帷幕灌浆是常用且有效的基础防渗处理方法, 但在灌浆施工过程中, 由于各种原因, 往往导致部分区域的灌浆效果无法达到设计要求, 严重影响灌浆基础的整体强度。帷幕灌浆质量的好坏直接关系到水工建筑物的安全和工程效益。结合某水库坝体两肩采用帷幕灌浆进行除险加固工程施工, 谈谈如何在帷幕灌浆施工中控制质量关键点, 做好施工质量管理与控制。
设计技术要求:布置一排帷幕灌浆孔, 孔深深入基岩相对隔水层 (q≤5Lu) 以下5m。灌浆采用自上而下分段灌浆, 接触段长度不得大于2m, 以下灌浆段段长取5m。施工按三序施工, 即按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序先后钻灌。
帷幕灌浆总体施工程序:清理施工现场→测量放孔位→现场灌浆试验→Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→Ⅲ序孔→检查孔→补充帷幕灌浆孔。
单孔施工程序:定孔位→整平稳固钻机→造孔→下孔口管→待凝→基岩钻进→测孔深、孔斜→洗孔→灌浆→压水→封孔。
(1) 孔位施工放样定位:帷幕灌浆孔的位置根据设计图纸, 按实际地形走向进行布置, 经监理现场复查认可。检查孔布置由监理、地质人员根据实际情况确定。 (2) 孔距:孔距为2.0m, 其中闸室两边墩附近孔距为1.5m。
本次灌浆布置一排帷幕灌浆孔, 分为三序孔施工, 按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序先后钻灌。特殊情况按单个单元钻灌施工, 使Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔在该单元范围内成幕。
(1) 开孔前复核钻孔桩号, 正确定位, 孔位偏距<10cm。 (2) 钻机安装完毕后, 用钻机立轴进行水平、垂直校准。 (3) 根据基岩完整程度, 当基岩较破碎时, 下入套管进行止浆止水。 (4) 钻进中注意保持孔内垂直, 减少孔底偏距。 (5) 钻孔记录详细、正确, 包括岩芯描述、下套情况、测斜记录、各钻灌段深度、终孔深度等。
按设计要求帷幕灌浆孔深深入基岩相对隔水层 (q≤5Lu) 以下5m。灌浆到达设计深度后, 如压水试验吸水量大于5Lu, 则必须继续钻灌, 直至吸水量小于5Lu。
(1) 灌浆方法:帷幕灌浆采用32.5R普通硅酸盐水泥。灌浆采用循环灌浆法自上而下分段灌浆。全孔灌浆结束后, 全孔进行普通水泥复灌, 期间不用待凝。按设计要求, 接触段长度不得大于2m, 以下灌浆段段长取5m。
(2) 洗孔及压水试验:按设计要求正确配管及下管, 下灌浆灌路前, 孔内捞砂干净, 沉积厚度不超过20cm, 射浆管离孔底沉淀物表面之间距离不大于30cm。灌浆前进行钻孔冲洗。回水清澄后, 对基岩灌段, 再洗10min结束。灌浆前均进行20min的简易压水试验, 压力为灌浆允许压力的80%, 每5min测读1次压力及流量。流量大于每米段长30L/min时, 降压或缩短测试时间。流量过大时, 采用孔内简易注水试验法, 缩短试验时间。孔内计算水位设定与库水位等高, 及时计算出透水率。记录准确, 包括下管记录、示意图、压水试验记录及透水率计算值等。
(3) 灌浆压力:灌浆第一段压力取0.5MPa, 以下每段按0.1MPa递增, 复灌压力取0.7MPa。灌浆压力逐渐提升, 当进浆量下降时, 再提升灌压。出现灌段吕荣值小, 而进浆量大的情况, 灌浆时适当减压或“停停灌灌”, 在进浆量小时, 再逐级升压, 最终使灌浆压力达到设计压力。实际施工各孔段灌浆压力均达到设计要求。
(4) 浆液变换:按设计要求, 灌浆的浆液浓度应由稀到浓逐级变换, 采用3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1五个比级。根据简易压水试验Lu大小, 选择合理的开灌比和不同初凝时间与细度的水泥, 先期灌段要充分注意临界水灰比, 以指导今后的灌浆, 使灌入量达到要求。
压力不变, 单位进浆量不变或增大, 开灌水灰比的浆液累计灌入量达400L, 第一次变浓一级;以后变浓一级, 在上述条件下待灌入量达到上一级灌入量1.25倍后进行, 当浆液较浓时尽量多灌一些, 不采取立即变浓, 有利于加大扩散范围。当单位进浆量超过每米灌段30L/min时, 可越级变浓;当灌量大, 难于结束时, 采取缩短初凝时间、降压、限流等措施, 如仍不见改善, 则改灌水泥砂浆。
(5) 结束标准:在设计压力下, 单位进浆量≤0.4L/min时, 继续灌注60min, 结束灌浆。灌浆结束前以浓浆置换孔内稀浆, 再实施压力闭浆操作, 当压力表回零后, 结束灌浆。
(6) 灌浆待凝:按设计要求, 各段灌浆结束后, 普通水泥待凝时间为10h～12h, 再继续钻进。实际施工一般待凝时间在12h以上, 满足设计要求。
按设计要求全孔复灌结束待凝12h后, 进行封孔作业, 采用注浆法封孔, 水灰比为0.4。实际施工满足设计要求。
根据钻孔压水试验和灌浆情况, 按钻灌孔的10%布设检查孔, 共4只。检查孔施工按以下要求进行: (1) 邻孔结束后已达14d。 (2) 每段做压水试验, 压力为灌浆压力的80%, 其余施工工艺与灌浆孔一致, 包括造孔、段长、下管、洗孔、灌浆等等。 (3) 岩心妥善保存、描述、编录。在检查孔施工和试验过程中, 监理实行旁站监督。
据统计, 各序次孔透水率如下表1。
从上表显示, 帷幕灌浆随着孔序的加密, 透水率呈递减趋势, 符合灌浆规律。
据统计, 各序次孔单位注入量如下表2。
从上表显示, 帷幕灌浆随着孔序的加密, 单位注入量呈递减趋势, 符合灌浆规律。
本次检查孔施工4只, 压水试验压力为灌浆压力的80%, 压水试验共21段次, 透水率为0.7Lu～4.5Lu, 均达到设计要求 (q≤5Lu) , 说明灌浆效果良好。
通过对帷幕灌浆资料的分析和4个检查孔的压水试验检测, 透水率均达到了设计要求, 说明整个灌浆效果良好, 帷幕已成幕, 灌浆达到了设计要求。
摘要：帷幕灌浆一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段, 对保证水工建筑物的安全运行起着重要作用。本文结合水库成功的帷幕灌浆施工, 总结了施工质量控制关键点, 介绍了施工中质量管理与控制的方法。
关键词：水库,帷幕灌浆,质量控制
[1] SL62-94, 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[S].
[2] 李茂芳, 孙钊.大坝基础灌浆 (第2版) [M].水利电力出版社, 1976.
