浅谈水利水电工程帷幕灌浆施工技术

施工技术与应用　浅谈水利水电工程帷幕灌浆施工技术　摘要：惟幕灌浆是在岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕的工程。帷幕顶部与坝体连接，底部深入相对不透水岩层一定　深度，以阻止或减少地基中地下水的渗透。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。　关键词：帷幕灌浆；帷幕灌浆斜孔处理；操作方法　一、帷幕灌浆分类　帷幕灌浆按防渗帷幕的灌浆孔排数分为两排孔帷幕和多排孔帷幕。地质　条件复杂且水头较高时，多采用３排以上的多排孔帷幕。按灌浆　Ｌ底部是否深　人相对不透水岩层划分：深入的称封闭式帷幕；不深入的称悬挂式帷幕。　二、施工技术　大坝岩基帷幕灌浆都在两岸坝肩平洞和坝体内廊道中进行。土石坝岩基　帷幕灌浆，有的先在岩基顶面进行，然后填筑坝体；有的在坝体内或坝基内的　廊道中进行，其优点是与坝体填筑互不干扰，竣工后可监测帷幕运行情况，并　可对帷幕补灌。帷幕灌浆的钻孔灌浆按设计排定的顺序，逐渐加密。两排孔或　多排孔帷幕，大都先钻灌下游排，再钻灌上游排，最后钻灌中间排。同一排　Ｌ　多按３个次序钻灌。灌浆方法均采用全孔分段灌浆法。　灌浆压力是指装在孔口处压力表指示的压力值。岩石帷幕灌浆压力，表　层不宜小于１　１．５倍水头，底部宜为２　３倍水头。砂砾石层帷幕灌浆压力尽可　能大些，以不引起地面抬动或虽有抬动但不超过允许值为限。灌浆开始后，一　般采用一次升压法，即将压力尽快升到设计压力值。当地基透水性较大，灌人　浆量很多时，为限制浆液扩散范围，可采用由低到高的分级升压法。在幕体中　钻设检查孔进行压水试验是检查帷幕灌浆质量的主要手段，质量不合格的孔　段要进行补灌，直至达到设计的防渗标准。　三、施工程序　３　１钻孔与测斜：采用小口径地质回转钻机，金钢石钻头钻孔，开孔前用　“两点法”地锚固定，用角度尺和地质罗盘校正钻机立轴。第１段灌浆结束后进　行孔口管埋设，埋人基岩深度２　ｍ，孔口管采用？７３　ｍｍ的无缝钢管。钻　Ｌ测斜　选用ＩＣ，ＸＰ—Ｉ型测斜仪，一般每１０　ｍ测１次。　３．２钻孔冲洗与简易压水：采用高压水脉动冲洗，冲洗时间不少于３０　ａｒｉｎ，回清水１０　ｍｉｎ。灌浆前均进行简易压水试验，压水压力１．０　ＭＰａ。　３．３制浆与检测：采用集中制浆，分部位供浆，浆液经湿磨机串联磨制后　送入搅拌桶，外加剂为ＵＮＦ一５型高效减水剂，掺量７％。浆液浓度采用标准漏　斗粘度计检测，要求漏斗粘度小于３０　ｓ；细度主要采用沉降法，用激光粒度仪　校核，要求每１０　ｔ水泥检测１次。　３　４自动记录：灌浆记录全部采用自动记录仪。　３．５灌浆压力控制：在施工过程中为了避免抬动破坏，建立了注入率与最　大灌浆压力的关系。　四、帷幕灌浆斜孔处理　４１孔斜成因分析　Ｌ斜作为钻孔事故产生的原因较多，视其主客观因素可归纳为地质条件　（集中表现在钻孔内岩石的力学性质上）、技术条件（因采用与实际不相宜的　技术措施造成的钻孑Ｌ偏斜）、操作方法（操作方法的不当往往是产生钻孔偏斜　的直接原因）等３个方面。　４．２孔斜的预防与处理措施　控制钻孔钻进方向，使之不发生严重偏斜是一项很复杂的技术工作。采　取何种技术措施防止钻孔偏斜或钻孔产生严重偏斜后如何处理，都必须将影　响钻孔偏斜的３方面因素结合起来全面加以考虑。　４．２．１预防孔斜的措施　（１）钻机的安装要水平牢固，立轴中心与钻孔中心应在同一条垂直线上，　并按要求的孔向对准孔位开孔，以使钻进中不摆不晃；　（２）孔口管必须牢固并满足要求，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）使用符合规格的各种钻孔器具，并随时检查，如发现有弯曲的钻具或　有磨损较严重的立轴导管时，应及时更换；　（４）孔较深以后，即开始需要从地面减压钻进时，特别要注意钻压的调　整，同时要注意提升吊环必须与立轴及钻孔中心线在一条直线上；　（５）钻进中，当岩石换层时，不论是由软变硬还是由硬变软，或者是由完　整变破碎，破碎变完整等情况，均应减压减速钻进，对其进尺的速度和冲洗液　的流量及压力也应加以适当的控制；　（６）钻进中，应勤检查钻机有无移动，立轴钻进的方向有无变化，发现问　题应及时纠正；　（７）为防止孔斜发生，必须熟悉所使用机械性能和钻孔方法的特点，经常　研究，总结经验。在深孔帷幕的钻孔中，应对孑Ｌ斜及时测量，及时准确地掌握　钻孔的偏斜情况，以利于及时处理。　４．２．２孔斜的处理措施　（１）扩孔纠偏法　此种方法适合于浅孔阶段中（一般不超过１０　ｍ）钻孑Ｌ已偏斜严重的情况。　（２）短钻具法　在松软岩层或厚度大的覆盖层中钻进时，当钻孔产生一定偏斜后，可利　用较短的粗径钻具进行矫正。主要通过用轻压力慢转速的操作方法，钻具会　因自重垂向钻进。　（３）换径法　换径法主要是用比原正常钻进用的粗径钻具小一级或二级直径且长度　短于１．５　ｍ的粗径钻具钻进。　（４）扫孔法　扫孔法是在某一灌浆段钻孔结束时进行孔斜测量，发现偏斜值超过允许　值时，先不进行纠偏处理，按正常程序继续进行灌浆，当接近灌浆结束标准　时，用比例为０．５（或０．６）：１的浓浆（可加适量的速凝剂）置换出孔内稀浆，并待　凝２４～４８　ｈ后再扫孔，扫孔时注意控制钻压并随时检测孔斜，可使已偏斜的钻　孔段得到有效的纠正。但此种办法耗时较长，一般在上述几种方法处理无效　的情况下采用。　五、帷幕灌浆施工时产生坝体裂缝的检测　在进行帷幕施工时，经常会因为灌浆导致坝体产生裂缝，需要及时对坝　体进行检测，主要采用探孔检测法进行检测。　ｔｆ．１探孔布置　在裂缝中心点布置１个孔深为６ｍ的探孔；在裂缝中心点左右间隔８ｍ各布　置１个孔深为４ｍ的探孔。　５．２探孔开挖方法　在裂缝中心点挖一个孔深为６ｍ的探　Ｌ，探孔最下段２ｍ孔径为１．３ｍ、中间　２ｍ段孔径为１．６ｍ、最上段２ｍ？Ｌ径为２ｍ。在裂缝中心点左右间隔８ｍ挖一个孔　深为４ｍ的探孑Ｌ，探孔下段２ｍ？Ｌ径为１．６ｍ、上段ｇｍ？ｋ径为２ｍ。　５．３探孔记录　在进行探孑Ｌ开挖时，每开挖１ｍ深度，由现场地质工程师做好该开挖探孔　的地质编录，并做好相关的文字及图象资料。　５．４裂缝观测　在进行探孑Ｌ开挖时，每开挖１ｍ深度后对裂缝进行观测，在裂缝处每３０ｃｍ　粘贴一张皱纹纸条，并将纸条依照顺序编号，做好每张纸条粘贴处裂缝宽度　记录。在探孔开挖后，每天对粘贴纸条进行观测，做好粘贴纸条处裂缝宽度变　化记录。　‘４１９‘