坝体防渗墙下帷幕灌浆施工技术的浅析

坝体防渗墙下帷幕灌浆施工技术的浅析摘要：帷幕灌浆是最基本的、常见的防渗处理手段，但工程中施工的帷幕灌浆比较特殊，它是在较高的高喷防渗墙上进行钻孔灌浆，孔底偏差控制难度非常大，其精度已经超出规范。本文综合工程实际，对坝体防渗墙下帷幕灌浆施工的要点及质量方面进行了探讨。关键词：大坝；帷幕灌浆；防渗墙；工艺流程；质量控制Abstract:curtaingroutingisthemostbasic,commonmeansofanti-seepagetreatment,butthecurtaingroutingconstructionprojectspecial,itthehigherHighPressureCutoffdrillinggrouting,thebottomoftheholedeviationcontrolverydifficult,itsaccuracyisbeyondthenorms.Paperengineeringactualdamcutoffwallcurtaingroutingpointsandquality.Keywords:dam;curtaingrouting;cutoffwall;process;qualitycontrol中图分类号：TV223.4+2文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）1引言某大坝设计防渗方案原为：基础为槽板式混凝土防渗墙，坝体为粘土心心墙，先施工防渗墙及墙下帷幕，再施工粘土心墙及坝体填筑。由于工期原因，业主方、设计对土方进行方案优化，优化有的防渗方案为：取消上下游两条围堰及相应防渗墙，坝基与坝体均为高压旋喷防渗墙，坝体采用水力吹填粉细砂。防渗墙入岩0.5m，墙厚60cm，墙下设单排帷幕灌浆进行基岩防渗，左侧深入山体100m，右侧与过度坝段帷幕相连，从而形成一个相对封闭的垂直防渗体系。帷幕轴线总长2038.5m，平均帷幕深度33m，最深38m，其中墙体钻孔平均深22m，设计防渗标准为压水透水率不大于0.05L/（minmm）。2帷幕灌浆施工内容根据坝体填筑及高喷防渗墙完成情况，帷幕灌浆在5-7月进行。帷幕灌浆承担安全度汛。因此该工程中帷幕灌浆必须在大汛来临之前完成，总工期施工为3个月，帷幕灌浆有效工期为42d设计帷幕灌浆钻孔工程量为43524m，基岩灌浆17350m。2.1帷幕灌浆实验为确定帷幕灌浆压力等技术参数，了解基岩的渗透性和可灌性，选具有普遍代表性且地质条件偏差、高喷墙体较先完成部位进行了C标土坝帷幕灌浆试验，试验共选2组20个帷幕灌浆孔，钻孔量660.0m，灌浆量为255.30m，通过试验确定灌浆压力，灌浆段长等参数，见表1，并通过试验论证帷幕灌浆程度的确定方法：当先导孔压水透水率连续两段大于0.05L/（minmm）时该单元的帷幕灌浆孔加深1段。由于高喷防渗墙孔距为1.6m，结合灌浆试验成果确定帷幕灌浆孔距为1.6m，即帷幕灌浆孔正好在高喷灌浆孔中心位置。表1帷幕灌浆参数注：分段原则遇特殊情况可适当缩短或加长，但最大段长不宜大于8m，其余部分为四段。2.2帷幕灌浆施工2.2.1依据水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（SL6294）；水利水电工程钻孔压水试验规程（SL251992）；水利水电建设工程验收规范（SL2231999）。2.2.2工艺流程图1帷幕灌浆工艺流程图2.2.3钻孔采用SGZA型地质钻机、金刚石复合片钻头钻进，灌浆孔钻孔直径60mm，先导孔和检查孔孔径为75mm，先导孔在每个单元在中间位置的序孔中选取，进行取芯、取点法压水、正常灌浆并封孔，先导孔在钻孔过程中，详细记录钻孔情况，遇特殊情况，及时反映并提交监理工程师，并与设计地质及时沟通。将钻机稳固水平，保证钻机在钻进过程中不发生移位。确保孔口段的孔向正确。在钻进过程中，正确控制压力，在墙体内钻孔时可采用无压钻进，根据岩性及结构情况及时调整钻进参数。在钻进过程中，使用符合标准的钻杆钻具，尽量减少短钻杆使用，对孔斜情况及时校正。当钻孔达到设计深度后，使用测斜仪进行测斜，作为验收和质量评定的依据。2.2.4钻孔冲洗钻孔结束后，在灌浆之前进行钻孔冲洗。采用压力水进行冲洗，冲洗压力为灌浆压力的80%，冲洗至回水澄清10min后结束。2.2.5压水试验与灌浆先导孔、检查孔采用“五点法”进行压水试验，压水压力为灌浆压力的80%，在规定压力下，每min测读一次压入流量，当连续4次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%或小于1.0Lmin时，可结束压水试验。取终值作为压水试验成果计算值。基本帷幕孔均进行简易压水，压水压力为灌浆压力的80%，该值若大于1.0MPa时，采用1.0MPa。在规定压力下，每5min测读一次压入流量，当连续4次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%或小于1.0Lmin时，可结束压水试验，取终值作为压水试验成果计算值。压水试验成果（Lu）值按下式计算：透水率（LU）帷幕灌浆拟采用阻塞式自上而下分段孔内循环灌浆。灌浆压力、分段、压水压力见下表，均采用灌浆试验已确定的参数。2.2.6浆液水灰比和浆液变换标准浆液水灰比采用5:1，3:1，2:1，1:1，0.8:1，0.6:1，0.5:1共7个水灰比级，开灌水灰比为5:1。灌浆浆液有稀到浓逐级变换，变换原则如下：当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液注入量已达300L以上时，或灌注时间已达1h时，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，应换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min,时，应根据施工具体情况，可越级变浓。2.2.7灌浆结束标准在规定的压力下，当注入率不大于1.0L/min，继续灌浆60min，灌浆即可结束，当长期达不到结束标准时，报请监理工程师共同研究处理措施。2.2.8特殊情况处理措施灌浆渗漏串浆处理：在灌浆过程中如发现冒浆及漏浆现象，将根据其渗漏量大小、位置，采取表面封堵，浓浆低压、限流、间歇灌浆等措施，待渗漏部位达到一定强度后再逐渐升压灌浆，直至符合要求。若如钻孔串浆，则可采取封闭一孔，灌注一孔或两孔同时灌浆，或待一孔灌浆结束等凝达到一定强度后再钻灌另一孔。单位注入率特别大的孔（段）处理原则：若遇单位注入率特别大的孔（段）时，首先分析原因，再采取适当措施，包括浓浆、低压、限流、间歇、参速凝剂等方法或请示监理工程师研究实施。2.2.9封孔封孔采用“置换和全孔灌浆封孔法”，灌浆结束后，先用0.5:1浓浆置换孔内稀浆（终孔段采用0.5:1浆液灌浆结束的孔不用置换）后，在最大灌浆压力继续灌浆1h。2.3墙下帷幕灌浆效果分析帷幕灌浆施工结束后进行帷幕质量检查，根据帷幕灌浆规范及设计要求，帷幕灌浆质量检测方法采用“五点法压水”检查方法。根据灌浆资料，帷幕灌浆共施工135孔，压水421段。从灌浆资料看，C标段帷幕灌浆分、序3个次序施工，统计所有灌浆孔、序灌浆单位水泥注入量分别为48.1,14.8,5.6kgm，呈明显递减趋势，递减率分别为69.2%，56.2%，各次序孔压水透水率分别为0.2,0.126,0.073L/（minmm），也呈明显递减趋势，递减率分别为37.0%，42.1%。另外从统计资料可知灌浆单位注入量与压水透水率区间段数的变化，均随灌浆次序的增加，大区间段的段数越来越小，到序孔时，灌浆单位注入率和压水透水率分别为6.5kgm、0.073L/（minmm），且有46%的段数小于0.05L/（minmm），表明灌浆效果明显，到检查孔压水时各孔段均小于0.05L/（minmm）。检查孔有个别孔段0.04-0.05L/（minmm）间，分析为个别部位地质条件不均性所致。上述分析表明灌浆后帷幕达到设计防渗要求。帷幕灌浆共施工67个单元，质量评定结果均为优良。3帷幕灌浆施工要点及质量控制方法3.1质量控制要点分析本工程帷幕灌浆具有以下难点：高压旋喷防渗墙比较薄，设计为60cm，加上高喷墙体有一定斜度（施工时采用规范标准控制孔斜，孔斜率小于1%），高喷墙体的深度也大，平均22m左右，要保证钻孔在墙体内，钻孔偏差最大允许为50cm因此帷幕灌浆钻孔孔底偏差控制是一个大难点。要满足高喷墙搭接处60cm厚要求，孔距80cm时旋喷单桩直径不小于100cm，按帷幕钻孔在高喷孔中心、孔深20m的钻孔偏差见表2.表2钻孔偏差最大允许值表中代表两个相反方向；旋喷单桩半径为50cm。从表2中可知当各种影响因素造成的孔底偏差在一个方向时，在孔深20m处钻孔已经到旋喷单桩外侧，因此严格控制各种技术参数，是保证钻孔不出墙体外侧，保证帷幕灌浆顺利顺利实施的所在。3.2控制方法钻机就位时采用水平尺校正，保证钻机及立轴垂直，钻机立轴及钻杆严格检查，发现有不合格钻杆立即报废；钻机稳定后底部垫结实，并用螺栓固定；钻孔过程中采用无压钻进，高喷墙体强度有限，耐磨性差，可以实现无压钻进，在孔深10m后“吊”着钻进，从而控制钻头部位的实际压力；可以采用5m加长导向钻具；用上海地质仪器厂生产的电子测斜仪测量孔斜，发现有偏斜及时纠偏，加强现场控制，加大质检人员对钻孔斜度的抽测力度，做到逐孔逐段测斜，若出现超出孔斜要求的钻孔立即采取纠偏处理；为保证高喷孔位与帷幕孔位偏差，在高喷灌浆施工完后对高喷孔位处做明显标记，高喷与帷幕灌浆孔位均有测量队每隔20m测放一个控制点，在技术人员测放高喷孔位处的帷幕孔时用同一个控制点，减小两