談水利工程帷幕灌漿施工技術(shù)重難點

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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(huán)節(jié)常見的灌漿施工技術(shù)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(shù)，對該技術(shù)應(yīng)用流程以及技術(shù)要點進(jìn)行簡要分析，并分析了帷幕灌漿技術(shù)應(yīng)用的重難點以及相關(guān)的應(yīng)對措施，希望能為相關(guān)工作人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】水利工程；帷幕灌漿；施工難點；技術(shù)要點

前言

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(guān)系。因此，科學(xué)選定和優(yōu)化水利工程建筑施工的防滲技術(shù)十分必要。當(dāng)前，帷幕灌漿施工技術(shù)是常見的水利工程防滲施工技術(shù)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(chǔ)。

1水利工程的灌漿工藝概述

水利工程灌漿工藝的主要應(yīng)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(xiàn)出較高的穩(wěn)定性和耐久性。在此環(huán)節(jié)，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(jìn)而獲得固定形狀的固結(jié)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(xù)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(zhì)量檢查和驗收等階段。圖1為帷幕灌漿的施工現(xiàn)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(huán)節(jié)最為基礎(chǔ)也是最重要的一項工序，鉆孔工作的有效性將會對后續(xù)的灌漿成果產(chǎn)生直接影響。鉆孔前，施工人員必須開展全面、細(xì)致的現(xiàn)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(xué)性做好充足準(zhǔn)備?！盎匦姐@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(zhì)合金鉆頭來代替金剛石鉆頭[1]。在鉆進(jìn)工作中，施工人員需要重點關(guān)注不同類型鉆孔的鉆進(jìn)方式、孔徑、孔位以及孔向。比如，基于獲取巖芯的標(biāo)準(zhǔn)確定先導(dǎo)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(yīng)控制在56mm以下，而且實際孔位與設(shè)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(nèi)。灌漿孔應(yīng)符合孔徑小、孔壁平、孔洞直、孔向準(zhǔn)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(shù)值為基準(zhǔn)確定帷幕灌漿的孔底偏差情況是否符合標(biāo)準(zhǔn)，從而對鉆孔工作質(zhì)量進(jìn)行有效控制。鉆孔環(huán)節(jié)，施工人員應(yīng)該對鉆孔的尺寸進(jìn)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(yīng)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(yīng)該先合理選用灌漿原料，然后再基于科學(xué)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(yīng)選用42.5MPa的普通硅酸鹽水泥，且必須處于干燥狀態(tài)，若受潮結(jié)塊則禁止使用；還需要對其進(jìn)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(wǎng)上的水泥量不超過總量的5%。選用灌漿用水時，應(yīng)基于高噴灌漿技術(shù)的用水要求和水工混凝土拌和的用水標(biāo)準(zhǔn)選水。比如，可選用適宜飲用的水，不可選用未經(jīng)處理的沼澤水和工業(yè)污水。帷幕灌漿漿液應(yīng)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(jīng)過室內(nèi)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(zhuǎn)速和漿液溫度，從而保證漿液的可用性。在此環(huán)節(jié)，漿液制作者需采用重量稱量法對固體材料進(jìn)行稱重，結(jié)果的誤差范圍不應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(jié)果確定，攪拌速度應(yīng)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(huán)境溫度對漿液溫度的影響，做好針對性防護(hù)措施。比如，炎熱季節(jié)施工應(yīng)采取防熱和防曬措施，保證漿液溫度在5~40℃范圍內(nèi)；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(jìn)行妥善的沖洗清孔才能為后續(xù)灌漿提供保障。經(jīng)過沖洗，灌漿孔內(nèi)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(zhǔn)備工作的全面性。比如，基于現(xiàn)場試驗，確定復(fù)雜地質(zhì)地區(qū)的能夠開展裂隙沖洗；基于壓力水完成常規(guī)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(huán)節(jié)，最為適用的灌漿方法是自上而下的分段灌漿法。應(yīng)用這種方法時，需要從先導(dǎo)孔開始，自上而下地對各次序的灌漿孔進(jìn)行簡易壓水，從而為提高灌漿成效奠定基礎(chǔ)。在實踐工作當(dāng)中，需保證第一排帷幕灌漿與旋噴灌漿共孔，并基于循環(huán)式灌漿方法作業(yè)，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(shè)置灌漿段并保證灌漿壓力合理是提升帷幕灌漿施工質(zhì)量的關(guān)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(dāng)增長但不得超過10m；灌漿壓力則應(yīng)該隨土層厚度的增加而增加，其可基于0.05MPa/m的標(biāo)準(zhǔn)增壓。在實際作業(yè)環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員還需要根據(jù)實際情況靈活變換漿液，逐級調(diào)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(xù)也應(yīng)根據(jù)壓力與注入率變化不斷調(diào)整漿液濃度。

2.5封孔

封孔前需依照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)束灌漿，若處于常規(guī)地質(zhì)條件下持續(xù)灌漿1h，但規(guī)定壓力下的注入率小于1L/min時，可結(jié)束灌漿。若處于復(fù)雜地質(zhì)條件或灌漿壓力低時，可適當(dāng)延長灌漿時間。進(jìn)入封孔階段，施工人員應(yīng)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(yīng)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(shù)的應(yīng)用難點主要表現(xiàn)在施工過程的質(zhì)量控制方面，由于施工地質(zhì)條件復(fù)雜、干擾因素眾多，所以施工技術(shù)往往難以順利落實，進(jìn)而導(dǎo)致個別工序的施工成果不盡如人意。為此，現(xiàn)場施工人員需要針對易出現(xiàn)的施工質(zhì)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(xiàn)冒漿、漏漿液、串漿等問題。在實踐中，施工人員可通過調(diào)整漿液濃度、降低灌漿壓力、限制漿液流速與流量和應(yīng)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(jié)束。面對這一難題，施工人員需要先對漿液流量和流速進(jìn)行有效調(diào)整，進(jìn)而依照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)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(diào)整灌漿狀態(tài)，提高水泥漿液中的速凝劑比例或灌入混合漿液等。對現(xiàn)有漿液成分以及灌漿狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控后，需清理灌漿孔，然后依照終孔灌漿的技術(shù)要求再次灌漿直至結(jié)束。在實踐中，施工人員需關(guān)注回漿濃度，如果出現(xiàn)回漿變濃情況則可用水灰比相同的新漿液替換現(xiàn)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(jié)語

總而言之，在水利工程之中帷幕灌漿施工技術(shù)的有效應(yīng)用，的確能夠提升建筑防滲效果，提高水利工程施工質(zhì)量、延長水利工程基礎(chǔ)設(shè)施的使用壽命。應(yīng)用帷幕灌漿施工技術(shù)時，相關(guān)工作人員應(yīng)該重點關(guān)注灌漿問題，并對其中可能出現(xiàn)的因故中斷、串漿、灌漿孔口涌水、灌漿難以結(jié)束和溶洞灌漿等技術(shù)難點進(jìn)行妥善處理。

參考文獻(xiàn)

[1]袁勝利.水利工程中帷幕灌漿施工技術(shù)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(zhì)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(shù)的運用探索[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2020（7）：148-149，154.

作者：張力 單位：中國水電基礎(chǔ)局有限公司