水库除险加固工程大坝帷幕灌浆施工与质量控制

谢先飞

摘 要：帷幕灌漿技术具有投资少、见效快、质量可靠的特点，在大坝地基加固、防渗堵漏方面得到广泛的应用。文章分析了帷幕灌浆的施工过程与质量控制措施。

关键词：帷幕灌浆；施工过程；质量控制；

一、施工准备

在水库大坝进行帷幕灌浆之前，工作人员应该先行对工作地点进行清理和平整，清扫干净水库施工部分的障碍物，如果碰到洼地积水区域，应该先用水泵抽干积水，确保施工部分表面的干净。在处理好施工面之后，紧接着就是有关机械的安装，在帷幕灌浆施工中用到的设备主要有以下几种；岩心回转钻机、灌浆泵、高速搅拌机、粘度计以及测斜计分别一台和测绳两根，以上这些设备就是帷幕灌浆施工需要的几种主要工具。

二、帷幕灌浆主要施工技术工艺分析

2.2钻孔

首先，帷幕灌浆施工中应当进行空位测放和钻机就位工作。在空位测放施工过程中，应当利用全站仪、水准仪和钢卷尺等必要的设备完成防线引点设置。在测放施工完成之后，应当使用电钻进行空位钻眼，之后再使用钢筋楔入完成标定，并使用油漆等对钻孔位置和孔序进行标记。另外，在开孔施工前，应当固定钻机平台，特别是钻机底座，利用水平尺完成校准检测。只有符合施工标准之后，才能使用螺栓进行固定处理。而固定完成后，应当进一步检查钻机的稳定性和水平度，同时还应当检查钻孔、立轴和天车三者是否处于三点一线的位置。接着进行混凝土盖板层钻进和孔口管埋设工作。

2.3钻孔冲洗、压水实验

通常情况下，钻孔冲洗施工应当在各个孔段钻孔施工完成之后再进行，通过使用压力水对其裂隙位置进行冲洗，同时裂隙位置应当保证冲洗后回水清澈10min。这一过程中，施工人员应当保障冲洗时间多于30min，且压力应当设置为灌浆压力值的80%左右，但是数值不得大于1MPa。一般情况下，在裂隙冲洗完成之后，应当进行压力试验操作，而对于灌浆序孔，应当使用压水法、先导孔法或者是检查孔法。由于这些方法操作简单，因而在实际施工中的应用比较广泛。

2.4灌浆

该水库工程帷幕灌浆施工中的灌浆施工是重要环节之一，而灌浆中应当将孔口进行封闭处理，从上到下，以孔内循环的方式灌浆，且射浆管与孔底之间的距离应当小于0.5m。而灌浆压力的设置应当使用从上到下的孔内循环方式，其灌浆压力值是孔口回浆管的压力值；纯压式灌浆的压力值是指孔管口进浆压力值，一般情况下帷幕灌浆施工中灌浆压力应当依照设计压力参数完成。当发生串浆时，施工人员应当立即通过封堵、降压、浓浆及限流等多种方式来解决这一问题；当灌浆施工突然中止时，施工人员应当立即处理，并在短时间内恢复灌浆施工。这一过程中需要注意的是，一旦灌浆停止时间超过30min，施工人员应当对孔管口进行冲洗，之后再开始灌浆。

三、水库除险加固工程帷幕灌浆施工质量控制

1、施工前质量控制

灌浆前，首先，监理工程师要求施工单位在投标文件施工技术措施的基础上根据进场后详细的勘测重新上报帷幕灌浆施工组织设计，经审查认可后方能施工。通过施工组织措施的编写和讨论，可以进一步优化施工措施，严格按制定的施工方案进行施工。然后，监理工程师对施工设计图纸、文件和设计工作联系单进行审核后转发施工单位。针对施工中发现的设计问题或存在的疑问，通过监理工程师与设计代表协商解决。

2、施工中质量控制

（1）、钻孔质量控制

一是钻孔。1.钻机安装应平整稳固，钻孔前应按监理人指示埋设孔口管，钻孔时必须保证孔向准确。2.孔口管必须埋设牢固并满足要求，在开孔钻进与浅孔阶段钻进中，立轴钻杆不能太长，否则钻进时摆动性大，致使立轴转动不稳，造成钻具摆动性增大。3.钻孔时，要严格按照设计孔位进行，孔位偏差限制在±10cm。如发生孔内事故，必须移动孔位时，应使孔位偏差≤20cm。对于破碎带、断层带、集中渗漏带可酌情加密钻孔。4.孔较深以后，需要从地面减压钻进时，要适当调整钻压，同时要保证提升吊环必须与立轴及钻孔中心线在一条直线上。5.当岩石换层时，钻进时均应减压减速，同时适当控制其进尺的速度和冲洗液的流量及压力。

二是钻孔冲洗与压水试验。每一段钻孔完成即进行钻孔冲洗和裂隙冲洗。冲洗标准：孔内沉积物厚度不超过20cm，裂隙冲洗压力采用该段灌浆压力的80%。冲洗结束标准：回水澄清10min，且总的时间不小于30min，最后测孔沉淀物厚度不超过20cm，冲洗结束。压水试验时，确定岩石吸水量处于稳定状态的条件是：当流量>5L/min时，连续4次读数，其最大值与最小值之差小于最终值的10%；当流量<5L/min时，连续4次读数，其最大值与最小值之差小于最终值的20%；连续4次读数，相邻两次读数间隔均为5min，流量均小于0·5L/min。满足上述条件之一者，即可结束压水试验。

（2）、灌浆质量控制

一是灌浆材料质量控制。制浆采用双层双缸立式灌浆机。上层专为制浆用，拌浆时间不少于3min，然后放入下层供灌浆用。同时，拌制细水泥浆液时，最好加入减水剂，高速搅拌机搅拌转速应大于1200r/min，细水泥浆液的搅拌，从制备至用完的时间须控制在2h以内，这样就保证了浆液的均匀性和连续性，以保证灌浆质量。浆液在使用前应过筛，记录并观测浆液的密度、温度及浆液的流速等指标，浆液流速控制在1.4～2.0m/s，浆液应采取防晒及防热措施，温度应控制在5～25℃之间。

二是灌浆压力控制。灌浆压力是控制灌浆质量的重要因素。压力过大，会使裂隙扩大或引起岩体抬动变形而形成新的裂隙，反而破坏了岩体的完整性；压力过小，不能将水泥浆液很好地压入岩石裂隙中形成连续的帷幕。因此，灌浆压力根据水压试验的情况初步确定。选择几个不同吸水量的孔进行灌浆试验，以确定本工程的灌浆压力。对透水性不大的孔，采用一次升压法，并尽快升到规定压力；对透水性大的孔，采用分级升压法（如前述的3号等10个孔）。

三是灌浆方法控制。本工程灌浆采用“孔内循环、自下而上分段灌浆”法。根据规范要求射浆管距孔底不能大于0.5m，每一灌浆段长度一般采用5m，如遇特殊情况可视需要适当加长或缩短，但段长不得大于10m。这样规定主要是为了灌浆段的岩体裂隙比较均匀，透水性大小基本相近，有利于保证灌浆质量。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。当某一比级浆液的注入浆量已达300L以上或灌注时间已达到1h时，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级。当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓浆液灌注。同时，灌浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变较大时，应立即查明原因，采取相应措施处理。

四是封孔控制。采用机械压浆封孔法。在全孔灌浆完毕后，将浆管下入钻孔底部，压入水与水泥重量比为0.5∶1的浓浆，将孔内稀浆或积水排出，直到孔口返出浓浆为止。

3、施工后质量控制

施工后质量控制主要是对帷幕灌浆质量进行检查。一是必须做好施工过程（工序）质量的控制和检查，帷幕灌浆工程的质量应以检查孔的压水试验成果为主，结合钻孔、施工记录、岩芯资料、灌浆记录、成果资料和检验测试资料的分析，进行综合评定。二是检查孔钻孔过程中是否有漏水或涌水现象。检查孔压水试验应在该部门灌浆结束14d后进行，按照监理工程师指示布置检查孔实施。在灌浆结束7d或监理指示时间内，将有关资料报送监理工程师，以便拟定检查孔位置。

结语

帷幕灌浆具有加固效果好、效率快、造价等诸多优点。对于水库的防险加固有着非常重要的帮助，且在我国水库大坝实际维护过程中有着普遍的应用。

参考文献

[1]魏义东.探析水库除险加固工程大坝帷幕灌浆施工与质量控制[J].城市建设理论研究：电子版，2015（18）.

（作者单位：中国水利水电第三工程局有限公司）