帷幕灌浆技术在某水库坝基防渗处理中的应用

□黄少彬（普宁市水利工程管理服务中心）

帷幕灌浆技术在某水库坝基防渗处理中的应用

□黄少彬（普宁市水利工程管理服务中心）

帷幕灌浆技术作为一种地基防渗技术，其浆液配制方便、实用性非常强，因此，在水工建筑物防渗处理中得到了广泛的应用。文章结合某水库坝基防渗工程实例，对帷幕灌浆防渗处理施工的各个工序进行了详细的介绍，并针对特殊情况提出了相应的处理措施。实践证明，工程施工效果良好，达到预期的封堵和防渗效果，取得了良好的经济效益。

帷幕灌浆技术；水库；防渗处理

1 工程概况

某水库始建于1972年，水库总库容61 47.02万m3，坝址控制流域79.60 km2，水坝最高度66.50 m，坝顶长度310.70 m，宽8.05 m。水库的正常水位为62.01 m，容量为4 860.07万㎡，固定水位28.10 m。据统计资料显示，该水库每年平均降水量为1 624.01 mm，水库下游有2个乡镇，共二十多万人。该水库是一座集灌溉、发电等功能于一体的中等水库，为当地人们生活和经济发展提供了基础保障。

2 存在隐患

经计算分析，该大坝坝体的平均渗透系数和最大渗透系数分别为4.21×10-5cm和4.29×10-4cm。斜墙压力填土平均渗透值为2.17×10-4cm，最大渗透值为5.87×10-4cm；心墙压力填土平均渗透值为4.69×10-6cm，最大渗透值为1.18×10-5cm。经过分析，该大坝防渗系数不满足标准，存在渗透危机。其次，坝体和坝基结合部分的平均渗透值和最大渗透值分别为1.11×10-3cm、7.61×10-3cm，坝基风化面积的平均渗透值为1.75×10-3cm，最大值为3.49×10-3cm。坝体和坝基结合部存在安全隐患，容易出现渗漏。

3 帷幕灌浆防渗技术

3.1 钻孔技术

3.1.1 孔位布置

坝基上一共有80个帷幕灌浆孔，在左岸坝肩上设置9个灌浆斜孔。灌浆方法采用循序渐进加密方法，将灌浆孔分为1、2 2个次序灌浆，2个次序皆为45个灌浆孔。

3.1.2 施工控制

帷幕墙灌浆采用从上到下的灌浆方式，孔口灌浆完毕后进行封孔，封孔采用全孔灌浆封孔法，加密原则采用循序渐进法，按照1、2两次次序灌浆。位于同一排的两个钻孔采用岩石中钻孔。设备资源的配置按照三机两泵法。以下展示具体的施工过程，如图1。

图1 帷幕灌浆施工工艺流程图

3.1.3 钻孔控制

如表1左坝肩钻孔覆盖层情况，BJ-3、BJ-5、BJ-9、BJ-13等4个钻孔中BJ-3、BJ-5主要包含碎石层、风化岩层；而BJ-9、BJ-513主要包含碎石层、黏土层、淤泥层以及风化岩层，这两个钻孔碎石层和黏土层的厚度均为0～2.50 m和2.50～5.50 m。在淤泥层和风化岩层厚度上存在差异。这4个钻孔在地层分布和厚度上存在差异，因此钻孔方式不同，钻孔深度也不同，在水泥浆灌注选择上，也要采用不同比例的水泥浆。

根据工程需要，灌浆前应当定先导孔试验压水和灌浆，本次施工拟定9个先导孔，在测量坝基的地下水分之后对这9个先导孔进行试验。以BJ-3孔为例，灌浆前先进行压水测试，以检测基岩的透水率，若该孔的透水率>5l u，则需要进行灌浆处理。若透水率<5l u，则可以进行灌浆，封孔采用压力封口的方式。其他灌浆孔的深度均按照先导孔的施工方式进行压水和灌浆试验，每个灌浆孔在进行灌浆前，均需要做好堵盖。

为了确保灌浆的效果，在每个帷幕灌浆孔钻孔完成后，立即采用水流冲洗，务必将帷幕孔内的破碎砂砾、碎石冲洗干净，直到回水呈现澄清为止；帷幕孔在灌浆前也需要再次用清水冲洗裂缝，直到回水澄清为止，但为了避免造成帷幕孔裂缝扩大，冲水压应当<1 MPa，冲洗时间要控制在30 min内。

表1 左坝肩钻孔覆盖层情况表

4 帷幕灌浆

4.1 灌浆机械选用

本次工程拟采用图2的3sns型号灌浆泵。

图23 SNS200/10型高压灌浆泵图

4.2 帷幕灌浆措施

为了防止灌浆过程中水泥出现凝固现象，需要经常性转动射浆管，每次回浆量要达到每分钟15 min。若采用钻杆制作射浆管，连接方式要采用平接头连接方式；在灌浆过程中，灌浆管口和帷幕孔的距离要<1 m，灌浆管不得触碰到钻孔的四周，间距应保持在20.00 mm以下；若距离不符合要求，需要重新安装重新灌浆。如果是在破碎地质进行帷幕孔灌浆，灌浆结束后需要冷凝24 h才可以进行临近帷幕孔的钻孔和灌浆作业；如果钻孔没有涌水的现象，灌浆结束后即可以进行临近帷幕孔的钻孔或灌浆。

4.3 帷幕灌浆浆液选择及变浆

帷幕孔选用的灌浆液应当以不添加任何外加剂的普通水泥浆液为主。若帷幕孔处于易裂易碎地质中，可以采用混合型泥浆液。普通不添加外加剂的水泥中水和灰的比例应当选用2:1，此外，也可以选用1∶1、0.50∶1等。但在特殊情况下，可以适当的改变水和灰的比例。

在灌浆过程中有两个变浆标准，第一，如果注入量＞300 L，但对压力变化不大，则可以变浆；第二，如果灌浆＞1 h，但压力变化不大，则可以变浆。在帷幕孔灌浆过程中，需要根据灌浆压力和注入率的改编变换水泥浆的水灰比

若注入率不改变，但压力升高，那么就不可以改变水泥浆中水和灰的比例。同时，在灌浆过程中应当每隔15 min就测试一次回浆温度和水泥浆的密度，在灌浆结束后再测试一次，并做好相关记录。

4.4 帷幕灌浆封孔

普通水泥浆的水和灰比率应当采用0.50∶1，封孔灌浆压力要采用设计的最大压力。以置换和压力灌浆封孔法作为帷幕孔灌浆封孔方法，帷幕孔在封孔前应选用0.50∶1的水灰比水泥浆置换孔内水泥，等到回浆水泥全部为0.50∶1的水泥浆，即可以采用灌浆软管代替灌浆管进浆，灌浆软管必须保持在浆面下，避免空气进入，影响封孔质量。

在灌浆过程中，需要清理孔内的污水和浮浆，如果孔内未完成灌浆部分距离地面＞3 m，可以采用机械压浆法进行封孔；如果<30 m，需要采用M30水泥浆回填进行封实，水泥浆和孔面持平后割除灌浆管，采用M30水泥浆抹平。钻孔灌浆结束后对钻孔深度及灌浆成果进行检验，若无误差，则可以进行封孔。

5 结语

综上所述，帷幕灌浆技术在水库坝基防渗中的处理技术，帷幕灌浆技术不仅可以维护水库的安全运行，更可以确保水库发挥其功能效益。但在采用帷幕灌浆技术对水库进行防渗处理前，应当综合考虑水库的地理位置、地貌地质，结合当地具体情况，设计施工方案。而在正式施工前，施工工人需要详细了解施工技术和施工进程，按照施工进程，采用正确规范的施工技术进行帷幕灌浆。只有按照规范化的技术进行，才能保证施工质量，水库才能正常运行。

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1673-8853（2017）03-0048-02

2017-01-13

编辑：刘青

黄少彬，（1970-），男，工程师，主要从事水工方面工作。