的概述

某水库大坝是均质土坝，有一些乡间农村的公路可以开往大坝，但是需要打造一条大约0.8km公路才可以接到大坝。水库以农田灌溉为主、渔业养殖效益为辅，这个水库对下游影响深远。枢纽建筑物包含了放水涵洞、大坝和溢洪道。现坝顶高程599～600m，坝基高程585m，最大坝高15m，坝顶宽度4.3m，坝顶长度42.5m，坝顶上游侧没有防浪墙，下游侧没有坝顶排水沟。大坝上游坝面由三段组成，下游坡面由两段组成，上下游坡面均是杂草丛生，坡面不规则。右侧坝肩有两座破烂的民房，左侧坝顶有放水涵洞的破旧管理房，下游坡脚无排水棱体。

2 水库大坝帷幕灌浆防渗处理设计

某水库建成蓄水以来，坝体、坝基、坝体与坝基、坝肩的接触带渗漏，且漏水量随时间的推移有逐渐加大的趋势，严重影响水库灌溉效益和大坝安全。故应对坝基、坝肩、坝体与坝基、坝肩的接触带进行防渗处理。针对大坝渗漏情况及漏水原因分析，经多方案比较，本次除险加固采取对坝基和左、右坝肩岩体采取帷幕灌浆防渗治理；对坝体和坝体与基岩的接触带采取充填灌浆治理。

2.1防渗标准。经大坝安全复核现场实测，坝体浸润严重，大坝背水坡坝脚一线及左坝肩渗水。大坝渗漏严重影响大坝安全，应对大坝和坝基、坝肩岩体进行帷幕灌浆处理，以提高坝体、坝基、坝肩的防渗能力。该坝属低坝，按低坝的防渗标准，帷幕下限的坝基岩石的透水率为准。

2.2帷幕线布置。帷幕线沿坝轴线布置，单排孔，孔距2.0m，帷幕线向左右两岸延伸15～20m，帷幕线长76.2m，共39孔。右岸超过溢洪道6个孔，至612.5m地面高程；左岸超过坝体8个孔，至612.6m地面高程。帷幕灌浆孔在坝体范围内兼作补强灌浆。

2.3帷幕灌浆材料及灌浆压力。帷幕灌浆材料基岩内采用425#普通硅酸盐水泥，水泥细度要求能通过80um方孔筛的筛余量不大于5%。坝体采用黏土水泥灌注，水泥重量占总重量的15%～20%。该坝属低坝，根据本坝的实际情况建议坝体灌浆压力控制在0.05～0.20MPa，坝体与基岩接触带为0.08～0.2MPa，基岩内灌浆压力控制在1.5MPa以内，灌浆压力可在灌浆试验的基础进行调整。

3 水库大坝帷幕灌浆的施工技术

3.1钻孔。以设计图纸为主要依据，对给定的孔位进行埋管以及钻孔，在施工中实际孔位偏差不大于10cm。钻孔遇到结构缝及基面建筑物时，局部孔位均进行适当调整。灌浆孔按梅花形布孔，间排距为2.0m；灌浆钻孔直径大于φ76mm。按设计进行，孔深偏差不大于0.5m。施工图要求的钢筋混凝土结构中，浇筑混凝土前按施工图要求埋设灌浆管，其露头高于混凝土面10cm。灌浆孔钻孔结束后通入大流量的水或风，由孔底自孔口进行钻孔冲洗，孔底沉积厚度不大于15cm。钻孔过程中，若遇岩层、岩性变化，发生掉块、塌孔、钻速变化、涌水等异常情况，应详细记录。

3.2裂隙冲洗。在钻孔作业结束之后需要采用流量非常大的水流对钻孔内的残留岩粉等进行冲洗，至回水澄清后10min为止。钻孔冲洗后测量并记录孔深，要求洗孔后孔底残留物厚度不大于0.15m。灌浆孔全孔段在灌浆前进行裂隙冲洗。对于裂隙冲洗的孔段，其钻孔冲洗可结合裂隙冲洗一并进行。裂隙冲洗采用高压水脉动进行，高、低压脉动时间间隔为5min。冲洗结束标准为回水澄清后再延续10min且总的冲洗时间不得少于30min。高压水脉动冲洗效果不佳时可改用风、水轮换方式进行，冲洗标准为回水澄清后再延续10min且总的冲洗时间不少于120min。

3.3压水试验。在灌浆之前，需要进行压水试验，压水试验应该在钻孔裂隙冲洗结束24h以内进行。压水试验自上而下分段进行，固结灌浆孔灌前采用简易压水法；灌后检查孔压水试验采用单点法。压水试验的压力：帷幕灌浆孔灌前简易压水试验压力，压力为灌浆压力的80%，大于1.0MPa，按1.0MPa进行。压水试验的计算标准如下：单点法压水：在稳定压力下，每5min测读一次压入流量，连续4次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min时，即可结束，取最终值作为计算岩体透水率q值的计算值。简易压水：在稳定压力下，压水20min，每5min测读一次压入流量，取最终值作为计算岩体透水率q值的计算值。

3.4灌浆。本工程帷幕灌浆主要采用的方法是自上而下分段钻灌，分段原则为：第一段段长2m，以下各段以5.0～7.0m，特殊情况下可适当缩短或加长，但不得大于10m。固结灌浆采用自上而下、孔内循环法灌浆，一般作单孔灌注。在保证正常供浆前提下，也可2孔并联灌注，严禁串联灌注。帷幕灌浆第一段阻塞在基岩面以上混凝土内，以下各段应分别阻塞在上一灌段底以上0.5m左右。

3.5灌浆结束标准。在设计灌浆压力下，当灌浆孔段注入率小于1.0L/min时，延续灌注30min且固结灌浆总时间不小于60min可结束灌浆作业。有涌水的、发生过灌浆中断的及地质缺陷部位的固结灌浆孔，其终孔段灌浆结束后应进行全孔复灌。

3.6封孔。帷幕灌浆孔、灌后压水检查孔封孔采用“全孔灌浆封孔法”，浆液采用水灰比为0.5：1的水泥浆，封孔压力采用最大压力。浆液凝固后及时清除孔口浅部的浮浆，用M30水泥砂浆回填密实并抹平。

4 帷幕灌浆施工质量检查

帷幕灌浆质量检查以检查孔的压水试验成果为主，结合竣工资料和测试成果的分析综合评定。检查孔沿帷幕中心线布置，具置根据灌浆资料分析而定，为岩体破碎、构造发育部位，以及钻孔偏斜过大、注入量过大、吸浆量相互矛盾的孔或变浆不当，或突增突减乃至突然不吸浆的孔，冒浆、漏浆较严重的孔段附近，同时起到补强和检查的目的，其进尺按灌浆孔进尺的10%计。帷幕灌浆检查孔应采取岩心，计算其获得率并加以描述。压水试验检查，坝体与基岩以按触带合格率应为100%；以下的各孔段的合格率在90%以上，不合格段的透水率值不超过设计规定值的100%，且不集中，灌浆质量可以为合格。

5 结束语

随着我国经济的不断增长，生产和生活对资源的需求量越来越大，水库大坝的施工建设项目越来越多。但是由于施工方案不严谨，使用时间过长等原因，渗漏事故频发，严重影响了大坝的安全使用，因此对水库大坝帷幕灌浆施工技术的研究具有重要的意义。

参考文献：

[1]钱勇峰.帷幕灌浆施工工艺与质量控制要点[J].水利规划与设计，2012（3）

[2]脱云飞等.斜孔帷幕灌浆在病险水库防渗处理中的应用[J].南水北调与水利科技，2011（1）