水利工程中帷幕灌漿施工技術探析

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【摘要】高噴灌漿和帷幕灌漿都屬于水利工程施工環節常見的灌漿施工技術類型，可以為提高水利工程建筑地基的防滲性提供極大幫助。本文著眼于水利工程帷幕灌漿施工技術，對該技術應用流程以及技術要點進行簡要分析，并分析了帷幕灌漿技術應用的重難點以及相關的應對措施，希望能為相關工作人員提供參考。

【關鍵詞】水利工程；帷幕灌漿；施工難點；技術要點

水體沖刷和侵蝕是造成水利工程建筑損毀的原因之一，所以水利工程建筑的運行安全性與其防滲能力有直接關系。因此，科學選定和優化水利工程建筑施工的防滲技術十分必要。當前，帷幕灌漿施工技術是常見的水利工程防滲施工技術之一，具有極高的實用價值和可靠性，能夠為保障建筑安全奠定基礎。

1水利工程的灌漿工藝概述

水利工程灌漿工藝的主要應用功效是提高工程建筑地基的防滲能力，使其在面對水體侵蝕和沖刷的過程中表現出較高的穩定性和耐久性。在此環節，常用的灌漿工藝有兩種：①高噴灌漿；②帷幕灌漿。高噴灌漿是借助于高噴鉆機噴射漿液，讓漿土重新排列，進而獲得固定形狀的固結體的過程；而帷幕灌漿則通過在巖土或土層縫隙中灌入漿液，打造連續阻水帷幕，從而減小地基面臨的滲透壓力與滲流量的工程。這兩種灌漿工藝的工序十分接近，都需要依照鉆孔、制漿、灌漿、封孔、質量檢查和驗收等階段。圖1為帷幕灌漿的施工現場圖。

2水利工程中帷幕灌漿施工要點

2.1鉆孔。鉆孔是帷幕灌漿施工環節最為基礎也是最重要的一項工序，鉆孔工作的有效性將會對后續的灌漿成果產生直接影響。鉆孔前，施工人員必須開展全面、細致的現場勘查，明確施工地點的實際情況，從而為制定針對性施工方案和提高鉆孔科學性做好充足準備。“回旋式鉆機+金剛石鉆頭”是最為常見的帷幕灌漿鉆孔工具組合之一，施工時也可使用硬質合金鉆頭來代替金剛石鉆頭[1]。在鉆進工作中，施工人員需要重點關注不同類型鉆孔的鉆進方式、孔徑、孔位以及孔向。比如，基于獲取巖芯的標準確定先導孔與檢查孔孔徑，從而為開展取芯鉆提供輔助；終孔的孔徑應控制在56mm以下，而且實際孔位與設計位置的偏差不能超過5cm，理論與實際孔深的誤差也必須保證在0.5cm以內。灌漿孔應符合孔徑小、孔壁平、孔洞直、孔向準確等要求，還必須完成孔斜測量和孔底偏差控制。比如，以表1中數值為基準確定帷幕灌漿的孔底偏差情況是否符合標準，從而對鉆孔工作質量進行有效控制。鉆孔環節，施工人員應該對鉆孔的尺寸進行合理控制，從而保證同類型孔的尺寸一致，提高鉆機使用的便捷性和工作效率。此外，每完成一次鉆孔，都應該立即清理操作平臺，為快速開展下一次鉆孔提供保障。2.2制漿。制作漿液前，施工人員應該先合理選用灌漿原料，然后再基于科學方法完成漿液制作。通常來說，帷幕灌漿的漿液主要由水、水泥和外加劑組合而成。其中，水泥應選用42.5MPa的普通硅酸鹽水泥，且必須處于干燥狀態，若受潮結塊則禁止使用；還需要對其進行有效篩雜。比如，利用80μm方孔篩篩水泥，大部分可通過且留在篩網上的水泥量不超過總量的5%。選用灌漿用水時，應基于高噴灌漿技術的用水要求和水工混凝土拌和的用水標準選水。比如，可選用適宜飲用的水，不可選用未經處理的沼澤水和工業污水。帷幕灌漿漿液應選用純水泥漿，但其中可添加減水劑、速凝劑等外加劑，但必須經過室內試驗確定用量和種類。制作漿液時，施工人員需要合理控制原料用量、漿液比例、攪拌時間、攪拌轉速和漿液溫度，從而保證漿液的可用性。在此環節，漿液制作者需采用重量稱量法對固體材料進行稱重，結果的誤差范圍不應超過5%。施工人員需要以1:0.5的比例控制純水泥漿液中的水泥和水用量，并將漿液的輸送流速控制在1.8m/s左右。而且，還應基于制漿需要選用不同類型的攪拌機。比如，使用普通攪拌機攪拌純水泥漿液，攪拌時長應超過3min，且攪拌速度必須保持勻速；使用高速攪拌機攪拌添加摻合料與外加劑后的漿液，攪拌時長需基于實驗結果確定，攪拌速度應超過1200r/min且保持勻速。需要注意的是，漿液的整體制作時長不宜超過2h[2]。在冬夏兩季，施工人員必須充分考慮環境溫度對漿液溫度的影響，做好針對性防護措施。比如，炎熱季節施工應采取防熱和防曬措施，保證漿液溫度在5~40℃范圍內；冬季以不超過40℃的熱水制漿液，并加強管路防寒保暖工作。2.3沖洗。鉆孔完成后，需進行妥善的沖洗清孔才能為后續灌漿提供保障。經過沖洗，灌漿孔內的沉積厚度必須控制在20cm以下。除灌漿孔以外，施工人員還需要妥善開展裂隙沖洗，從而提升灌漿準備工作的全面性。比如，基于現場試驗，確定復雜地質地區的能夠開展裂隙沖洗；基于壓力水完成常規孔段的裂隙沖洗，保證沖洗壓力是灌漿壓力的0.8倍。2.4灌漿。水利工程的帷幕灌漿施工環節，最為適用的灌漿方法是自上而下的分段灌漿法。應用這種方法時，需要從先導孔開始，自上而下地對各次序的灌漿孔進行簡易壓水，從而為提高灌漿成效奠定基礎。在實踐工作當中，需保證第一排帷幕灌漿與旋噴灌漿共孔，并基于循環式灌漿方法作業，保證射漿管與孔底的距離不超過50cm。需要注意的是，帷幕灌漿的自上而下施工流程，既可以與壓水試驗同步開展，也可以先完成試驗再分段灌漿。分段灌漿的過程中，合理設置灌漿段并保證灌漿壓力合理是提升帷幕灌漿施工質量的關鍵。此時，各灌漿段的長度可控制在5m左右，若條件允許可適當增長但不得超過10m；灌漿壓力則應該隨土層厚度的增加而增加，其可基于0.05MPa/m的標準增壓。在實際作業環節，相關工作人員還需要根據實際情況靈活變換漿液，逐級調整漿液的水灰比[3]。比如，開始灌漿時，選擇水灰比為5:1的漿液。漿液注入量超過300L或灌漿時間大于30min，但灌漿壓力與注入率無變化時，可選用水灰比為3:1的漿液灌漿，后續也應根據壓力與注入率變化不斷調整漿液濃度。2.5封孔。封孔前需依照相應標準結束灌漿，若處于常規地質條件下持續灌漿1h，但規定壓力下的注入率小于1L/min時，可結束灌漿。若處于復雜地質條件或灌漿壓力低時，可適當延長灌漿時間。進入封孔階段，施工人員應該選擇使用新鮮水泥和全孔灌漿的方式封孔。此時，封孔所用的水泥水灰比應該為0.5。

3水利工程帷幕灌漿施工難點

帷幕灌漿施工技術的應用難點主要表現在施工過程的質量控制方面，由于施工地質條件復雜、干擾因素眾多，所以施工技術往往難以順利落實，進而導致個別工序的施工成果不盡如人意。為此，現場施工人員需要針對易出現的施工質量控制問題制定針對性解決方案，從而攻克施工難點。一方面，灌漿意外處理。所謂灌漿意外，是指帷幕灌漿時出現冒漿、漏漿液、串漿等問題。在實踐中，施工人員可通過調整漿液濃度、降低灌漿壓力、限制漿液流速與流量和應用間歇灌漿手段等方式處理漿液的冒漏問題；可基于同時灌漿、一泵灌一孔或先清洗串漿孔再灌漿的方式避免串漿問題。另一方面，大量注漿難結束。面對這一難題，施工人員需要先對漿液流量和流速進行有效調整，進而依照規定標準停止灌漿。比如，基于降低壓力、提升濃度、限制流量與流速和開展間斷性灌漿等方式調整灌漿狀態，提高水泥漿液中的速凝劑比例或灌入混合漿液等。對現有漿液成分以及灌漿狀態進行調控后，需清理灌漿孔，然后依照終孔灌漿的技術要求再次灌漿直至結束。在實踐中，施工人員需關注回漿濃度，如果出現回漿變濃情況則可用水灰比相同的新漿液替換現有漿液。而后，還需觀察灌入效果，若無明顯變化則可在灌注新漿30min后停止灌漿。

4結語

總而言之，在水利工程之中帷幕灌漿施工技術的有效應用，的確能夠提升建筑防滲效果，提高水利工程施工質量、延長水利工程基礎設施的使用壽命。應用帷幕灌漿施工技術時，相關工作人員應該重點關注灌漿問題，并對其中可能出現的因故中斷、串漿、灌漿孔口涌水、灌漿難以結束和溶洞灌漿等技術難點進行妥善處理。

參考文獻

[1]袁勝利.水利工程中帷幕灌漿施工技術的有效運用[J].四川建材，2020，46（11）：118，135.

[2]彭坤.水庫除險加固工程大壩帷幕灌漿施工與質量控制分析[J].湖南水利水電，2020（5）：55-57.

[3]戚俠光，劉敏.水利工程施工中的帷幕灌漿技術的運用探索[J].工程建設與設計，2020（7）：148-149，154.

作者:張力 單位:中國水電基礎局有限公司