水利工程帷幕灌浆工程质量检测及评价综合方法

（安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司 合肥 230000）

1 引言

帷幕灌浆（curtain grouting）的工作原理是将一定配比的胶凝材料浆液通过灌浆设备灌入待治理的岩体或土层中，浆液会填补岩土层的裂隙、孔隙，形成连续的阻水帷幕，从而达到减小渗流量和降低渗透压力的目的。目前工程中使用的胶凝材料主要是水泥，在特殊情况时也会使用高分子化学溶液，对砂砾石地基多用水泥粘土浆液。

水利工程中闸坝的岩石或砂砾石地基中多面临渗漏等问题，需要采取工程措施减小渗流量和降低渗透压力，20世纪以来，帷幕灌浆一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段，对保证水工建筑物的安全运行起着重要作用。帷幕灌浆施工完成后帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接，底部深入相对不透水岩层一定深度，灌浆帷幕会和工程主体以及其下的不透水地层联合组成阻水体有效地阻止或减少地基中地下水的渗透；同时帷幕还可与位于其下游的排水系统共同作用，有效降低渗透水流对闸坝的扬压力，提高闸坝的稳定性。

本文以淮河支流某中型水闸水利工程帷幕灌浆为例，通过声波测试、钻孔电视及压水试验等检测手段对帷幕灌浆施工质量检测，综合评价灌浆施工质量。

2 工程概况

淮河支流某中型水闸是具有蓄水、行洪等功能，工程等别为Ⅱ等，主要建筑物为2 级，次要建筑物为3 级，临时建筑物为4 级，设计泄洪流量1420m3/s，主河槽采用5 孔、单孔净宽8m 开敞式水闸结构，设计闸底板基面高程20.1m（85 国家高程基准），基面以下为风化砂岩。

帷幕灌浆中心线沿上游右边翼墙右边缘至闸底板，再沿闸底板上游侧边缘至上游左侧翼墙到翼墙左边缘结束。灌浆孔孔间距1.0m，孔深4.8m，帷幕伸入相对不透水层至少2m，控制标准按透水率q＜5lu，采用三序法施工，灌浆采用循环法，自上而下分段灌浆，灌浆压力取0.3～0.5MPa。

3 质量检测结果分析

3.1 声波波速检测结果分析

声波波速检测是以研究弹性波在岩土介质中的传播特征为基础。当波的传播介质发生变化是波的传播特征也会发生相应的改变。正是由于波的传播具有这一特性，所以当岩土介质的成分、结构和密度等因素发生变化时，声波的传播速度、能量衰减及频谱成分等都将发生相应的变化，在弹性性质不同的介质分界面上还会发生波的反射和折射。因此，用声波仪器探测声波在岩土介质中的传播速度、振幅及频谱特征等，便可推断被测岩土介质的结构和致密完整程度。一般说来，越是致密的物体，声音在其中的传播速度越快。

图1 31#孔灌浆前后声波波速对比图

图2 39#孔灌浆前后声波波速对比图

表1 灌浆前后声波波速对比表

表2 压水试验成果汇总表

在对帷幕灌浆质量的检测中需要对同一地段随机选取钻孔在灌浆前和灌浆后进行声波测试，通过对比灌浆前后波速的变化评价灌浆质量。

本次检测选取了将两个钻孔（31#和39#孔）进行波速检测，将灌浆前、灌浆后所测波速绘制在一起。波速图见帷幕灌浆声波测试成果图1、图2。对同孔灌浆前、灌浆后波速加以对比计算得出灌浆检测效果声波成果表1。表1反映出同孔灌浆后声波波速增加情况（注：深度0～2.2m 段为闸室混凝土底板）。

对比钻孔灌浆前、后声波波速测量结果看出，灌浆后波速明显增加，平均增幅10.4%,说明灌浆后原地层内的裂隙或破碎内被水泥浆充填，地层密实性得到有效提高，帷幕灌浆效果良好。

3.2 钻孔电视检测结果分析

钻孔电视是在与声波测试相同的孔内进行测试进行电视录像，通过钻孔电视可以直观地查看帷幕灌浆后水泥浆充填裂缝情况，本次检测通过对电视录像成果可以看出，钻孔内水泥浆充填效果良好，未发现未被充填的裂隙或破碎带。

3.3 压水试验检测结果分析

压水试验是利用水泵，将清水压入钻孔试验段，根据一定时间内压入的水量和施加压力大小的关系，计算岩体相对透水性的试验。通过透水性评价工程质量。本次分别选定与声波测试相同的孔内进行压水试验，试验结果见表2。

孔内压水试验结果均满足设计要求合格标准透水率q ＜5Lu。

4 结语

（1）通过灌浆前、后声波波速测量对比，灌浆后波速明显增加，说明裂隙或破碎内被水泥浆充填，地层较密实，帷幕灌浆效果良好；通过电视录像成果可以看出，钻孔内水泥浆充填效果良好，未发现未被充填的裂隙或破碎带；检测的2 个钻孔，孔内压水试验结果均满足设计要求。

（2）综合钻孔声波测试、钻孔电视录像和压水试验可以得出，帷幕灌浆质量较好，达到设计要求。

（3）通过采用传统压水试验与现代物探技术等多种手段结合，并相互验证、综合评价更能准确地判定帷幕灌浆的施工质量。传统的试验方法与现代化的技术手段相互结合，相互印证，综合评价的工作方法能够提高检测成果的准确性，为检测工作提供强有力的技术支撑，这种多手段综合的工作方法在工程质量检测行业得到了越来越广泛的运用。