帷幕灌浆在郯城县窑上闸工程施工中的应用

帷幕灌浆在郯城县窑上闸工程施工中的应用

杨传玉1，冯成成2

（临沂市应急救援指挥服务中心，山东 临沂 276000）

摘要：郯城县窑上拦河闸位于郯城县东北约10km的老沭河上，闸轴线位于老沭河中泓桩号27+125处（以大官庄枢纽为起点），工程具有蓄水、灌溉等多项功能，担负着老沭河以西，白马河以东涉及郯城县的红花镇、郯城街道、泉源乡及高峰头镇四个乡镇16万亩土地的灌溉任务，为地方经济的发展起到了非常重要的作用。工程主要建设内容为拆除改建拦河闸、拆除改建引水灌溉闸、改建管理设施、观测设施和管理道路以及机电、金属结构安装。本文对工程在闸底板帷幕灌浆的施工工艺进行了简述。

关键词：帷幕灌浆；工程施工；渗透试验

一 项目区地质情况

本次工程在土层中采取原状土样进行了渗透试验，依据帷幕灌浆施工图地质状况说明，窑上拦河闸闸底板位于强风化砂岩上，强风化砂岩强度较高，从力学角度上看，满足天然地基要求，但通过在拟建场地部位内进行钻孔压水试验，分析各层土（岩）的渗透系数及渗透性，得出强风化砂岩为中等透水性。根据场地的地质条件和建筑物特点，需对闸室段及左右岸上游翼墙进行帷幕灌浆处理。

二 帷幕灌浆施工方法和步骤

1、布置灌浆孔

本次灌浆采用单排孔帷幕灌浆，孔距1.5m，每隔18m设置一个先导孔。灌浆段长自上而下分别为2m、3m、5m...、以下各段段长在5～7m范围内，对于岩石较好的地段适当加长，但不超过10m。

2、灌浆施工工序 

由于本工程灌浆段的地质状况较为复杂，本次帷幕灌浆采用分段灌浆法。 

工序步骤：

     ①钻孔→②冲洗→③压水试验→④灌浆→⑤封孔

钻孔均分段进行孔斜测量。垂直的钻孔，孔底偏差不大于0.25m，必要时采取补救措施；钻进过程中重点控制孔深20m以内的偏差。

三 裂隙冲洗与压水试验

1、冲洗水压采用灌浆压力的80%，压力超过1.0MPa时，采用1.0MPa，冲洗时间至回水澄清时止或不大于20min，对于出现溶洞或岩芯采取率低的不作裂隙冲洗。

2、Ⅰ序孔（先导孔）压水试验采用一个压力段自上而下单点法分段压水，其余采用简易压水；压水压力采用灌浆压力的80%，压力超过1.0MPa时，采用1.0MPa，其次为了与图纸涉及到地质的渗透资料相对照也采用此方法进行压水。

四 制浆

帷幕灌浆施工前的准备工作主要有设备、材料、人员。这些准备工作是此阶段试验结果能否验证设计所给出的技术参数的硬性条件。灌浆材料的要求按照设计所给的参照图纸说明选用临沂市沂州水泥厂生产的经检测合格的袋装普通硅酸盐水泥（42.5R等级），材料的具体要求和相关数据应符合规范要求，通过80μm方筛过筛且筛余量误差不大于5%，采用高速搅拌机制浆，水泥浆液的搅拌时间不少于30s，搅拌转速大于1200r/min，浆液在使用前过筛，自制备到用完的时间不大于4h；夏季浆液温度采取用篷布遮阳和加入冰块等降温措施保持在5-40°C之间。  

五.灌浆

1、灌浆压力

压力范围一览表

2、浆液水灰比和浆液变换标准

（1）灌浆水灰比：灌浆水灰比采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.5:1共5个比级,开灌水灰比为5:1。

（2）帷幕灌浆浆液变换的标准：当灌浆压力保持不变，注入率持续减小时，或注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，换浓一级水灰比浆液灌注。

3、灌浆结束与封孔标准

（1）当灌浆段在最大的灌浆压力下，注入率不大于1.0L/min，继续灌注30min，灌浆即结束。

（2）全孔灌浆结束后，以水灰比为0.5:1的新鲜普通水泥浆液置换孔内稀浆或积水，采用全孔灌浆封孔法封孔，灌浆压力采用全孔段平均灌浆压力，封孔持续时间为1.0h；流量小于1.0/min,时间持续30min。

六 灌浆质量检查

1、在灌浆结束后14天后进行检查孔施工。

2、检查孔采用不小于φ75mm金刚石钻头钻进，取芯并进行压水试验，采用单点法，其压入流量稳定标准与帷幕灌浆孔标准相同。

3、在灌浆结束14天后进行原孔取芯检查，检查孔采用φ75mm金刚石钻头钻进，采取15m以上长度岩芯进行检查，检查结束后进行灌浆封孔。

4、检查合格标准

帷幕灌浆灌后基岩透水率小于5Lu。经检查，帷幕灌浆后的基岩透水率合格率为100%，质量合格。

七 特殊情况处理

1、灌浆过程中出现冒浆、漏浆时，根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇、待凝等方法进行处理。

2、灌浆孔段遇特殊情况，无论采用何种措施进行处理，其复灌前均应进行扫孔，复灌后达到规定的结束条件。

3、灌浆过程中发生串浆时，发现串浆孔具备灌浆条件，对两个灌浆孔同时进行灌浆，按照一泵灌一孔的原则进行。发现部分串浆孔不具备灌浆条件时，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。

八 岩芯采取存放要求

1、钻孔取芯

（1）取芯孔

先导孔、质量检查孔以及监理人指示的其它钻孔进行钻取岩芯，按取芯次序统一编号，填牌装箱，并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。

（2）岩芯保存

岩芯放入同一尺寸满足要求的箱体内。岩芯的放置位置便于标记和注释，在每一隔板处都标有循环深度。拍照完成后，将装好岩芯的箱体从钻孔地点运至指定的其它地方进行保存。

（3）岩芯的装箱

一个循环的岩芯平行放置于一个箱中，从左到右摆放，从上到下递增。机械性的岩芯破坏与岩芯的节理以区别及标识。各次循环的岩芯黏贴标签，并清楚标出循环次数。

（4）岩芯箱的标记

岩芯用有记号笔及永久性标签进行标记。标记包括孔号、箱号、总箱数、段长及所在工程的部位。

（5）记录

对钻孔的所有操作进行全面的记录，在岩芯装入箱中后立即对每箱拍照一张。

九 灌浆资料整理

根据规范和设计要求提交钻孔和灌浆工程的各项施工记录和质量报表，其内容包括：

（1）灌浆工程原材料试验和质量检验成果；

（2）钻孔灌浆压水施工记录；

（3）班报记录；

（4）质量检查和质量事故处理记录；

（5）监理人要求提供的其它资料。

参考文献：

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[2]孙家波. 苗尾水电站层状倾倒岩体大坝帷幕灌浆技术研究与应用[C]. 中国大坝工程学会、西班牙大坝委员会.国际碾压混凝土坝技术新进展与水库大坝高质量建设管理——中国大坝工程学会2019学术年会论文集.中国大坝工程学会、西班牙大坝委员会:中国大坝工程学会,2019:568-579.

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[4]方飞.帷幕灌浆施工技术与质量管控措施[J].河南水利与南水北调,2019,48(08):55-56.

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[6]童振科.帷幕灌浆施工技术在水库大坝基础防渗加固处理中的应用研究[J].珠江水运,2019(13):98-99.

[7]张炳山.帷幕灌浆施工技术在水利工程中的应用研究[J].中华建设,2019(07):136-138.

杨传玉，1990年12月，男，工程师。

两位作者单位均为临沂市应急救援指挥服务中心，山东省临沂市兰山区北城新区北京路17号，276000，联系电话：15853973101