水利工程帷幕灌浆施工工艺研究

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摘要:本文主要通过简述新疆阿勒泰市乌拉斯特水库工程的帷幕灌浆施工工艺，按照施工的连续性，对实施过程的各个工序做一描述，希望能通过帷幕灌浆施工过程中工序的描述来表达清楚帷幕灌浆在施工过程中的应用，为水利工程施工中帷幕灌浆在其他项目的应用起到一个借鉴的作用。

关键词:水利工程;帷幕灌浆;透水率;岩芯采取率

1帷幕灌浆法简介

大坝的防渗处理，山区水库基本上都选择帷幕灌浆处理地基以及坝肩等渗漏部位，具有很好的防渗效果，目前在水利工程中广泛使用。而帷幕灌浆就是用钻孔机械(回旋式、冲击式、回旋冲击式)在大坝帷幕灌浆轴线上按照设计孔位造孔，冲孔洗孔合格后利用柱塞泵将设计比级的水泥浆用一定的压力注入到灌浆孔中，通过水泥浆在裂隙中的填充连成一道连续的挡水幕墙，降低坝基的渗流以及坝基的扬压力，从而确保大坝的稳定性［1］。

2新疆阿勒泰市乌拉斯特水库工程中帷幕灌浆的应用

2.1工程概况及采用帷幕灌浆的原因。新疆阿勒泰市乌拉斯特水库工程位于阿勒泰市北部山区的乌拉斯沟，水库库容1518m3，Ⅲ等中型水利工程。乌拉斯特水库为一座山区峡谷水库，河谷呈不对称箱型，现状河谷宽120m左右。地形起伏切割明显，两岸不对称，左岸岩体雄厚，谷坡较陡，右岸地形平缓，出露III级基座阶地。坝线沿NW312°方向布置，坝线与岩体走向大致平行，利于稳定与防渗。坝顶高程1030m，坝线长度475m，溢洪道布置在右岸坝肩，导流洞、放水涵洞布置在右岸山体中。左坝肩山体陡峭，顺河向裂隙发育，中等透水岩体的深度在40～70m，绕坝渗漏的岩体范围较大。河床段坝基岩体在北西、北东两个方向裂隙组合切割下，岩体相对破碎，钻孔取芯采取率低下，RQD值极低;据钻孔压水试验表明，吕荣值变化较大，全孔段(80.2m)未见小于5Lu的弱透水岩体。河床段坝基岩体小于10Lu的中等透水岩体厚度在25～65m深度内，小于5Lu的岩体深度在40～77m。右坝肩及谷坡稳定，中等透水性厚度15～25m左右，小于5Lu的弱透水岩体厚度在40m左右，为解决大坝稳定性、减少渗流需对左坝肩、河床段、右坝肩进行帷幕灌浆处理。2.2施工工艺。2.2.1确定帷幕灌浆的参数。根据设计图纸提供的参数，在帷幕灌浆轴线上确定孔口桩号、孔口高程、砼盖板厚度、孔深、钻孔角度等。然后根据设计参数以及现场帷幕灌浆试验所确定的参数确定各分段的钻进深度、灌浆压力以及封孔方式。2.2.2布孔。在帷幕灌浆造孔前需按照设计给定的帷幕灌浆孔的孔距及排距在帷幕灌浆的轴线上布设各个孔位，确保各孔在造孔前在同一轴线上［2］。在布设的孔位上用醒目的标志标注出先导孔、Ⅰ序孔、Ⅱ序孔、Ⅲ序孔。2.2.3造孔。在布孔工作完成之后，进行造孔。所谓造孔是指按照设计要求的钻进角度竖直、斜向或者水平自上而下钻进。在钻孔的时要每段测量孔斜、孔底偏距，保证钻进方向的方位角和孔底偏距符合规范要求。除此以外还要注意观察钻进时孔口的返水或者孔底吹渣情况，发现孔口不返水、孔底残渣不能吹出等异常情况要立即停止钻进，排查问题。2.2.4冲洗、压水试验。在打孔的时候孔内会有很多的残渣，如不及时清理或导致孔内裂隙被封堵，需要用清水冲洗帷幕灌浆孔，参照各段压水试验的压力冲洗至少20min，待返水清净后，开始做简易压水试验，确定各段的透水率。2.2.5制备水泥。在压水试验后准备灌注水泥浆液，按照设计给定的浆液比级5∶1起灌，若注浆量较大，或注浆量与与灌浆压力有比例关系，则需调整浓一级的浆液灌注，灌注的水泥浆液需提前制备，但超过4h的视为弃浆。使用高速搅拌机将计算好的水泥与水混合好导入搅拌机内高速搅拌，然后放入低速搅拌桶中持续搅拌为柱塞式灌浆泵提供持续的灌注浆液。2.2.6灌浆。帷幕灌浆的时候，注浆塞距孔底不大于50cm，采用大循环灌浆方式，保证孔内浆液处于一个循环的过程，避免造成浆液沉淀封堵裂隙。通过调节回浆管路上的高压阀确保灌浆的压力，同时在灌浆的时候还要观察回浆量和进浆量。如果出现泥浆随压力变大而变大、无回浆、回浆的浆液比级降低等特殊情况需及时调节水泥浆液。需要注意的是除了先导孔之外，其他的帷幕孔都是自上而下灌浆的。2.2.7封孔作业在帷幕灌浆封口的时候要用0.5∶1的浓浆置换孔里面的浆液，再用全孔最大的灌浆压力进行封口，最后用水泥砂浆封闭空口部分，进行相应的记录，这样就能保证封口的正确操作。2.2.8质量检测。帷幕灌浆施工结石14d后，按照帷幕灌浆孔数的10%选择检查孔，在吕荣值大、单米耗灰量大或有其他异常灌浆孔位附近布设检查孔，采用单点法做压水试验获取吕荣值，钻取岩芯，观察岩石裂隙中水泥结石的情况。按照帷幕灌浆孔数的10%抽取，压水试验的透水率在设计给定范围内视为合格。2.3水库工程帷幕灌浆施工中特殊情况的处理。2.3.1注浆量大的问题。在帷幕灌浆过程中出现注浆量持续较大时可采用低压限流、间接灌浆和浓浆方式来进行，然后检查灌浆过程中有无浆液出漏点，若有则需要对其表面进行封堵。对一些注浆量明显异常的孔可加入水泥砂浆、水玻璃、锯末等，采用低压限流灌注0.5∶1比级的水泥浆液，从而保证水泥浆液的有效扩散，形成连续的挡水幕墙。2.3.2串浆问题。在灌浆的过程中会出现浆液串流到其他的孔或者是缝隙里面，对于串浆的孔位需要塞灌浆塞同时灌浆，对于灌浆孔位附近的地表面出漏的则需要封堵表面出漏点24h后重新扫孔灌浆。2.3.3孔口返水较大的问题。在灌浆过程中出现因孔口返水较大无法用灌浆塞封堵时，可在灌浆塞的止水橡胶周围缠绕若干海带，在封堵过程中海带持续遇水膨胀，有较好的封堵效果。

3结语

在新疆阿勒泰市乌拉斯特水库工程中采用帷幕灌浆，大坝坝基以及左右坝肩的检查孔在灌浆后钻孔取芯时有较多水泥结石在岩芯中，检查孔的吕荣值符合设计要求，坝后渗流明显减少。

参考文献

［1］樊忠其．水利水电工程灌浆施工技术与质量控制［J］．住宅与房地产，2017(18):290

［2］魏静．水利工程施工中帷幕灌浆技术探析［J］．现代物业(中旬刊)，2018(2)167

作者:温青山 单位:水利部新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院