帷幕灌浆技术在坝基防渗处理中的应用

1、    帷幕灌浆技术在坝基防渗处理中的应用    卢国璋摘要：帷幕灌浆技术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。文章结合某水利枢纽工程实例，通过对电站坝基帷幕灌浆施工效果的分析研究，阐述了在复杂地质条件下，利用帷幕灌浆的技术措施处理坝基防渗问题，供参考借鉴。关键词：帷幕灌浆；水工建筑；坝基防渗；工艺控制；abstract: the curtain grouting technology is the primary means of hydraulic structures foundation seepage co

2、ntrol plays an important role in ensuring the safe operation of hydraulic structures. in combination with a water control project instance, on the analysis of the dam foundation curtain grouting effect on technical measures to deal with seepage preventing problems in complex geological conditions, t

3、he use of curtain grouting, for references.keywords: grouting curtain; hydraulic construction; foundation seepage control; process control;中图分类号：tv52文献标识码：a文章编号：2095-2104（2012）05-0020-02在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕的工程。帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接，底部深入相对不透水岩层一定深度，以阻止或减少地基中地下水的渗透；与位于其下游的排水系统共同作用，还可降低渗透水流对闸坝的扬压力1。20世纪以

4、来，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2。一、工程概况水利枢纽是一座以发电为主，结合航运，兼顾其他综合利用的水电枢纽工程，坝址距上游枢纽坝址41.35km，距下游河口24km，为该河道开发的最末一个梯级。坝址以上控制集雨面积为18261km2，多年平均流量为580m3/s，多年平均径流量为182.9亿立方米，设计洪水流量19400m3/（sp=2%），校核洪水流量27100m3/s（p=0.2%），多年平均悬移质年输沙量246.7万吨，水库正常蓄水位18.5m，相应库容1.078亿立方米；右岸厂房右岸船闸枢纽总体布置方案（16孔溢流坝，堰顶高

5、程6m），电站装机3×2mw，年利用小时数3957h，多年平均发电量237.4gw·h；船闸按通航1+2×120t级船队及300t单船设计；本项目帷幕灌浆工程分布在右岸接头土坝段、门库坝段、一期溢流坝段、河床式水利枢纽主机间、安装间和航运工程闸首和闸室等部位，帷幕灌浆工程量3320m。二、工程地质概况坝址区地貌为侵蚀、剥蚀低山地貌，右岸为一级阶地。河谷呈宽“u”字型，两岸地形不对称。土坝布置在右岸冲积一级阶地及剥蚀的低山丘陵坡地上，坝肩发育有一条冲沟横切山坡；坝基地质构造简单，未发现有圈套的断裂构造分布，冲积粉质黏土或砂砾石层均能满足坝基承载力要求；坝基渗漏主要表

6、现冲洪积层渗漏、中等透水岩体的一般渗漏和沿裂隙密集带的集中渗漏。厂房地基在2#背斜的核部，岩体较为破碎，构造裂隙发育，但规模较小，主要为短小的裂隙，为弱中等透水。通航建筑物的上引航道渠底大部分位于一级阶地上，阶地厚为11.519.8m；上闸首地质构造复杂，处在2#背斜的核部，岩层产状变化较大，裂隙较发育。闸室及下闸首地质构造简单，岩层呈单斜结构，裂隙较发育，但规模较小，延伸不长。下引航道地质构造较复杂，处在2#向斜的核部，岩层产状变化较大，裂隙较发育。三、灌浆试验施工灌浆试验选在土坝的上游段，试验段长7m，混凝土厚度2.63.3m，该段坝前水深2m，共布置5个灌浆钻孔，孔距分别为2m及1.5m

7、，分为3序次采用孔口封闭循环灌浆法施工，孔口管埋入混凝土1.5m。灌浆段长度:第1段2m，第2段3m，第3段及以后均为5m最后一段可适当加长，但不超过89m。由于坝基岩体软弱、风化、节理裂隙发育，坝前水深小，灌浆压力为0.20.5mpa。序孔的平均透水率为30.8lu，单米注入水泥量为2.714kg/m。ii序孔的平均透水率为10.7lu，为序孔的34.7%，单米注入水泥量为90.7kg/m，为序孔的41.7%。iii序孔的平均透水率为6.13lu，为ii序孔的57.3%，单米注入水泥量为32.7kg/m，为ii序孔的36%，符合基岩灌浆的一般规律。检查孔位于透水率大、吸浆量大多次冒浆、串浆的

8、第11、12号钻孔之间，混凝土与基岩接触面有水泥结石，厚35mm，胶结紧密。压水试验共作10段，透水率为0.41.8lu，全部达到设计要求。试验段灌浆成果表明，坝基的岩体风化较强烈，节理裂隙较发育，透水率大。序孔孔深3848m，透水率达1134lu，小于等于5lu的深度大为增加；混凝土与基岩接触面透水率大、吸浆量大、多次冒浆。试验成果资料表明：（1）孔距2m是合适的，能达到设计要求；（2）防渗帷幕应适当加深；（3）首先进行混凝土以下2m接触段的首段灌浆，达到灌浆结束标准后，下入孔口管，用水泥固结，待凝48h，再进行以下段灌浆，效果较好。四、帷幕灌浆施工工艺流程帷幕灌浆采用自上而下分段钻进，分段

9、灌浆，孔内循环的灌浆方法。混凝土与基岩接触段岩石段长2m，单独灌浆并待凝，以下灌浆段长56m。在断层、破碎带地质条件地区缩短灌浆段长并待凝。1 造孔施工。造孔是灌浆工程中极为重要的一环，成孔的质量及进度直接关系着整个灌浆工程的质量及进度3，必须严格控制成孔质量。（1）安装钻架、摆放钻机。在确定灌浆孔位后做好标记，清理平整场地，然后铺地板、方木搭制钻探平台，钻机安装要稳固、周正。摆放钻机要保持天车、主动钻杆、灌浆孔中心3点成1线，然后准备开钻；（2）试车、开钻。安装完毕后，启动动力设备进行试车，包括钻机、供水供电系统，待所有设备均运转正常后进行开钻；（3）钻进工艺。本次灌浆造孔对于坝基础部分、先

10、导孔和检查孔，施工中采用59mm金刚石钻头进行基岩部分的钻孔。每次钻孔前都要认真检查所有的钻杆及钻具、主动钻杆和钻杆接手等，不准使用弯曲变形的钻杆、钻具，各部位接头要接牢，各部位接头和管材要保持良好同心度。金刚石钻进成孔间隙小，钻头水口窄，需要较大的泵压和中等泵量才能产生强制冷却和冲洗作用。2 裂隙冲洗及压水试验。帷幕灌浆在钻孔结束后，采用由导管通入大流量高压水流从孔底向孔外冲洗的方法冲洗孔壁，钻孔冲洗拟采用单孔冲洗，直至回水澄清后，再继续冲洗10min，且总的时间要求不少于30min，串通孔不少于2h，底残渣不超过20cm。一般部位的裂隙冲洗压力采用同段灌浆压力的80%。压水试验在裂隙冲洗后

11、进行，本次灌浆选择10%的灌浆孔做先导孔，并在序孔中选择。先导孔应进行压水试验，压水试验采用单点法，压力采用同段灌浆压力的80%，且不大于1mpa。简易压水时间为20min，每35min测读1次压入流量，取最后的流量作为计算流量。3 灌浆施工。帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时，在规定压力下，当注入率不大于0.4l/min时，继续灌注60min，或不大于1l/min时，继续灌注90min，灌浆即可结束。而采用自下而上分段灌浆法时，继续灌注时间相应减少为30min和60min，灌浆即可结束。灌浆过程中，随时测量进浆和回浆比重，当回浆变浓时，换用与进浆相同比级的新浆液进行灌注。若效果不明显，延续灌注30min，即可停止灌注。4 封孔。灌浆结束采用全孔灌浆封堵法封孔：全孔灌浆结束后，用0.51的水泥浆置换孔内浆液并取出所有灌浆管后0.51的水泥浆纯压30min，压力为最大灌浆压力，并做好灌记录。五、结论该水利枢纽防渗工程经帷幕灌浆处理后，下层灌浆洞洞基本保持干燥，未发现有严重的渗水现象，灌浆质量较好。为前蓄水、按时发电做出了应有贡献。目前水库已蓄水并达到发电要求水位，大坝下游及边坡周围没