水电站固结灌浆和帷幕灌浆施工工艺探索

水电站固结灌浆和帷幕灌浆施工工艺探索

乔鹏飞

中国葛洲坝集团建设工程有限公司 云南省昆明市 650214

摘要：针对水电站坝基实施全面加固施工环节，固结灌浆与帷幕灌浆都是最为常见的加固操作方式，不仅可以大大提升坝基结构的稳定性和安全性，更好地提升岩石结构的抗压强度与弹性模量，还可以更好地消除坝基渗漏的问题，满足正常工作运行的需要。基于此，对水电站固结灌浆和帷幕灌浆施工工艺进行研究，仅供参考。

关键词：水电站；固结灌浆；帷幕灌浆；施工工艺

引言

目前，帷幕灌浆技术是施工单位最为常用的一种水工建筑防水防渗漏处理方式，且在工程实践中取得了很好的应用效果。帷幕灌浆技术的应用原理是在大坝基地的基岩中钻出一排排帷幕式的孔，再向孔内灌注混凝土浆液，最终形成具有防渗漏效果的帷幕式防水层，以保护整个水利工程的基底安全。

1水利工程中帷幕灌浆技术应用特点

帷幕灌浆技术处理大坝基底防水防渗漏问题具有低成本、易操作的优势，只需要在合适位置钻孔浇筑水泥形成难以侵蚀的防水帷幕，就能轻松地解决水的渗漏问题。帷幕灌浆技术投入的成本仅仅是水泥，可以以最小的成本投入、最低的能耗投入，解决大坝基底渗漏问题;且帷幕灌浆操作非常简单，技术上只需要控制打孔定位以及对灌水泥浆的操作把控，利用水泥的凝固时间，便可以很快形成帷幕屏障，不仅经济环保，而且简单易行，成为水利工程施工中最为常用的防渗漏施工技术。

2帷幕灌浆施工方法

2.1灌浆孔钻孔

1）采用XY-2PC地质回转钻机配金刚石钻头钻孔。2）钻机的安装需要达到稳定性的要求，可以采用地锚螺栓进行固定。3）灌浆孔的钻进，需要按照灌浆施工顺序来分段完成。帷幕灌浆施工分3次完成，第一，按照要求进行钻孔施工。钻孔施工环节应该按照设计图纸的方案来进行确定，需要按照技术标准来保证其精确度。第二，在二次灌浆孔钻井的过程中，需要控制孔径的直径与深入。钻进时严格控制设备的钻孔力度，保证施工质量符合施工要求。第三，帷幕灌浆钻孔施工过程中，还需要对灌注钻孔沉渣进行清理，严格按照帷幕灌浆施工标准进行。4）钻进施工环节，按照施工工艺标准进行转速和压力的设定，并用KXP-1测斜仪测斜。所有帷幕灌浆孔均进行全孔测斜，钻孔测斜每5~10m量测1次。如发现孔斜超过要求时及时纠正，纠偏无效时，按监理人的指示报废原孔，重新钻孔。

2.2裂隙冲洗

在钻孔完成以后，需要采用高压水枪对孔内裂隙进行冲洗，以确保孔位内不积存杂质，提高灌浆质量。高压水枪产生的高压水流可以有效带走孔内杂质，清除钻孔时孔壁上残留的岩渣，是一种较为常用的裂隙冲洗方式。一般冲洗时，采用单孔冲洗方式，持续冲洗10～20min以后，静置等待冲洗水清澈，观察冲洗质量，再继续冲洗10min左右，继续观察，直到孔位内无杂物残留、孔壁及周边无岩渣等出现。

2.3压水试验

1）采用“简易压水”“单点法”及“五点法”来完成灌浆施工前的水压试验操作。2）先导孔部分，需要应用由上至下的卡塞试验形式，试验需要采用五点法或单点法来完成，其他部分的灌浆施工部分都要进行必要的水压试验。从施工工艺要求，试验孔数量不能少于总数的20%。3）简易水压试验需要在裂隙冲洗之后进行，冲洗压力一般设定为灌浆施工压力的80%，持续冲洗20min，每5min就要进行1次流量数据检测，从而保证试验数据符合工程实际需要。4）裂隙冲洗与水压试验环节，可以采用抬动观测方式，如果抬动变形参数超出设计方案的要求，应该立即停止施工，然后上报监理工程师研究处理。

2.4水泥灌浆

水泥灌浆是其中最为关键的一步，决定了帷幕灌浆技术应用的成败。为此，必须确保水泥浆的配制质量，水泥浆配制时必须按照一定的技术规范要求执行，要求采用新制的、无受潮或结块等问题的水泥材料，在制浆中，可以采用普通的硅酸盐水泥，还必须达到P·O42．5Ｒ的强度等级，还必须保证水泥细度要求在80m方孔的筛余量低于5%;水泥浆配制时需要加入一定的添加剂进行搅拌，因此，在对于添加剂选择上，必须严格把关，按照计算所需的配比与选型要求，合理选择所需的添加剂，并严格控制各添加剂的规定剂量，不能多放也不能少放，以保障水泥浆的使用性能;水泥浆配制完成以后，开始帷幕灌浆，这也是整个技术实施中的最为重要的环节。首先，需要根据工程规模、地形条件及水文条件的需要，选择一次性全孔灌浆或分段式灌浆的方式;其次，按照确定的灌浆方式开始灌浆时，整个过程要及时关注灌浆压力的变化，必须确保灌浆压力始终保持在计算的压力范围值以内，避免灌浆压力出现失衡的现象;此外，灌浆过程中要时刻关注灌浆效果，一旦发生冒浆、漏浆或串浆现象，可通过封堵、限流等方式及时清理，确保灌浆质量。

2.5封孔

1）封填施工前需要将孔内杂质清理干净，然后检测孔深参数。2）灌浆孔封孔采用“分段压力灌浆封孔法”。

2.6特殊情况处理

1）钻孔加密，为保证帷幕连续性，部分部位可根据实际情况加密灌浆孔，具体情况如表3所示；2）灌浆异常处理，如地表冒浆空段，可采取表面嵌缝封堵、浓浆、低压灌注等处理方法，若是均无效可复灌；孔口涌水问题，需测量涌水量、涌水压力，选择缩短段长、提高灌浆压力、延长屏浆时间、闭浆、待凝等处理方法进行处理。

2.7灌浆质量的检查和成果分析

施工中，严格实行“单孔单段”验收制度。每一试验孔结束后，及时做好灌浆资料的整理工作，并作资料分析，确定合理的施工工艺。灌浆试验结束14d后，通过钻设检查孔，采取岩心，编录和照相，进行压水试验，根据单位吸水量的大小和岩心中浆液结石的充填情况等指标，综合全面评价灌浆质量，总结出合理的施工参数。

3固结灌浆施工技术

1)钻孔冲洗和压水试验:固结灌浆前对灌浆孔进行钻孔孔壁冲洗、裂隙冲洗和简易压水试验，压水试验应在钻孔冲洗后进行，孔数为灌浆孔数的5%。压水试验压力为灌浆压力80%，最大不超过1MPa。2)水泥浆液制备:一般采用纯水泥浆液。灌浆水泥采用42.5和52.5的普通硅酸盐水泥，灌浆水泥细度要求通过80μm方孔筛的筛余量不超过5%;灌浆用的水泥必须保持新鲜，不得使用受潮结块的水泥，水泥不应存放过久;袋装水泥的储运时间不得超过5个月，散装水泥的储运时间不得超过6个月，散装水泥运至工地的入罐温度不宜高于60℃。3)灌浆设备:固结灌浆选用BW150型灌浆泵和螺杆挤压胶球式灌浆塞。各孔采用全孔一次、孔内循环式灌浆法。灌浆栓塞卡在混凝土内(混凝土与岩石结合面以外)，灌浆在裂隙冲洗及压水试验结束后进行。环间分两次序施工。同一环内分次序施工，同次序灌浆的孔数不宜超过2孔，宜对称分布。4）灌浆1）灌浆孔基岩段长为6m，通常采用循环灌浆方式。2）在抬动观测设备区域内，应该在全部安装完成并检测合格后才能进行灌浆施工。

结束语

综上所述，水电站坝基位置采用固结灌浆与帷幕灌浆施工都是比较重要的处理方式，既可以大大提升结构性能，又能满足系统运行的需要。

参考文献

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