温泉水库大坝除险加固帷幕灌浆施工工艺试探

山洪

【摘 要】国内水库虽然数量很多，但水库缺乏完善的运行系统，存在多种弊病和缺陷，一直处于带病运行。水库由主拦河坝、副拦河坝、灌溉放水设施及溢洪道等部分组成，水库质量缺陷直接导致建筑物弯曲变形，使建筑物浸水潮湿甚至塌陷，尤其底板及消力池中混凝土稀薄导致了对其过渡冲刷毁伤。我们要针对不同部分出现的问题，进行针对性地除险加固。本文主要分析了高海拔帷幕灌浆施工工艺与质量控制要点，一级灌浆压力的选择、灌浆段长的确定、灌浆材料的选用，要结合工程实际地质情况做到最优化。

【关键词】水库大坝；帷幕灌浆；施工工艺

一、工程概况

根据温泉水库除险加固工程设计要求对右坝肩0+965-1+025段进行帷幕灌浆施工，处理长度60米，帷幕灌浆采用单排，孔距1.5米，平均灌浆深度为16.4米，帷幕灌浆从正常高水位3956.4米开始灌浆，其中3956.40米以上为非灌浆段。该段为第三系灰绿色的砂质黏土岩和红色砂砾岩，布置有溢洪道1和溢洪道2等建筑物，从导孔钻取的岩性鉴定可知该段落恰好处在冲洪积的沙层、土层上。本次除险加固工程为挡水大坝左、右坝肩帷幕灌浆防渗处理。

二、工艺流程

帷幕灌浆施工工序：孔位放样→钻孔定位→钻机就位→钻孔→压水试验→冲洗→帷幕灌浆→结束灌浆→进行下一段的钻孔，帷幕灌浆全部完成后，进行封孔。

三、钻孔

钻孔采用地质钻机XY-2PB型造孔，孔位偏差不大于10cm，深度符合设计图纸要求。钻孔直径为φ90mm，钻头采用合金钻和表面镶嵌金刚石钻头，钻进过程中确保孔深、孔向符合设计要求和施工规范要求，力求孔位上下均一，孔壁平顺。钻孔时保证孔向准确，采取以下防斜措施：（1）钻机安装平整稳固，保证钻机地盘水平、立轴竖直并与孔位中心对正，钻孔方向严格按设计要求掌握。（2）所有灌浆孔均全孔测斜，本工程采用型号为KXP-2测斜仪对灌浆孔进行监控，及时纠偏，保证成孔偏斜率均小于1%纠偏无效时，按监理人指示报废该孔，重新钻孔。（3）钻孔孔径与喷射管外径相差易为10～20mm，钻孔时必须对钻孔岩性、基岩段的涌水、漏水、断层、掉钻等做详细记录，尤其遇到大的裂隙，应立即停钻注水，测出其规模作为灌浆依据。帷幕灌浆前应进行钻孔冲洗，孔内淤积厚度不得超过20cm。

四、灌浆

灌浆采用孔口封闭自上而下孔口封闭式分段帷幕灌浆施工，简易压水第一段压力0.3Mpa，第二段压力0.5 Mpa，第三段压力为0.7Mpa，相应第一段灌浆压力0.5 Mpa，第二段灌浆压力0.8 Mpa，第三段灌浆压力为1.0 Mpa。射浆管应下到距孔底0.5m处。根据帷幕灌浆试验效果，结合地层变化和帷幕灌浆深度调整灌浆参数。帷幕灌浆浆液应由稀至浓逐级变换，开灌水灰比采用5：1，后根据灌注量情况改为3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1。灌浆压力、灌浆结束标准应符合《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》。帷幕灌浆孔序分为三序进行，先灌Ⅰ序孔，后灌Ⅱ序孔，最后灌Ⅲ序孔。灌浆分序从左到右分别为Ⅰ序—Ⅲ序—Ⅱ序—Ⅰ序。

在帷幕灌浆施工过程中，变浆标准按以下方法进行控制：（1）当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。（2）当某一比级的注浆量已达到300L以上，或注浆时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无明显改变时，则换浓一级浆液灌注。（3）当注入率大于30L∕min时，可根据具体情况越级变浆。灌浆过程中发生冒浆、漏浆时，应根据具体情况采用表面封堵、低压、浓浆、限流、限间隙、待凝等方法进行处理；灌浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，应一泵一孔同时进行灌浆。否则应塞住串浆孔，待灌浆孔灌浆结束后，再对串浆孔进行扫孔、冲洗，而后继续钻进或灌浆。灌浆时故被迫中断，尽可能缩短中断时间及早恢复灌浆。

五、灌浆工艺施工过程常见问题分析与处理

在进行灌浆施工之前，有很多我们无法掌握的风险因素，比如停水、停电、地层漏浆等，这些风险不提前防范好，在进行施工时就会增加施工的风险性，因此必须制订一系列应付各种各样故障的预案，通过坚固的保护措施和强有力的防范手段来保证灌浆工艺施工过程的流畅性和安全性。这样如果出现意外情况的话，我们就可以拿出多个方案来进行应对，把风险造成的经济利益的损失降低到最小程度，保证不拖延时间，工作人员可以及时地恢复工作，使施工过程能正常进行。下面是灌浆工艺出现的一些问题及其注意事项：

（一）帷幕灌浆时出现的串浆问题分析

如果正在使用的串浆孔有可以进行灌浆的良好条件，许多的串浆孔可以同时进行灌浆工作，但是同时灌浆也不能杂乱无章，应一个泵灌一个孔，如果不采用这个方法的话，那就把串浆孔的孔用塞子塞住。当灌浆孔的灌浆工作已经完毕，我们先把串浆孔进行冲洗、扫孔，然后就可以继续进行钻进与灌浆。

（二）帷幕灌浆中坝面出现裂缝的问题

在灌浆过程中会出现许多异常的现象，比如喷浆、冒浆、裂缝等。如果出现冒浆的情况，可以把浆液的深度调整得浅一点，把灌浆的输送压力调整得小一些，通过减少输浆量也可以解决冒浆的问题。当灌浆过程出现裂缝和塌陷情况时，我们可以减少灌浆的压力，如果裂縫很大甚至出现了滑坡这样的严重状况，就应该对其进行翻筑。针对塌陷情况，有两个好的办法可以运用，一是加大泥浆的深度来进行灌浆，第二个是用黏土把塌坑补好。

（三）只吸收水不吸收浆的孔段的灌注分析说明

吸收水不吸收浆明显表现就是漏水量和漏浆量出现异常，而导致漏水量和漏浆量出现异常的原因就是我们从上到下进行了分段式的钻孔和压水，在整个孔钻孔压水完毕之后又进行了自下而上的分段灌浆，这是不合理的工作做法。 另外一个原因是工期非常珍贵和紧迫，大家为了抢工期，在紧挨在旁边的孔没有进行灌浆操作时就迫切地进行了压水实验。由于附近的孔距离挨的很近，所以压水很容易使临空面产生外漏，外漏通道的堵塞直接降低了漏浆量。endprint

（四）塌孔状况的及时应对

墙体裂缝进行有效链接土层中如果出现了空洞、粉砂层、秸料等物质就难免出现扩、塌孔的情况，就无法保障泥浆护壁工艺工程正常实施。为此我们总结了许多措施来解决这个问题，比如从实际情况出发，随时调整护壁泥浆的浓度，比如在泥浆里面加上膨润土，但膨润土的含量要适量，比例要适合；比如为了提高支撑力，把隔离体的密度加大。如果墙体出现裂缝，施工人员就应该细致地检查原来烧筑的墙体接头处有没有夹杂着泥土。要做到每个墙体之间的平衡的衔接，搭接长度控制在合理范围。当通道里出现渗水情况，是相接后封闭不够彻底导致的，这时应该用钻机在渗漏的地方再次钻孔，通过浇混凝土来避免渗漏再次发生。

（五）灌浆过程突然中断的处理措施以及灌浆难以结束的处理办法

由于意外情况出现了灌浆中断问题，我们应做到对钻孔立即冲洗、扫孔，尽早得恢复灌浆，因为灌浆工作是一项连续进行的工作。如果冲洗过程无法完成，那就先进行扫孔。恢复灌浆后，使用开灌比级的水泥浆进行灌注是正确的方法。当注入率比中断前减少很多时，要把浆液的浓度调高以达到持续灌注。如果把浆液浓度调高继续灌注，机器仍在短时间内结束了吸浆，我们就要采取相应的补救和修复措施。当因为灌浆段注入量过大导致灌浆无法结束时，我们应该采取在浆液中掺加速凝剂的方法和采取灌注稳定浆液和混合浆液的方法来补救。还有把压力降低、限制流量流速、间接灌浆也是不错的办法。这个过程处理完毕，仍扫孔和依照技术灌浆，若回浆浓度升高，灌注时要用相同水灰比新浆。

（六）涌水处理方法和溶洞灌浆的处理措施

钻孔把裂隙含水带揭露，坝基岩体裂隙水在四周河水水压作用下传递，造成了地下水的排泄涌出，就是涌水现象。我们可以通过增加灌浆孔深度、改单排帷幕为双排帷幕、对涌水孔段提高灌浆压力等措施来排除涌水问题，也可以通过提高灌浆结束标准的方法来解决这个问题，使涌水孔段的频率随着帷幕灌浆实现排序有秩。对岩溶灌浆情况的处理，首先明确岩溶内有无填充物，若无填充物，可以根据溶洞的大小和类型，采取投入碎石再灌注水泥砂浆、灌注混合浆液等措施使浆液凝固，然后再继续灌浆。倘若溶洞内有填充物，明确填充物的颜色、质量、密度、类型，可以采取高压喷射灌浆措施来排除障碍。

六、结语

进行水库除险加固，要检验孔的安全，提高大坝的渗漏稳定性。利用帷幕灌浆使灌浆质量得到明显转好，使水库各个部分的功能都能得到了正常发挥，帷幕灌浆是中小型水库进行除险防漏的有效措施，这项技术也为在复杂的地形条件下进行施工积累了宝贵的经验。我们要继承施工理论研究成果，不断在实践中进行創新，研发出更多的施工工艺，从而进一步提高水库施工质量和除险水平。

参考文献：

[1]邓远刚.水库除险加固工程帷幕灌浆施工质量控制探讨[J].中国水运（下半月），2011（4）.

[2]杨春升.某水库除险加固工程帷幕灌浆施工方案[J].黑龙江水利科技，2011（2）.endprint