小型水库除险加固中帷幕灌浆技术应用分析

谭勇

摘要：随着水库使用年限的增长，小型水库易出现各种病险现象，如果不及时进行除险加固处理将会带来安全隐患。由于帷幕灌浆技术可适用于各种坝基，在小型水库的除险加固中发挥了重要作用，是目前我国采用最多的除险加固技术之一，主要用于坝基防渗处理。本文将对其在小型水库除险加固中的应用进行具体分析，希望能够给同行业带来借鉴和参考。

关键词：帷幕灌浆；小型水库；除险加固；施工流程

随着国民经济水平的不断提升，我国的水利工程建设得到了快速发展，各地小型水库的数量日益增加，促进了农业发展。然而随着水库使用年限的增加，各种安全问题随之而来，对水库进行除险加固刻不容缓。帷幕灌浆技术是除险加固方式之一，主要用于坝基防渗处理，由于其自身具有的优势特点，在目前的水库除险加固施工中极受欢迎，以下就对其进行详细介绍。

一、帷幕灌浆技术的简要概述

（一）帷幕灌浆技术原理

顾名思义，帷幕灌浆就是将浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成防水帷幕，以减小渗流量或降低扬压力的一种灌浆工程；帷幕顶部与坝体连接，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；与下游的排水系统共同作用，可以降低渗透水流对大坝的扬压力；从而达到水库除险加固的目的[1]。

（二）帷幕灌浆施工方式和灌浆方法

1、灌浆方式

灌浆方式有纯压式和循环式两种。纯压式灌浆是指浆液注入孔段内和岩体裂隙中而不再返回的灌浆方式。循环式灌浆是指浆液通过射浆管注入孔段风，而部分浆液渗入到岩体裂隙中，部分浆液通过回浆管返回，保持孔段内浆液呈循环流动状态的灌浆方式。帷幕灌浆优先采用循环式。

2、灌浆方法

根据不同地质条件和工程要求，灌浆方法分为全孔一次灌浆、分段灌浆。分段灌浆又根据顺序差异分为四种：由上而下、由下而上、孔口封闭、综合分段。钻孔中灌浆段总长不大于6m时可采用全孔一次灌浆，大于6m时宜采用分段灌浆。在实际的施工过程中，应充分结合现场的实际条件，采用科学的灌浆方法。

二、帷幕灌浆技术的施工流程

（一）施工准备

1、科学选择帷幕灌浆材料

帷幕灌浆需要的胶凝材料，往往是由水泥、外加剂、参合料、化学材料等制成，科学选用灌浆材料就要严格按照施工要求，对以上各种原材料进行质量检验。只有当各种原材料符合施工质量要求后，才可进行水泥浆的制作，并通过相关试验对制成的水泥浆进行检验，质量达标方可投入使用[2]。

2、钻孔布置

灌浆施工之前应根据施工设计要求，明确钻孔位置和所需孔径的大小。按照分序加密的原则，在先灌排或主帷幕孔中布置先导孔。小型水库均质土坝可以布置成单排孔、双排孔或三排孔。每排可分为二序或三序，单排孔帷幕应分为三序灌浆。根据相关的施工规章要求，灌浆开孔的孔位允许出现较小的误差，但是误差范围必须要严格控制在10CM之内。除此之外，钻机的选择要符合施工要求，钻机的钻头最好为金刚石材质，钻机的立轴、天车孔位应在同一直线上。

（二）钻孔施工

钻孔施工会对之后的灌浆过程产生直接影响，因此需对钻孔施工质量严格把关，在施工过程中从以下几方面进行控制：第一，选用的钻机器具应较长一些，且钻具直径应稍大，通过适宜的钻进压力进行钻孔操作，才可有效避免孔壁因摩擦而破损。第二，受到施工环境影响，帷幕灌浆施工往往采用分段灌浆施工方式，这就要求在钻孔过程中要及时对分段进行孔斜测量，根据施工设计要求，严格控制孔斜质量，如果出现偏斜现象应及时补救将其更正。第三，由于坝基的土质不同，在钻孔过程中会出现孔壁渗水、洞孔坍塌、洞穴裂隙等现象，不仅严重影响钻孔进度，更会造成水泥浆难以正常灌入，因此在钻孔施工中如果遇到这些现象，应先进行灌浆处理，滞后再进行钻孔，此时所需要的灌浆材料一般为抛填级配料。第四，做好孔洞的保护工作，当钻孔施工结束之后，应采取相应的措施，将孔口暂时封闭，以防杂物进入孔洞影响灌浆。

（三）冲洗与压水试验

钻孔施工虽然为灌浆提供了孔洞，但是由于坝基土层自身特质，孔壁并不光滑，难以顺利进行灌浆施工，基于此需要在灌浆之前对钻孔进行冲洗。钻孔的冲洗方式由多种，需要结合坝基土质加以选择运用，目前在帷幕灌浆施工中采取最多的方式为高低压脉冲法。通过高低压的转换，形成不同速度的水流，实现对孔壁的清理，一般每5分钟高低压之间进行一次转换。钻孔冲洗之后要对钻孔进行分段压水试验，分段压水主要与灌浆方式相适应，压水试验选用的压力大小应小于灌浆压力，在试验过程中定期进行水值读取，保证孔道的稳定吸水[3]。

（四）灌浆施工

灌浆施工方式依据顺序划分有四种，不同施工方式之间只是存在一定的顺序差异，其他技术要点大抵相同，故此我们以由上而下灌浆方式为例进行说明。首先，水泥浆由上而下进行灌入时，应先进行灌浆试验，所以会对钻孔进行分段，第一段也就是最上面一段长度应控制在2米之内，之后几段可控制在5米范围内。其次，灌浆施工应逐次进行，只有当上一阶段的水泥浆凝固后，且质量达到设计的预期才能进行下一步的灌浆施工。最后，灌浆施工选用的水泥浆应结合施工条件科学选用，比如说坝基土层发育较好时，可采用混凝土浆液实施恒压灌浆；如果坝基土层比较松散并存在部分裂缝时，应采用具有流动性的水泥浆液。

（五）质量验收并封孔

灌浆施工完成后已经基本完成了坝基防渗施工，但是为保证施工质量，需要安排专业技术人员进行质量验收，质量检查以检查孔压水成果为主，结合其他相关资料进行综合评定。如果灌浆质量符合设计标准，可进行下一步也就是最后的封孔施工。

三、小型水库除险加固中灌浆常见问题的特殊处理

（一）孔壁的出水处理

受到坝基土层的影响，在施工过程中会常常遇到钻孔孔壁出水现象，孔壁出水对灌浆质量会有一定的影响，因此需要在灌浆之前，根据施工环境的实际情况，适当的在水泥浆中加入速凝剂。如果孔口的涌水量过大，则需要进行闭浆、屏浆、扫孔处理，或者缩短灌浆段。

（二）严重串孔处理

所谓串孔是指项链孔与灌浆孔出现相通，串孔现象发生往往是由于坝基土层过于松散造成，如果不能及时处理不仅会影响灌浆进度，甚至会造成堵塞影响灌浆质量。基于此应对串孔进行及时处理，目前帷幕灌浆施工中对该类问题的处理方式如下：首先找出串孔位置，将两孔相连之处塞紧，然后结合实际情况采用分段灌浆，最后对串孔清理冲洗实施补灌[4]。

（三）严重淤积的处理

灌浆过程中出现严重淤积，一般是由钻孔内杂物清理不干净，或者水泥浆内包含部分硬物等导致，因此清理淤积应从以下几方面进行：第一，严格控制钻孔的清洗和压水试验，为灌浆提供良好的孔壁环境。第二，制作水泥浆时严格控制材料选择，避免浆液之中参入杂硬物。

结语：

小型水库促进了我国的农业发展，为人们的用水提供了便利条件，但是由于受到各方面因素影响，水库长久运行容易出现病险，因此做好水库的除险加固工作至关重要。基于帷幕灌浆技术的优势，其在小型水库除险加固中得到了广泛应用，为提高灌浆施工质量，该技术在应用过程中应严格遵循各项施工工艺和规范。

参考文献：

[1]韦宏奎. 帷幕灌浆技术在小型水库除险加固中的应用[J]. 技术与市场，2015，07：238+240.

[2]李策余. 小型水库除险加固中探讨帷幕灌浆技术的应用[J]. 科技风，2014，14：117.

[3]赵晓军. 改进灌浆技术在小型水库除险加固中的應用[J]. 黑龙江水利科技，2014，10：213-214.