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水利工程中帷幕灌浆施工工艺探讨金亚凤

发表时间：2020/7/14 来源：《基层建设》2020年第6期作者：金亚凤

[导读] 摘要：经济社会的快速发展，水利工程作为重要的基建设施发挥了巨大作用。

        杭州航升建设有限公司浙江杭州 310000
        摘要：经济社会的快速发展，水利工程作为重要的基建设施发挥了巨大作用。同时，水利工程技术水平也在不断提升，其施工技术类型日渐成熟。但水利工程建设的复杂程度越来越高，特别是各类水工建筑施工，很容易因受水文地质条件影响而出现质量问题，而帷幕灌浆技术能够缓解并处理此类问题，同时能够提升建筑结构强度及稳定性。因此，文章围绕水利工程帷幕灌浆相关内容展开探讨。
        关键词：水利工程；帷幕灌浆；应用
        帷幕灌浆技术是将混凝土浆液注入岩体、土层中的裂缝、孔隙当中，形成连续性的阻水帷幕，降低水利工程渗流量、渗透压力，这种灌浆工程即为帷幕灌浆技术。具体应用过程中，主要使用地质钻机进行施工，然后对地层进行钻孔，形成帷幕钻孔。在水利工程中应用帷幕灌浆技术时主要使用水泥浆作为基础材料，然后向孔内进行高压灌注，提升水泥浆液的渗透性，在水泥浆凝固完成后形成水泥浆柱，与周边土层凝结到一起，形成高密实的防水帷幕，确保水利工程基岩防渗效果，更好地发挥水利工程整体价值。帷幕灌浆技术利用液压、气压、电化的方式将凝固的浆液注入岩土层中的软弱结构面，然后对岩土层进行挤压，形成强度高、抗渗透性好、稳定性强的新结构体，起到加固、防渗作用，有效提升水利工程地基不透水性、增加边坡、堤坝的稳定性，固化地基和恢复工程结构的整体性。
        一、帷幕灌浆技术优势
        （一）实用
        在水利工程建设过程中帷幕灌浆技术应用得到了越来越多的关注，其应用能够有效提升工程施工效率。帷幕灌浆技术工艺简单、环境标准要求低，所涉及的设备较为常见。实际应用过程中需要在岩层、土层上打孔，然后将混凝土浆液灌注到事先钻好的孔内，待混凝土凝固后，岩层、土层当中会形成帷幕防水层。该技术的应用需要严格遵循标准规范及设计要求，依照工艺施工标准要求开展作业，能够有效提升水利工程整体质量，在实际实施期间，效果较为显著。
        （二）安全
        帷幕灌浆施工作业前要对水利工程现场进行全面分析，针对水文、地质情况进行勘察、测量，最终形成有效的分析报告。然后，组织相关人员以此为基础开展设计，在设计过程中将帷幕灌浆技术融入其中，从设计之初就为帷幕灌浆技术应用奠定基础。根据水利工程建设要求、设计方案确定有效的施工方案，依照水文地质条件确定帷幕灌浆工程厚度，降低水利工程建设过程中的安全风险，提升混凝土浇筑工程的安全性。
        （三）经济
        帷幕灌浆技术应用到水利工程建设当中，能够有效节约施工材料，减少各类设备、设施的投入。实际施工过程中主要原材料包括水泥、灰粉、添加剂，现场施工不需要大量作业人员，所需的人工成本相对较低，而且在工程前期可以通过相应的造价进行控制，将各类施工技术应用其中，从而大大提升企业的经济效益。
        二、帷幕灌浆施工技术在水利工程施工中的应用
        （一）工程概况
        某大坝基岩施工难度较大，应对施工区域深入勘察，编制合理的施工方案，并积极进行帷灌施工。采用悬挂式帷幕，深入岩石20m，布设单排孔，孔距控制在2m左右。帷幕灌浆施工中，钻孔深度2504m，总耗灰145t。压水检查试验，符合设计要求，但是打孔后出现用水，超出标准。通过观测分析，7#和9#坝段帷幕加深10m，排水量超过0.01L/s的排水孔回灌处理。帷幕加深处理中，钻孔911.74m，灌浆790.54m，耗灰量128.44t；排水孔回灌40个，共有400m，平均耗灰52.92kg/m；新建造排水孔39个，钻孔298m。通过处理后，排水孔排水量得到明显减小，可以满足大坝运行需要，但是后期仍然需要观察，一旦发现问题及时处理。

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        （二）测量放线
        在水利工程施工中，编制合理的施工方案，首要一点是对施工区域进行充分的地质勘察，了解施工区域的地质条件、水文条件和环境条件，使用全站仪测量放线，把握控制点，确定施工高程，确保灌浆施工活动顺利进行。在确定灌浆轴线后，使用钢卷尺来测量确定灌浆孔位，获取数据后计算孔深。为了确保计算结果精准可靠，应该对计算结果反复核对和计算，为后续的施工方案编制提供可靠依据。
        （三）钻孔
        水利工程施工中，钻孔是一个重要阶段，应充分契合实际情况来配备钻孔设备。确定钻机口径，选择小口径的回转钻机，其他口径的机械，口径要控制在46mm左右。钻孔后，测量孔径、孔深，控制好两个空洞之间的间距，不超过10cm以内。为了保证施工活动有序展开，孔壁塌陷会出现渗水，应加强工程送水量控制，如果发现有泉眼和断层问题，及时做好记录，结合具体工况优化处理，为水利工程施工质量提供保障。
        （四）清理孔洞和裂隙
        在钻孔后，应对孔洞和裂隙充分清洗，避免杂质影响到后续施工质量。可以选择压力水脉动力冲洗孔洞和裂隙，如果清洗效果较差，可以多次冲洗。如果冲洗情况与实际需求相背离，选择风、水成冲洗循环方法，为后续的施工活动奠定基础。需要注意的是，在这个过程中需要严格控制水冲洗压力，灌浆压力保持80%左右，冲洗压力维持在1MPa左右。使用风冲洗压力，保持灌浆压力50%左右，冲洗压力控制在0.5MPa左右。孔洞冲洗是一个连续的过程，每次在30min左右，裂隙冲洗则维持10min，冲洗后检查是否冲洗干净。
        （五）压水试验
        裂隙和孔洞冲洗后，按照施工标准进行压水试验，按照顺序逐步进行，选择五点法进行试验。相较于冲洗施工方法而言，压水试验压力值控制在灌浆压力80%左右。一般情况下，压水试验的压力值为0.8MPa以下，压水时间在20min，做好记录。压水试验，分析基岩透水性，便于后续施工活动有序展开。
        （六）灌浆
        上述环节结束后，进行关键施工，是帷幕灌浆施工的关键环节，操作不当将直接影响到整体施工质量。一般情况下，帷幕灌浆施工技术应用工艺多样，其中循环式基岩灌浆，控制好射浆管和孔底距离，大概在50cm左右。如果施工环境较为复杂、恶劣，施工后需要等泥浆凝结，再使用钻孔套管施工，灌浆后回填黏土球，并对土城充分的压实。在灌浆施工是孔口封闭状态下进行，所以要控制好孔洞施工压力，选择一次升压法施工，提升孔洞压力满足施工要求。如果一次升压不符合要求，可以持续升压，每次升压0.7p，直到满足施工要求。
        （七）优化浆液配比
        浆液配合比设计中，结合具体施工要求控制好浆液配比，透水率在5Lu以上，选择3：1，繁殖则选择5：1。如果透水率在10Lu以上，水灰比为2：1，具体情况应结合施工需求确定。
        上述环节结束后，灌浆结束后，在施工全过程中，注浆孔压力始终保持最大值，注入速度不超过1L/min，大概需要60min方可完成。施工活动结束后，应及时选择分段压力灌浆封孔法进行封孔，然后保持一天闭浆，保证施工质量。需要注意的是，在施工中可能出现设备故障或注浆管损害问题，应该在施工前做好检修和维护，破损严重的及时更换，避免影响到后期施工。
        综上所述，帷幕灌浆施工技术在水利工程施工中应用，应整合工程资源，把握技术要点，对施工区域充分地质勘察，了解实际情况编制合理施工方案，并做好浆液配合比，按照流程进行施工，提升施工质量和效率，打造高质量的水利工程。
        参考文献：
        [1]王振军.水利工程基础灌浆施工技术研究[J].黑龙江水利科技，2019，47（10）
        [2]方飞.帷幕灌浆施工技术与质量管控措施[J].河南水利与南水北调，2019，48（08）
        [3]童振科.帷幕灌浆施工技术在水库大坝基础防渗加固处理中的应用研究[J].珠江水运，2019（13）