中强透水地基防渗工程中帷幕灌浆技术的应用

□刘 苹 □唐志兵（江西省水利水电建设有限公司）

中强透水地基防渗工程中帷幕灌浆技术的应用

□刘 苹 □唐志兵（江西省水利水电建设有限公司）

目前，国内经济建设发展相对稳定，对于水利工程建设的重视程度也有所提高。其中，对于工程建设与施工来讲，中强透水地基渗漏问题备受关注。所以，为增强水利工程建设质量与效果，应当积极采取相应的措施，及时处理中强透水地基存在的渗漏问题。而帷幕灌浆法是处理措施中最常见的一种，应用这种方法对中强透水地基的施工质量及水平具有明显的改善作用，同样也增强了工程项目本身的性能。文章针对中强透水地基中的帷幕灌浆法应用展开了讨论，希望能够对中强透水地基的防渗工作提供有价值的依据。

帷幕灌浆；中强透水地基；防渗；应用；探究

0 引言

现阶段，水利工程建设力度不断加大，而其建设与应用也一定程度上提升了水资源利用的科学合理性，同样吻合了各区域用水的需求。然而，在工程项目实际建设与施工中，受诸多因素的影响，导致质量问题诸多。其中，中强透水地基渗漏问题是最常见的，对水利工程的建设效果产生了极大的负面影响。将帷幕灌浆法应用在中强透水地基防渗方面，能够增强建设的质量。

1 帷幕灌浆技术概述

1.1 基本原理

帷幕灌浆具体所指的就是在地面钻取地质探孔与注浆孔的一种方法，随后向孔内部灌浆。将断面挖开并把岩缝中的存水挤出，最终达到浆液密实填充的目的。而这种技术可以形成完整固结体，通常被称为止水帷幕。将帷幕灌浆技术应用在水利工程项目的建设中具有积极的推动作用。

1.2 施工注意事项

1.2.1 施工技术流程

通常来讲，在运用帷幕灌浆技术的过程中，最重要的就是测量工作，而后布孔，再次安装设备并造孔，随后开展冲洗与压水试验，灌浆并封孔。

1.2.2 施工工艺

首先，是测量的方式，在施工作业方面，应当了解施工区域的地质状况，并采集相关的信息与资料。随后，与工程项目建设的需求相互结合来制定出最佳施工方案与安全管理的具体方法。实际测量中，一定要保证数据准确，且对钻孔分布进行合理地设置。其次，是灌浆孔布置的方式，一般情况下，最理想的孔位就是孔到孔。然而，在具体施工中，一定要考虑实际情况。对于灌浆过程来讲，应当由远及近展开，关键是要对灌浆孔尺寸进行控制，以保证与灌注嘴大小相适应。与此同时，需要对压力进行合理控制，尽可能保证混凝土板处于脱空状态。

1.2.3 造孔的方式

在施工过程中，应当对工作场地进行全面清理，确保土地的平整性，为稳定工作提供保障。另外，在开展施工前，应当对钻机状态进行检查，以保证施工中的运行状态正常。与此同时，还应当对水源以及电源的问题进行检查，确保其供应正常。最后，在钻孔之前，需要对钻机各部分进行全面检查，尤其是钻杆弯曲的程度，即便在实际运行过程中，也同样对其运行的状态进行管理。

2 中强透水地基防渗帷幕灌浆应用的案例

2.1 工程概况分析

该水利工程位于河流干流之上，而其采用的材料主要是浆砌石混凝土。其中，此工程项目的大坝是重力坝，且坝顶的宽度是7 m，长度是250 m，总高程被设定成850 m，坝高是30 m。

其中，此水利工程的建设等级是四级，而即将建设完工的水库总容量为990万m3，实际控制总流域面积为2 720 km2。而农田灌溉流域面积达到了0.78 hm2，新发展灌溉的面积达到了0.15万hm2。另外，该工程项目每年引水的总量是6 000万m3，供水量达到了5 700万m3。挡水坝段与泄洪排沙底孔坝段是其重要的组成部分，然而，因为该工程地理位置相对特殊，而且坝址地段地层岩石很多，被称为岩性地层，所以，地质条件也很特殊。与此同时，此水利工程项目需要向周边城市与农村提供所需日常用水，并在农田灌溉方面提供水资源。另外，工程项目还具有防洪的作用，由此可见，这是综合性水利工程，在其投入使用以后，能够使其不可比拟的优势得到充分发挥。

2.2 有关帷幕灌浆防渗设计的研究

考虑到该水利工程项目的所在区域，其中的泥岩很多，且灌浆比值已经＞25。所以，已经符合灌浆要求，概括来讲，可以采用水泥帷幕灌浆施工的方法。而在实践方面分析问题，为使水利工程的成本投入合理，最重要的就是要充分利用当地地理条件，并设计完善施工方案。而帷幕灌浆防渗法就是工程项目建设中主要采用的方法。详细地讲，一般灌浆的区域都需要位于坝轴线下方的3.80 m以下下游区域或者孔距是2.20 m区域，另外，也可以是在帷幕分坝体段。除此之外，灌浆施工一般在灌浆廊道内部进行，而针对右岸所延伸的区域，应当在坝体顶部展开灌浆施工。其中，开展混凝土基础垫层施工的过程中，应当满足灌浆固结度建设要求才允许展开后续施工作业。在完成灌浆固结施工后，就可以展开帷幕灌浆的处理工作。对于坝基结构，弱透水层的顶端高程一般在850～855 m之间，但是，建筑基础面的高程一般在880 m左右。在施工过程中，通过悬挂式防渗帷幕处理。在此过程中，一定要合理控制灌浆深度，一般选择25 m。

开展帷幕灌浆施工的时候，应当根据坝基基岩规范灌浆操作的流程。与此同时，还应当对重点施工提高重视。对于实际操作重点来讲，通常包含了以下几方面：第一，帷幕灌浆处理需要始终遵循规定顺序展开施工。第二，帷幕灌浆施工尽量利用机械帮助施工作业，其中，地质钻机是比较常见的机械类型。利用金刚石小口径钻处理，完成后封闭处理孔口，与此同时，需要使用高压灌浆泵开展灌浆的施工操作。在这一过程中，循环式灌浆法效果最理想，需要分阶段地由上至下展开灌浆作业。而每段长度应当被控制在5 m，且最大长度≤10 m。第三，初始灌浆的压力设计控制在0.30～0.60 MPa之间，而每加深一段需要增加一定的压力，但是，灌浆最大压力不能超出 3.00 MPa。第四，在开展每一段灌浆施工之前，需要进行简单的压水试验，并按照透水率来明确最佳开灌水灰比。在完成每一段灌浆作业以后，应当预留时间待凝。另外，需要与现场生产性的灌浆试验相互结合，以保证全面优化灌浆工艺以及灌浆的压力等诸多技术参数。

2.3 帷幕灌浆施工的阐述

在该水利工程项目建设中，对于坝基大面积的透水基岩，决定运用水泥帷幕灌浆来展开防渗施工作业。要想保证工程项目建设的质量与实际效果，并且验证设计的科学合理性，需要正确地选择施工材料及相关参数。在河床位置，需要选择具有明显特征性的20 m区域，并在此范围内钻出10个孔，并进行灌浆试验。通过试验以后，可以总结出完整的施工工艺，并且掌握相关的地质勘探材料，具体情况如表1所示。经过地质勘探得知，水泥对于温度的敏感性极高，而且若水灰比与温度不同，那么浆液初凝与终凝的时间也不同，特别是在高于20℃且水灰比低于1：1的情况下，水泥的敏感度也会更高。而初凝的最短时间≤10 min，根据试验结果可以发现，该工程项目的设计参数十分合理，所以，在钻孔取芯方面，裂缝水泥浆液的填充密实程度也相对理想。

表1 地勘水泥浆液物理力学性能表

根据试验资料内容可以发现，在运用地勘水泥灌浆的时候，应当全面考虑到压水试验结果，进而准确地计算出灌入量。与此同时，还应当明确开灌水灰比与灌浆方面的时间长短。当对水温与气温进行测定以后，即可开展终凝浆液的配置工作。通常，水灰比被控制在2：1，而初凝时间控制在0.50-1 h左右。其中，待凝时间受季节影响也有所变化，夏季时间大概是2 h，而冬季时间要长一些，在3 h左右。若高于20℃，那么掺水泥量0.10%的酒石酸需要适当地增加初凝时间。若水灰比不足1:1，那掺水泥量就应当控制在0.75%～1%期间。与此同时，需要在其中添加适量减水剂，这样可以有效地改进并调整浆液流动性。

2.4 帷幕灌浆质量检查

该水利工程项目在灌浆的整个过程中，对所有工序进行了严格地控制，所以，保证了帷幕灌浆施工作业的质量。在完成施工以后，同样展开了监测工作。在对检查孔检查，并展开压水试验以后发现，平均透水率为3.20 Lu，没有超出5 Lu，而且经过钻孔取样，结石率理想。在对孔压水试验结果进行检查以后发现，平均透水率是3.20 Lu，比采用帷幕灌浆之前有所减小。由此可见，帷幕灌浆法在该水利工程项目施工中的防渗效果十分理想，并且完全吻合防渗处理的设计要求。

3 结语

综上所述，中强透水地基防渗处理在水利工程项目的建设施工中占据重要地位，而在建设过程当中，合理运用水泥帷幕灌浆施工技术，可以取得理想的施工效果，而且为工程项目的建设带来了一定的经济效益。另外，工程项目施工质量与效果也十分理想，积极推动了水利工程事业的可持续发展。

（责任编辑：刘 青）

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