水利工程中防渗施工技术的探讨

水利工程中裂缝的存在，破坏了结构的整体性和锈蚀结构钢筋，影响了使用功能，对工程长期运行产生隐患。帷幕灌浆在水利大坝裂缝病害治理中发挥着重要作用，本文首先介绍了帷幕灌浆防渗施工技术，接着以实际工程为例概述了帷幕灌浆防渗技术在水利工程中防渗施工中的应用，望对类似工程施工有所帮助。

一、帷幕灌浆防渗施工技术

帷幕灌浆是把一定配合比的具有流动性和胶凝性的浆液，通过钻孔压入岩层裂隙中，经胶结硬化后提高岩基的强度，改善岩基的整体性和抗渗性。帷幕灌浆在水利大坝裂缝病害治理中发挥着重要作用，其施工要点如下：

（一）钻孔

灌浆帷幕的钻孔是实现帷幕灌浆的先决条件，只有通过特设的钻孔，才能进行帷幕灌浆。钻孔的孔径要视钻进方法、钻孔深度和岩石情况而定。钻孔时，应按照设计的孔向钻进。如果设计的是铅直孔，就按铅直方向钻进；如果设计的是斜孔，就要按照规定的倾斜度和方位角钻进，并保证钻孔偏斜率不超过允许值，这样，在灌浆之后，才有可能联结成帷幕，起到防渗作用。

（二）灌浆压力

灌浆压力是控制灌浆质量的重要因素。压力过小，影响灌浆扩散半径，不能形成连续的帷幕；压力过大，会使裂隙扩大或引起岩体抬动变形而形成新的裂隙，反而破坏了岩体的完整性，尤其在接触段灌浆时，压力过大会导致坝体劈开。

（三）灌浆材料

根据地层的渗透性，选择合适的灌浆材料能提高灌浆效果。目前有普通水泥、地勘水泥、磨细水泥和超细水泥。帷幕灌浆一般采用普通水泥；有特殊要求时，可采用磨细水泥或超细水泥，能扩大灌浆扩散半径，增加水泥的灌入量；在动水位、透水性大的地层可采用地勘水泥，能防止灌浆扩散半径过大，有利于帷幕的成幕。

（四）灌浆段长

对于基岩地基灌浆，在实际施工中如果不进行控制，接触段灌浆段长往往会超过2m。这样做看似对灌浆质量影响不大，容易忽视，实际对灌浆质量是有很大影响的。

（五）临界水灰比

浆液在变级过程中，当浆液变浓一级后单位时间吸浆量明显变小，变浓前一级水灰比就是临界水灰比。为保证灌浆质量，尽量扩大吸浆量，在灌浆过程中对临界水灰比进行分析，确保浆液变级的合理性。当浆液达到临界水灰比时，尽可能的多灌入此浓度浆液，能有效提高灌浆质量。

二、帷幕灌浆在水利工程中防渗施工中的应用

（一）工程概述

某水电站大坝汛前砼浇筑至EL1302.1m，碾压砼龄期为180天，砼浇完一个月后，基坑过水，由于温差过大，汛后在EL1302.1m砼面出现了大小长度不等的裂缝。其中12#坝段1#裂缝贯穿至上游坝面，为保证大坝安全，需对底孔坝段12#坝段上游面高程288.00～290.50m裂缝进行专项处理。

（二）帷幕灌浆施工技术

1、灌浆孔的布置

水库大坝共布置钻孔69个，总孔深1847.69米，平均孔深26.78米，其中：帷幕灌浆进尺1360m，采用沿坝轴线布置单排孔位，大坝中段为防止灌浆时沿坝轴线产生“水力劈裂”（孔壁附近的土体在泥浆压力作用下，沿着阻力最小的面劈开，于是泥浆就进入裂缝中）裂缝串通，则孔位布置两排，一排在坝轴线上，一排略偏坝轴线上游，错开布置，最小孔距为1.5米，最大孔距为3米。

2、钻孔及洗孔

钻孔采用XJ100型钻机，钻头以锯形、合金匀形为主，钻进方式为水钻与干钻结合，孔口护壁采用4米套管，钻孔深度视防渗处理范围而定，一般钻至漏水部位以下2m—3m，如接触带或基岩漏水，钻孔可钻至不透水基岩以下lm—2m，钻进时应注意保证钻机垂直，偏斜率宜≤1%，钻孔顺序结合灌浆轮序由稀到密进行。灌浆前应对孔壁、孔底及裂缝进行冲洗，采用风水联合冲洗方法，水压力不大于本段灌浆压力的75%，时间以返回清水为止。

3、压水试验

灌浆段在冲洗结束后，即进行压水试验，压水压力为灌浆压力的80%，如该值大于1MPa，采用1MPa。压水稳定标准：在稳定压力下，每5分钟测读一次压入流量，连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min时，本阶段压水试验即可结束，取最终值作为计算值。

4、灌浆压力

灌浆第一段压力取0.5MPa，以下每段按0.1 MPa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。

5、灌注过程

用孔口封闭自上而下孔段底注浆循环式灌浆法。注浆管离孔底 ～50cm，段长宜5～6m，段长最长必须<10m。灌浆过程中应每小时转动或上下活动一次注浆管，以防注浆管在孔内被水泥浆凝注。每孔段灌浆时间应～12min，每孔段灌浆结束后可不待凝。可连续往下各段钻灌。但对坝基接触段应采用单独一段充填式灌浆，灌浆结束后必须待凝12h以上。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。

6、灌浆结束标准

a、坝基接触带段：单位吸浆量（8L/min，并延灌15min）。

b、坝基岩段：在设计压力下，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。

c、当长期达不到结束标准时，应报请监理人共同研究处理措施。

7、灌浆孔封孔

每个帷幕灌浆孔全孔灌浆结合后，承包人应会同监理人及时进行验收，验收合格的灌浆孔才能进行封孔。封孔采用压力灌浆封孔法。对基岩层一次用0.8：1的水泥浆、坝体用2 次（天）加水泥15%的浓混合浆充填满至孔口。封孔完成必须当天在防浪墙相应位置上用油漆做上标记。

三、帷幕灌浆施工中特殊情况处理

1、灌浆过程中，发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用镶缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。

2、帷幕灌浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进行灌浆，应一泵灌一孔。否则应将串浆孔用塞塞住，待灌浆孔灌浆结束后，串浆孔再行扫孔、冲洗，而后继续钻进和灌浆。

3、灌浆工作必须连续进行，若因故中断，可按照下述原则进行处理：及早恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆。

4、孔口有涌水的灌浆孔段，在灌浆前应测记涌水压力和涌水量，根据涌水情况，可选用下列措施综合处理：自上而下分段灌浆、短的段长、高的灌浆压力、浓浆结束、屏浆、闭浆、纯压式灌浆、速凝浆液、待凝、压力灌浆封孔。

5、灌浆段注入量大，灌浆难于结束时，可选用下列措施处理：低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆；浆液中掺加速凝剂；灌注稳定浆液或混合浆液。该段经处理后仍应扫孔，重新依照技术要求进行灌浆，直至结束。

6、灌浆过程中如回浆变浓，宜换用相同水灰比的新浆进行灌注，若效果不明显，延续灌注30min，即可停止灌注。