帷幕灌浆技术在水库防渗墙施工中的难点分析
【摘要】 笔者结合某水库大坝防渗墙帷幕灌浆工程实例针对灌浆施工与防渗墙预埋管位造孔过程中碰见的重难点问题进行分析与阐释，并给出相应的详细的解决方案。
【关键词】 预埋管 ；灌浆 ；防渗墙 ；造孔
1. 工程情况
在 2011 年 10 月，某河口对帷幕灌浆预埋管重新加以利用开展混凝土防渗墙下基岩帷幕灌浆工作。防渗墙内埋深达 26.5 米至39.3 米， 其下帷幕灌浆孔深度则有 13.5 米至 16.5 米， 总共有 123 根。
帷幕灌浆从上到下循环式实施，逐段逐灌进行。其中，粘土心墙、混凝土防渗墙以及和基岩有所接触段均应先安排浓浆静灌，而在基岩内与基岩有所接触的段的长度是 1.5 米，接触段下方的灌浆段分段长应处于 5 米至 6 米的范围内。
2. 灌浆与造孔过程中的重难点问题
众所周知，在灌浆与造孔过程中我们难免会遇到些问题，这些问题主要有 ：
（1）预埋管的斜度与造孔的斜度不同。从设计要求中可知，在扫孔与钻孔时应每隔 5 至 10 木就测量一次孔的斜度，将孔斜控制在 1.2 个百分点的范围内。然而，由于预埋灌浆孔管管壁很薄，管体垂直度不足，同时在防渗墙施工初级阶段预埋管吊装过程中会因接头焊接不到位变得“硬弯”，而预埋灌浆管固定措施不大合乎情理，再加上防渗墙在浇筑过程中会手段冲击，导致预埋管会产生漂移， 这或多或少会给预埋管的垂直度产生一定影响。加之管壁很薄，导致在实际施工扫孔过程中很容易穿破管入墙 ；而破损壁与剥落的管壁铁皮易导致片测斜仪探头、片钻以及片灌浆塞的现象，事实上在测孔深的过程中也经常出现测绳被割断的情况。
（2）灌浆吃浆量太多。在工程施工前期曾就东大坝坝基开展帷幕灌浆实验，在十个试验孔内压水试验求出的透水率变幅更大些，而在试验中透水率大的孔段存在很多灌浆吃浆量严重的问题，一些孔吃浆太大。
（3）废浆排放与确定帷幕灌浆预埋管位的问题。帷幕灌浆预埋管管口以土工织物内封口，高程达 75.2 米，管口上方的垫层与C25 混凝土道路有 0.6m 厚。实际上，预埋管与混凝土防渗墙都属于隐蔽工程，其被上部工程彻底覆盖，因此开工之后碰见的一大难题就是怎样降低对上部工程的破坏，精确确定灌浆孔的位置。该工程执行的地点处于某风景区的中心地段，上游水库位于生活用水的源头，因此钻孔制浆与灌浆地址必须得在不对环境产生影响的前提下满足压力要求。
（4）很难保证破管入墙钻孔的质量水平。在预埋管内扫孔过程中，钻具经常将埋管打破转进混凝土防渗墙中造孔。混凝土防渗墙一般只有 0.6 米厚，而钻孔深度最多有 0.5 米厚，在埋管过程中预埋管往往会受到施工误差、测量误差以及施工干扰等诸多因素的影响出现一些问题。纵观前期测量放样状况不难发现，管口与轴线之间存在 5 厘米的偏差。站在最坏的角度看，在造孔过程中孔斜往偏薄的方向倾斜出现 5 厘米偏差，再加上混凝土防渗墙体的厚度存在一厘米误差，也就是说在厚度达 24 厘米的墙体中造孔，以孔深 0.5m，离墙的底部 35 米算，若要确保不出现穿破损坏混凝土防渗墙的现象的话， 就需要设置孔斜不超过 6.9%。但是， 这与设计规定的 1.2%的指标存在很大的差距，在施工过程中很难将钻进孔斜质量水平控制好，打穿混凝土防渗墙存在很大的可能性。
3. 难点分析与处理
（1）大力运用预埋管往下续钻灌浆。要想降低对混凝土防渗墙的影响程度与穿墙现象出现几率、加快工程施工步伐，最有效的手段就是大力运用预埋管向下续钻灌浆，并非另外开孔。该工程用到的钻孔设备包括 XU-200 型与 XU-150 型两种，在前期施工过程中，我们不难看出，被预埋管片住的孔用到的大部分为 XU-200 型钻机。
通过分析可知， XU-150 型钻机的机台要小于 XU-200 型钻机，后者钻进的稳定性好，然而其一旦碰见预埋管弯折部位，钻具不会作出避让 ；而 XU-150 型钻机钻具会避让，如此便于钻杆顺利下放到预埋管的底部。除此之外，现场试验结果表明，在扫预埋管时必须得减缓扫孔速度，切忌由于碰见不存在障碍孔段就立马扫，尤其是刚入预埋管以及将要出预埋管阶段愈要减慢钻入速度。通过分析，每一孔开孔扫孔过程中以 XU-150 型钻机慢扫，扫到预埋管底部之后，则在岩石层中更换 XU-200 型钻机钻进，不仅能确保岩石中钻入质量，还能增加贯通预埋管的几率。
（2）冲洗钻孔。为确保工程质量，要紧抓薄弱板块，全方面梳理灌浆试验资料成果，在每个孔灌浆之前均冲洗钻孔，把钻具下至孔的底部，将压力水通到钻杆加以冲洗，孔中沉积厚度不得大于20cm。对于裂隙，应选用压缩空气与压力水混合冲洗，直至回水变洁为止。冲洗压力应不超过 1Mpa，其属于灌浆压力的 8000，务必要冲洗每一个钻孔。裂缝冲洗完毕之后要采用“单点法”或者“单点法”从上到下逐段开展压水试验。通过压水试验有针对性地处理透水率大的孔，在进行静压灌浆之后设置专人对静压灌浆的液体进行查看，并针对灌浆之后降低迅速的孔实施第二次补灌。在帷幕灌浆之前，首先针对第二段、第三段高透水率的选取水泥浆静灌之后再进行帷幕灌浆。采用增大静灌的力度的手段能取得十分显著的效果。事实上，在正式地进行帷幕灌浆之后，差不多能将吃浆现象消除。工程完工之后对帷幕灌浆效果的检测结果表明，帷幕灌浆效果与透水率均能达标。
（3）帷幕灌浆预埋管位。尽管帷幕灌浆预埋管位属于隐蔽工程，但是由于其要安设于混凝土防渗墙的轴线之上，并需精确地把孔位找出。第一步，把混凝土防渗墙的轴线找到，在大坝两侧用经纬仪定线，把混凝土防渗墙轴线位置确定好，然后选择钢尺在与之相对应的混凝土路挖掘出理论上的孔位。从混凝土防渗墙的施工资料中可知，预埋管的孔位偏差应控制在 0.1 米的范围内，若在预定的孔位上直接切凿找孔，坝顶混凝土路面表层斑驳，最后还原之后会给工程的美感造成影响。和零星并且不确定的扩挖相比，统一开槽更具优势，同时依靠开槽直接地在槽中制浆，以可不另外购买制浆池，降低给环境造成的影响。浆量与孔位误差相结合可看出最后顺着轴线部位应开 20cm 深、 35cm 宽的槽口， 每隔 25 米拓展一个 80cm 宽、1m 长的制浆池，槽池相连。针对那些不处于施工阶段且暂停闲放的制浆池可另外作废浆池使用，依靠泥浆泵型安设排浆管，把废浆排至水库下游指定地方。在施工过程中的 123 根预埋管全找到了，而且开槽池需符合浆液运作、制浆、废浆排放使用要求，工程的布局还能美观、整洁，给环境造成的影响程度也会降至最低。
（4）一些倾斜度、弯度太大的预埋管。因破管进入混凝土防渗墙是无法避免的，若进入的话会由于孔斜太大打穿混凝土防渗墙而使防渗墙的防渗能力削弱，，给工程的质量与安全造成影响。为此可采用以下几种手段 ：①针对那些预埋管十米内破孔的应当马上停止钻入，在混凝土防渗墙下游附近外侧补钻孔 ；②针对处于预埋管十米之外的破孔入墙的，应当让它每个钻都取岩芯通常都是斜向入墙，刚刚入墙的过程中仅仅为擦混凝土防渗墙边，首次与第二次取芯都为零星混凝土芯，抑或是稍微带有角度的斜混凝土芯，若再往下钻入取芯依旧是斜混凝土芯抑或是零星混凝土芯且角度不变，那么就要不断钻入，若取出来的斜混凝土芯角度比上次大，混凝土的一些芯样的厚度应控制在五厘米厚，对钻入速度进行不断控制，关注控机感受，增加取芯的密度，依旧不断钻入。若取出来的斜混凝土芯角度和上次显著增大抑或是厚度超过五厘米的话，应停止钻入封孔，在混凝土防渗墙下游附近和外侧另外开孔。
4. 结束语
该河口水库混凝土防渗墙选用预埋管帷幕灌浆之后，工程的安全与质量水平均与预期效果相符。历经对工程重难点问题的剖析与处理，施工效率也得到了进一步地提升，工程步伐呈现出前慢后快的趋势。
