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浅谈水库除险加固工程中的帷幕灌浆施工技术

作者：车金丽 娄广明

来源：《中国科技博览》2018年第05期

[摘 要]4我国目前现有的许多水库因多年运行及其他多种原因，都不同程度存在一些病险问题，水库除险加固成为水利行业的工作重点之一。在水库除险加固施工中，水工建筑物的基础一般需重新进行处理才能满足稳定与防渗要求，帷幕灌浆技术作为基础处理的常用措施，选用合适的技术参数以及恰当的工艺方法对整体质量至关重要。本文根据汤河水库除险加固工程实例，对帷幕灌浆施工技术做了比较详尽的介绍。 [关键词]帷幕灌浆 施工技术 成果分析

中图分类号：TV697.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0036-01 一、工程概况

汤河水库位于太子河一大支流汤河干流上的一座国家大（Ⅱ）型水库，是一座以防洪、工业和供水为主，兼顾灌溉、发电、养鱼等综合利用的水利枢纽工程。汤河水库主要枢纽建筑物由土坝、溢洪道、输水洞、水电站、引水建筑物等五部分组成。本次除险加固工程的主要施工项目为：汤河水库大坝加固、溢洪道拆除重建、泄洪洞加固、防汛道路的改建、新建输水管线工程。其中溢洪道拆除后需对控制段基础进行帷幕灌浆处理。 二、帷幕灌浆参数选择

1、灌浆孔布设形式。根据设计图纸，帷幕灌浆采取单排孔三次序等距直线式布设灌浆孔。先进行灌浆试验，试验段灌浆孔数为5个，采用XY-300型地质钻进行钻进，在试验灌浆结束14天后，进行灌浆质量检查，检查孔1个，帷幕灌浆基本孔距为2m，分三序逐渐加密法进行钻孔灌浆。一序孔孔距为8m，二序孔加密到孔距4m，三序孔加密到基本孔距2m。2.灌浆压力。帷幕灌浆压力根据设计要求接触段压力为0.5MPa，第二段压力为1.0MPa，第三段及以下各段压力为2.0MPa。 三、帷幕灌浆施工

1、灌浆方法：孔口封闭孔内循环灌浆法。2、灌浆工艺流程（图1）。3、钻孔施工。（1）灌浆孔主要采用XY-2型和XY-2B型地质钻机钻进，孔径60mm。由于工期紧，同时辅以两台XY-150型地质钻机，以满足灌浆需要。钻孔孔径为φ60mm，接触段在岩石中的长度为2m，以下各段长度依次为1m、2m、5m···5m，最后一段小于6m可一次灌注。帷幕灌浆孔与

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设计孔位偏差值不得大于10cm，钻孔孔底允许偏差值见表1。（2）在每段钻孔结束后，使用测斜仪进行灌浆孔测斜，并做详细记录。以便对后续钻孔施工进行调整，确保孔向垂直。4、钻孔冲洗及压水试验。（1）各灌浆孔段在灌浆前应进行钻孔冲洗：钻孔结束后，在孔内下入钻具（或导管）直到孔底，通入大流量水流，从孔底向孔外进行冲洗，直至回水清净延续10min止，孔内沉积厚度不得超过20cm。（2）各灌浆孔段在灌浆前采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净为止。冲洗压力为同段灌浆压力的80%，并不大于1Mpa。（3）各次序灌浆孔的各灌浆段在灌浆前进行简易压水，简易压水在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行。压力为灌浆压力的80%，并不大于1Mpa。压水时间20min，每5min测读一次压入流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率q表示，单位为吕荣（Lu）。（4）先导孔自上而下分段卡塞进行压水试验，检查孔压水试验采用单点法，压力为同段灌浆压力的80%，并不大于1Mpa。压水试验按《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL25-2001）执行。5、帷幕灌浆施工。（1）制浆材料。灌浆的浆液为纯水泥浆液，其材料主要为水泥和水。水泥等固相材料应采用重量称量法，称量误差应小于5%。①水泥。灌浆所用水泥采用水泥强度等级为P.O42.5级，其质量和各项性能指标均应符合招标文件和国家现行技术规范的要求。施工中不得使用受潮结块的水泥并且水泥存放不应过久，出厂期超过三个月的水泥不应使用。②水。施工用水为水库水，其水质应符合拌制水工混凝土用水的要求。（2）液搅拌。采用分散制浆，制浆所用水泥直接搬运至制浆平台。灌浆泵安放在制浆平台适当位置，用灌浆泵将搅拌好的浆液通过高压管路送至灌浆孔进行灌注。本工程采用高速搅拌机制浆，浆液的搅拌时间大于30秒。送至普通立式400L双桶搅拌机，浆液在使用前应过筛，从开始制备至用完时间不大于4h。（3）灌浆。根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62-94规定及设计要求，灌浆孔分为三个序次，按分序加密的原则进行灌浆。1）灌浆。第一段钻孔深度为进入岩石2m，钻孔完成后，将栓塞卡在岩石上部0.5m处的预埋管中进行砼盖板与基岩接触段灌浆，灌浆满足设计要求方可进行第二段钻孔。①浆液变换。在灌浆过程中应尽快达到设计压力，但注入率大时应分级升压。灌浆浆液的浓度遵循由稀到浓的原则逐级变换，浆液水灰比（重量比）可采用5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.5：1等六个比级。开灌水灰比采用5：1。a.当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。b.当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级。c.当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。（2）灌浆结束标准。本次帷幕灌浆采用孔口封闭孔内循环灌浆法，灌浆应同时满足下述两个条件后，方可结束：1）在规定的压力（灌浆各段设计压力）下，注入率不大于1L/min时，延续灌注时间不少于90min。2）灌浆全过程中，在设计压力下的灌浆时间不少于120min。（3）封孔。灌浆封孔采用置换和压力灌浆封孔法。全孔灌浆完毕后，将导管下入到钻孔底部，用灌浆泵向导管内泵入水灰比为0.5的水泥浆。水泥浆自孔底逐渐上升，可将导管徐徐上提，但应注意务必使导管底口始终保持在浆面以下，使孔内余浆或积水顶出孔外。在泵入浆液过程中，随着水泥浆在孔内上升，可将导管徐徐上提，但应注意务使导管底口始终保持在浆面以下。而后将灌浆塞塞在孔口，继续使用这种浆液进行纯压式灌浆封孔，压力为灌浆最大压力，灌浆持续时间不应小于1h。封孔灌浆结束后，闭浆24h。 灌浆采用全自动记录仪进行记录。

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四、帷幕灌浆成果分析

按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62—94规定要求及现场实际情况布设检查孔，帷幕灌浆检查孔数量为灌浆孔数的10%，本工程帷幕灌浆孔数为28孔，故检查孔孔数定为3个。

在帷幕灌浆结束14天后，采用单点法对检查孔进行压水试验， 检查孔第一段透水率最小值2.08Lu、最大值2.71Lu；第二段透水率最小值2.14Lu，最大值3.33Lu；第三段透水率最小值2.14Lu、最大值3.54Lu；检查孔透水率均符合设计要求要求﹤5lu的合格标准，施工质量达到优良等级。

帷幕灌浆检查孔透水率详见表2： 五、结论

本文对汤河水库除险加固工程溢洪道控制段基础帷幕灌浆的施工方案及施工工艺进行了介绍，有所侧重的对灌浆施工中的注意事项进行了阐述，达到了指导施工的目的。并通过对灌浆成果的分析，证明帷幕灌浆已达到预期效果，对以后类似工程的施工具有一定的指导和借鉴意义。