水利水库工程中帷幕灌浆的施工要点探析
中图分类号：TV543 文章编号：1009-2374（2016）21-0107-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.21.052
水利水库工程构筑物长期处于水下，受水流的冲刷和侵蚀，很容易出现渗漏问题，而一旦发生渗漏，将会严重威胁水利工程整体的稳定和安全。因此，在水利水库工程建设中，应该切实做好防渗工程的施工。在当前的技术条件下，帷幕灌浆技术是水利工程防渗施工中比较常见的作用，具有较强的实用性和安全性，能够起到良好的防渗效果，从而保证水利水库工程的安全稳定运行。
1 帷幕灌浆施工工艺
帷幕灌浆是指将配置好的浆液通过相应的灌浆设备，灌入岩体或者土层的裂隙和孔隙中，形成连续的阻水帷幕，以减少渗流量，降低渗透压力的施工技术。帷幕的顶部与混凝土闸底板或者坝体相互连接，底部则深入到相对不透水层中，以阻止或者减少地基中地下水的渗透，从而保证水利工程的稳固性。不仅如此，通过帷幕灌浆形成的防水帷幕与下游排水系统的共同作用，还可以有效降低渗透水流对于水利闸坝的扬压力。因此，自出现至今，帷幕灌浆技术一直都是水利工程基础防渗的重要手段之一，在保护水工建筑物方面发挥着不可替代的作用。
帷幕灌浆技术的施工工艺流程如下：
1.1 灌浆孔设置
在正式施工前，需要对施工现场进行勘查，通过相应的施工测量，了解需要进行帷幕灌浆的部位，对相关数据进行收集，合理布设灌浆孔，以确保灌浆效果。按照具体的设计要求，在防渗墙的轴线位置布设灌浆孔，将孔位的轴向偏差控制在10cm以内，深度依照实际需求确定，通常在20～30m，不能超出设计灌浆底线。
1.2 成孔清孔
成孔是灌浆工作的基础和前提，其质量直接关系灌浆施工的整体效果。在进行成孔作业时，需要依照测量得到的孔位，对钻机进行安装，并通过试运行的方式进行调整，确保钻机运行稳定。在钻孔过程中，应该关注钻机的运行状况，对钻进速度和钻进深度进行跟踪管理，同时确保钻头的温度，及时进行冷却。成孔完成后，需要进行清孔，对水压及流量进行控制，按照从下到上的顺序，清除孔内的沉渣，为后续灌浆作业奠定良好的基础。清孔完成后，还需要进行相应的压水实验。
1.3 灌浆施工
准备工作全部完成后，就可以进行灌浆施工。为了保证质量，可以按照自下而上的顺序分层进行灌浆，并对灌浆压力进行合理选择，结合注入率对灌浆的时间进行控制，以保证灌浆效果。在灌浆施工过程中，需要做好回浆的实时监测，若发现回浆浓度超过灌浆浓度，则需要重新配置浆液进行灌注。
1.4 孔洞密封
灌浆完成后，采用5∶1配置比的水泥浆对孔洞内的浆液进行置换，抽出注浆管，采用压力灌浆的方式对孔洞进行密封。
2 水利水库工程中帷幕灌浆技术的施工要点
这里结合相应的工程实例，对帷幕灌浆技术在水利水库工程中的应用情况进行分析。
2.1 工程概况
某水电站属于该地区整体开发规划中的重要项目，控制流域面积达到1530km2，设计年发电量达到5200万kWh，整体建设成本约为1.35亿元。工程水库拦河坝最大高度为22.3m，共设置5个泄洪孔，总净宽为88.6m，中间坝段为105.5m，大坝总长为126.5m。拦河坝工程为3级建筑，依照50年一遇洪水设计，设计洪水位在42.35m。为了切实保证工程的安全稳定运行，采用帷幕灌浆技术对其进行防渗处理。
2.2 施工要点
在该工程中，经过对施工现场的全面勘查，结合其地质水文信息，采用自上而下、小口径钻入，同时封闭孔口，在孔内来回循环的高压灌浆施工方案，需要结合帷幕灌浆技术的工艺流程，关注四个要点问题：
2.2.1 灌浆孔：应该结合工程的设计要求对灌浆孔进行设置，将孔距控制在3m，同时孔位偏差不超过10cm。如果遇到特殊情况，需要对孔位进行调整，则需要经监理工程师同意后才能进行作业，同时做好记录工作。钻机安放完成后，需要通过试运行的方式，对其进行检验，并检查钻杆、钻具、钻头等零部件的状态，确保成孔作业的顺利进行。另外，在对灌浆孔进行钻进施工的过程中，需要多次检测孔斜，一般在孔深小于30m的情况下，以10m为间隔进行检测，如果孔深超过30m，则应该将间隔缩短到5m，尤其需要注意最初20m的孔斜。在帷幕灌浆中，钻孔孔底的允许偏差如表1所示：
2.2.2 灌浆段长度：在灌浆施工中采用的是分层分段施工的方式，因此需要预先对灌浆段的长度进行合理设置，将误差控制在30cm以内。在施工过程中，如果遇到特殊情况，如岩溶地质，则应该控制段长在3m以内。
2.2.3 钻孔与冲洗：依照设置好的灌浆孔位置，沿井筒中心线的方向，设置三排帷幕灌浆孔，设计孔深为14.6m，采用直径为108mm的钻头进行钻进作业，并在孔口位置设置θ89mm的法兰盘。灌浆孔成孔后，以压力水进行冲洗，清除孔内沉渣，冲洗时间根据实际情况确定，通常都是在回水清澈后再冲洗约10min。导孔作为帷幕灌浆施工中一道必不可少的工序，应该得到足够的重视，对返水情况良好的孔段进行简单的压力处理，施加压力的时间一般为20min，以5min为间隔对压力表的数据进行读取，对压力进行控制和调节。
2.2.4 灌浆施工：灌浆施工是最为关键的工序之一，需要关注两个方面的内容，一是施工材料。在进行帷幕灌浆施工时，需要结合工程设计要求以及相关标准进行施工材料的选择，在该工程中，以普通硅酸盐水泥掺入Ⅱ级粉煤灰，充分混合后作为灌浆材料。如果在施工中遇到断层或者岩溶区域，则需要在水泥浆内加入相应的外加剂或者其他混合料，并做好记录和上报工作；二是施工方法。通常情况下，帷幕灌浆施工采用的都是自下而上的作业方式，该工程共设置两排帷幕孔，需要先对下游排孔进行施工，然后施工上游排孔，依照设计施工方案，将每一排帷幕孔分为三序，依次进行施工作业。当同一排帷幕线上相邻的两个先序孔深入到基岩以下15m左右时，才能够对后续孔进行施工。该工程采用的是孔口封闭、孔内循环的帷幕灌浆法，以钻杆作为射浆管，依照设计要求延伸到指定深度，将其与孔底的距离控制在50cm以内。在灌浆孔孔口位置，采用孔内阻塞循环灌浆技术，尾管距离孔底的距离同样不能超过50cm。在灌浆作业过程中，如果出现特殊情况，如冒浆、漏浆等，则应该及时采取相应的应急措施，并制定切实有效的处理方案，经监理工程师审批确认后，才能继续施工。 3 帷幕灌浆技术应用中的常见问题及处理
在帷幕灌浆施工中，存在着一些比较常见的问题，需要施工人员及时进行处理。
3.1 灌浆中断
导致灌浆中断的原因是多方面的，如停电、机械故障、灌浆管堵塞等，容易影响整体灌浆效果。对于这种情况，可以采取相应的措施进行预防：一是选择性能与规格达标的管材，同时在施工过程中对其进行经常性检查，确保接口牢固，不存在管道破损或者堵塞的问题；二是使用能够满足施工要求的灌浆泵，确保其能够在最大灌浆压力下长时间稳定运行。同时应该做好灌浆泵的养护工作，每次灌浆完成后都需要对其进行清洗；三是及时对压力表进行校核，保证压力正确；四是做好电力系统的定期检修，减少停电风险。而如果出现了灌浆中断问题，应该缩短中断时间，在保证质量的前提下尽快实现复灌。
3.2 串浆
串浆是指浆液从其他钻孔流出的情况，会造成浆液的流失和浪费。之所以会出现串浆，主要是由于灌浆孔所处岩层缝隙较多，在相邻的灌浆孔之间形成连通渠道。对于这个问题，可以同时对串浆孔和灌浆孔进行灌浆施工，并且在每一个孔处都设置一台灌浆泵。如果条件不允许，也可以在串浆孔漏浆位置的上方设置灌浆塞，对其进行封堵。
3.3 固管
固管主要是指浆液在灌浆管内达到凝结条件，产生胶结的现象。引发固管问题的主要原因是在压力的作用下浆液失水，同时水泥的水化放热引发温度升高，缩短了浆液凝结的时间，也可能是射浆管下端距离孔壁过近，使得浆液在循环过程中堵塞并沉淀在射浆管口位置。对于固管问题，可以采用回旋式孔口封闭器，同时在进行灌浆作业的过程中，定期对灌浆管进行活动，减少浆液凝结现象。同时应该做好回浆量以及回浆浓度的定期检测，确保回浆管内的回浆量始终在15L/min以上，如果发现回浆浓度过大，则应该立即对浆液进行稀释。
4 结语
总而言之，在经济发展的带动下，我国的基础设施建设步伐不断加快，水利水库工程的数量也随之不断增加。作为国民经济发展中一项非常重要的基础性设施，水利水库工程的质量影响巨大，也因此得到了相关部门的高度重视。针对水利水库工程中的渗水问题，应该做好防渗工作，利用帷幕灌浆施工技术，减少渗漏所带来的危害，推动水利工程项目的稳定发展。
