浅谈帷幕灌浆在水利工程中的质量控制

赵宝东

（云南建投第一水利水电建设有限公司，云南 昆明 650000）

加强防渗处理的有效方法便是将帷幕灌浆技术应用于水利工程中，该方法效果确切，得到了广大工程的广泛应用。并且帷幕灌浆技术的广泛应用在一定程度上提高了水利工程的质量，对于水利工程的顺利进行具有重要作用。虽然该项技术已经趋于成熟和完善，但是在实际工程建设中，常常会出现因为没有掌握技术要点而引发问题的情况，对水利水电工程帷幕灌浆的质量产生不利的影响。

1 目前帷幕灌浆施工技术存在的不足

1.1 初步设计方面的不足

在应用帷幕灌浆技术前需要进行全面的灌浆设计，初步设计的主要内容包括灌浆孔孔排距的布置、钻孔深度、特殊地质情况处理等，如果上述设计存在不足，在施工过程没有进行必要的优化和变更，那么势必会严重影响工程质量。因此，设计方面的不足主要体现在对施工过程中问题控制的不足。

1.2 灌浆方式选择的问题

一般水利水电工程上常用的帷幕灌浆方式是根据浆液在孔段中流动的方式来分类分别为纯压式灌浆和循环式灌浆法两种灌浆方式。针对不同的地质情况选用不同的灌浆方式，岩层的发育、裂隙的大小对灌浆的方法，浆液的流速慢，容易沉淀，不易过早的堵塞裂隙的通道。达不到理论上的扩散半径，影响幕墙的形成。灌浆方式的选择也是影响帷幕灌浆幕墙形成的关键地方。

1.3 钻孔过程中存在问题

应用帷幕灌浆技术的过程中，由于钻孔导致的质量问题也是一类频发问题。其中最常见的便是钻孔倾斜问题。如果钻头处于严重受损的状态，在钻孔环节便极容易出现倾斜的现象，并且还可能产生方向偏差。同样，在钻孔环节，如果没有及时对冲洗剂进行合理调整，也会大大增加钻孔倾斜的风险。其次，在钻孔环节，如果钻孔和钻机没有处于同一轴线，也可能会导致钻孔发生倾斜，因此钻孔处理需要较强的精准性。

1.4 灌浆过程中不利因素造成的中断

由于受到设备因素、电力因素、泵机因素等影响，灌浆中断现象严重，严重影响帷幕灌浆的质量。灌浆发生中断的主要原因在于施工部门没有对该问题进行充分的考虑，重视度不足，也没有制定有效的预防措施，如建立电力备案系统、设备维修维护，导致设备发生故障的概率上升，灌浆发生中断的风险也随之提升。除此之外，堵塞现象也是常见的问题的质疑，导致灌浆管出现堵塞的主要原因为灌浆管质量不合格、规格不达标等。泵机出现问题的主要原因在于清洗不及时、维护力度不足等。

2 水利工程帷幕灌浆施工质量控制措施

2.1 合理科学布置帷幕灌浆孔

帷幕灌浆设计应从两个层次上进行设计。第一，在设计初期对大坝地质资料收集，前期的地质勘探资料和帷幕灌浆试验进行比对，提供帷幕灌浆设计图纸；第二，在施工阶段，施工单位在做帷幕灌浆复核试验时应全程参与，了解不同位置、不同时段的灌浆参数，对设计图纸进行优化、提出有利的措施，最大化保证防渗帷幕的形成。基于合理计算，保证钻孔设置科学合理，这样才能有效提高防渗性能。

2.2 灌浆方式的选择

纯压式灌浆为水泥浆液在孔段中单向流动，灌浆中没有设置回浆管路，灌浆塞结构简单，适用于岩层裂隙发育、孔隙较大的地层。在孔隙较小的地层时，其水泥浆液流速较小，水泥浆液易沉淀堵塞孔隙，不利于形成帷幕墙达到防渗效果。

循环式灌浆为水泥浆液在孔段中保持着流动状态，灌浆中有设置灌浆回路，较之纯压式灌浆来说较复杂，适用于岩层裂隙较小的地层。此种方法水泥浆液在孔段中循环，浆液不易过早的堵塞裂隙通道从而达到理论上的浆液扩散半径而形成帷幕墙。

2.3 加强对灌浆中断问题的重视，做好预防措施

灌浆中断现象较为严重，为了有效避免该现象的发生，首先要对导致灌浆中断的原因展开全面分析，并提前制定相应的预防措施，做好预防工作。通过常见的灌浆中断问题，工作人员需要从下述几点出发，制定有效的预防措施。第一，进行材料选择的过程中，应选择合适的灌浆管管径，根据不同的地质条件、钻孔深度和灌浆的实际需求对灌浆管进行选择，同时要确保灌浆管的质量达标，规格合理，能够有效适应施工地的地势条件。第二，施工部门应设置专门的备用电力系统，如果供电发生问题，那么备用电力系统便能够快速修复问题。第三，应定期对泵机进行维护保养，做好检查工作，维护人员应定期检查和维护泵机，发现故障时立刻进行处理，最大程度降低设备故障发生率。

2.4 强化对钻孔过程的控制

进行钻孔处理的过程中，无法预测的因素较多，对工程造成一定的影响。为了加强对钻孔过程的控制，首先需要对施工工艺进行优化和完善，使施工流程趋于规范化，关键在于有效解决常见的钻孔倾斜问题。钻头的选择也是影响孔斜的一部分因素，钻头根据不同的地质条件选择不同型式和材质的。一般常用的钻具钻头采用金刚石钻头、内外镶和阶梯肋骨硬质合金钻头。钻头在施工过程中根据钻头的损耗的情况及时更换。钻机立轴工作人员应定期校对，采用水平尺校正钻机立轴两端的轴心是否与钻孔中心线重合。孔斜是一种较为常见的钻孔事故，主要形成原因为地质条件不佳及技术水平不达标。如果帷幕灌浆施工中钻孔偏斜严重，为了使灌浆质量得到有效控制在孔斜控制上，在得到设计单位的许可后可以在孔的附近轴线上进行补钻灌浆处理，通常情况下与原灌浆孔的距离应小于50cm，但是进行补钻处理前应将偏斜孔填好。孔斜测量仪器使用KXP-1 型轻便测斜仪。孔斜偏差不得大于规范值。孔斜测量一般为50m 以内钻孔一次性测量。50m 以上钻孔每增加20m 孔深测量一次。

2.5 加强对施工工艺的控制

1、钻孔洗孔通常采用压力水冲洗，冲洗的结束原则是钻孔孔底沉积厚度小于20cm。

2、灌浆压力控制：压力控制有一次升压发和分级升压法两种。控制的选择需从透水率的大小、裂隙的发育情况来判别和选用。灌浆压力的控制一般遵循的原则：当在岩层单位耗灰量很大、在此灌浆压力下顺利浆液持续的进入裂隙时，应保持在此压力下持续注入浆液，待单位耗灰量逐渐减少时再提高压力直到达到规定压力；当岩层单位耗灰量较小、浆液进入裂隙较少时，应尽快将压力升到规定值。

3、浆液的变换：浆液浓度的变化应按照先稀后浓的原则，逐渐转换。除此之外，浆液转换还需要根据相应的工序，首先合理控制浆液的水灰比，确保压力一定，如果注入率下降或者没有改变，那么浆液压力也同样不会改变。如果需要注入浆液的量大于300L，或者灌浆速率达到了30L/min，应根据实际施工情况进行合理调整。

2.6 质量检测

帷幕灌浆每个单元的生产孔完成后，保证单元的质量需对其进行钻孔压水质量检查，帷幕灌浆质量检查孔一般不小于灌浆生产孔总数量的10%。而在检查孔的布置上一般布置原则：1、检查孔孔位需在帷幕灌浆中心轴线上；2、钻孔孔斜偏大、灌浆施工过程中不规范的部位；3、岩层裂隙发育、透水率偏大、灌浆耗灰量偏大、复灌等地质条件复杂的部位。

3 结语：

综上所述，有效的提高水利工程的质量和效益主要的是从工程的整体的帷幕灌浆的防渗效果出发。在现阶段全球气候的变化，极端天气的出现，越来越多的水利工程在供水、灌溉等方面起到了预期的效果，帷幕灌浆工程的相关技术研究为不同的地质条件的防渗问题提供了可靠的保证，为水利工程的产生的社会效益提供了技术服务。