大坝帷幕灌浆施工工艺探讨

付欣 丁欢

【摘要】帷幕灌浆是将有胶凝性、流动性的浆液按一定配合比，经过压至岩层裂隙内，在胶凝硬化后提升岩基强度，并让岩基抗渗性、整体性得到改善。帷幕灌浆技术在水利水电工程中应用比较广泛，是地基防渗处理的有效手段，能够为水工建筑物正常运行提供保障。本文结合工程实际，探讨了水利大坝帷幕灌浆施工工艺。

【关键词】大坝；帷幕灌浆；施工

某水利大坝是碾压混凝土拱坝，拱坝坝顶高程为932.72m，最大坝高为99.21m，拱段最大厚度为21.39m。坝基、坝肩都存在断层，并沿着结构面存在溶隙或溶孔发育，坝基处结构面构成水平方向的裂隙网络状渗漏通道。水库蓄水后，断层中泥质充填物受到水压力作用，细颗粒在冲蚀下发生渗透的情况，所以应采用帷幕灌浆施工技术，对坝基坝肩进行加固防渗处理。

1、钻孔

1.1 浇筑施工平台

本工程帷幕灌漿区域为混凝土浇筑施工平台，先以上下两排帷幕中心线为中心，挖出一条宽为2.4m，深为0.3m，长超过帷幕孔位2m的槽。之后将C15混凝土浇筑在槽中，做好养护工作，时间超过7d，混凝土配合比为：水—170kg、水泥—250kg、碎石—1350kg、砂—600kg。

1.2 固定钻机

立轴将孔位对准，采取吊线、水平尺、罗盘等方式，让钻机保持水平状态，并通过预埋地锚将钻机固定好。

1.3 钻孔

钻进选择XY-2PC型回转式地质钻机配硬质合金钻头，先导孔开孔到第一段底孔径为89mm，之后各段为75mm。灌浆孔开孔到第一段孔径为75mm，之后各段为54mm。先导孔应取芯，要想让岩芯采取率得到提升，每钻进尺限度不能超过2.5m，只要有磨损、卡钻等问题，要马上取出。如果岩芯采取率在80%以下，需降低50%的进尺，最终保持50cm即可。如果采取率还是较低，必须马上报告给监理工程师。岩芯的编号要统一，填牌编录装箱，描述岩芯同时将岩芯柱状图绘制出来。全部钻孔都要有钻孔记录，针对失水、涌水、塌孔、掉块、回水颜色变化等特殊状况，要在钻孔报表内记录好。钻孔期间，根据要求对测斜进行抽查，所有孔钻好后，需要测斜。

2、洗孔

2.1 灌前准备

灌浆孔灌前，要将孔壁、裂隙冲洗干净。在冲洗完钻孔后，孔底沉积物厚度要在20cm以下。

2.2 孔壁冲洗

若选择从上至下分段灌浆法或孔口封闭灌浆法，每灌浆段钻完后要冲洗孔壁。若选择从下至上分段灌浆法，所有孔钻以后，要冲洗全孔孔壁。冲洗时将钻具或导管下到孔底，通入大量水流，由孔底朝孔外返水，清水后方可停止。

2.3 裂隙冲洗

坝基浅表处被开挖后，会出现较大卸荷松弛，连通率很大，同时裂隙发育被污水浸泡，裂隙中进入大量泥浆，需要反复进行冲洗。孔段若选择从上至下分段灌浆的方法，需要单独冲洗各段的裂隙。孔段若选择从下至上分段灌浆的方法，所有孔钻完后要从下至上冲洗裂隙。

裂隙冲洗选择有压单孔脉动裂隙冲洗，冲洗时先用高压水连续冲洗5～10min，在极短时间内把孔口压力将至零，产生反向脉冲流。回水从混变清后，然后提升冲洗压力，持续5～10min，然后降低至零，多次以后，待回水澄清后即可。孔段回水若无法满足澄清要求，必须继续冲洗直到回水澄清。有压单孔冲洗压力要保持为80%的灌浆压力，如果压力在1MPa以上，选择1MPa。若附近有孔正在灌浆或灌浆完成1d内，不能冲洗裂隙。在灌浆孔段裂隙冲洗结束后，应马上开展灌浆作业，若中断时间在1d以上，则灌浆前要再次冲洗裂隙。

3、灌浆

3.1 灌浆材料

本工程帷幕灌浆选择32.5R普通硅酸盐水泥，进场前严格做好取样抽检工作，确保所有指标都符合国家规定标准，且所有购进水泥必须要有质保单。

3.2 灌浆压力

灌浆过程中，第一段灌浆压力为0.5MPa，之后每段以0.1MPa递增，复灌压力为0.7MPa。要逐步加大灌浆压力，在进浆量降低后，需要增加灌压。若发生灌段吕荣值小、进浆量大的状况，灌浆过程中要及时减压，如果进浆量小，则要逐级增压，确保灌浆压力始终满足设计压力。

3.3 浆液变换

根据设计要求，灌浆的浆液浓度要从稀至浓逐级变换，选择3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1五个比级。结合简易压水试验Lu的值，将开灌比、不同初凝时间、各细度水泥等确定下来。先期灌段应注意临界水灰比，为之后灌浆提供指导，确保灌入量符合设计规定。相同压力下，单位进浆量不变或提升，开灌水灰比的浆液累计灌入量为400L，首次变为浓一级，之后在以上条件下当灌入量为上一级灌入量的1.25倍以后，则要变为浓一级。如果浆液浓度较高，则要适当提升灌入量，不能马上就变浓，这样可以促进范围扩散。如果单位进浆量在每米灌段30L/min后，应越级变浓，若灌量增加，无法结束的情况，要通过减少初凝时间、降低压力、限流等方法，若是还是未得到改善，需要灌入水泥砂浆。

3.4 结束标准

在灌浆段最大设计压力之下，结束标准主要有以下三种：一是注入率低于1L/min，继续灌注1h后停止灌浆；二是注入率不超过0.4L/min，继续灌注0.5h后停止灌浆；三是注入率为0L/min，继续灌注10min后停止灌浆。

4、结语

总之，帷幕灌浆施工技术在水利工程中应用非常广泛，能够有效提升坝基的稳定性和防渗性。在本工程中，在结束施工投入使用的一年内，大坝始终保持正常运行状态，未发生渗透的情况。可见，帷幕灌浆在水利大坝加工施工中应用效果很好，可以提升岩体的各方面性能，确保大坝挡水防渗等功能正常发挥。

参考文献：

[1]陆立泉.水库除险加固工程大坝帷幕灌浆施工工艺[J].四川水泥，2015，（08）：291.

[2]李宏伟.水库大坝帷幕灌浆施工工艺分析[J].湖南水利水电，2015，（04）：28-29.