帷幕灌漿技術在水庫防滲墻施工中的難點分析

【摘要】筆者結合某水庫大壩防滲墻帷幕灌漿工程實例針對灌
漿施工與防滲墻預埋管位造孔過程中碰見的重難點問題進行分析與
闡釋，并給出相應的詳細的解決方案。
【關鍵詞】預埋管 ；灌漿 ；防滲墻 ；造孔
1. 工程情況
在 2011 年 10 月，某河口對帷幕灌漿預埋管重新加以利用開
展混凝土防滲墻下基巖帷幕灌漿工作。防滲墻內埋深達 26.5 米至
39.3 米，其下帷幕灌漿孔深度則有 13.5 米至 16.5 米，總共有 123 根。
帷幕灌漿從上到下循環式實施，逐段逐灌進行。其中，粘土心墻、
混凝土防滲墻以及和基巖有所接觸段均應先安排濃漿靜灌，而在基
巖內與基巖有所接觸的段的長度是 1.5 米，接觸段下方的灌漿段分
段長應處于 5 米至 6 米的范圍內。
2. 灌漿與造孔過程中的重難點問題
眾所周知，在灌漿與造孔過程中我們難免會遇到些問題，這些
問題主要有 ：
（1）預埋管的斜度與造孔的斜度不同。從設計要求中可知，在
掃孔與鉆孔時應每隔 5 至 10 木就測量一次孔的斜度，將孔斜控制
在 1.2 個百分點的范圍內。然而，由于預埋灌漿孔管管壁很薄，管
體垂直度不足，同時在防滲墻施工初級階段預埋管吊裝過程中會因
接頭焊接不到位變得“硬彎”，而預埋灌漿管固定措施不大合乎情
理，再加上防滲墻在澆筑過程中會手段沖擊，導致預埋管會產生漂
移，這或多或少會給預埋管的垂直度產生一定影響。加之管壁很薄，
導致在實際施工掃孔過程中很容易穿破管入墻 ；而破損壁與剝落的
管壁鐵皮易導致片測斜儀探頭、片鉆以及片灌漿塞的現象，事實上
在測孔深的過程中也經常出現測繩被割斷的情況。
（2）灌漿吃漿量太多。在工程施工前期曾就東大壩壩基開展帷
幕灌漿實驗，在十個試驗孔內壓水試驗求出的透水率變幅更大些，
而在試驗中透水率大的孔段存在很多灌漿吃漿量嚴重的問題，一些
孔吃漿太大。
（3）廢漿排放與確定帷幕灌漿預埋管位的問題。帷幕灌漿預
埋管管口以土工織物內封口，高程達 75.2 米，管口上方的墊層與
C25 混凝土道路有 0.6m 厚。實際上，預埋管與混凝土防滲墻都屬
于隱蔽工程，其被上部工程徹底覆蓋，因此開工之后碰見的一大難
題就是怎樣降低對上部工程的破壞，精確確定灌漿孔的位置。該工
程執行的地點處于某風景區的中心地段，上游水庫位于生活用水的
源頭，因此鉆孔制漿與灌漿地址必須得在不對環境產生影響的前提
下滿足壓力要求。
（4）很難保證破管入墻鉆孔的質量水平。在預埋管內掃孔過程
中，鉆具經常將埋管打破轉進混凝土防滲墻中造孔。混凝土防滲墻
一般只有 0.6 米厚，而鉆孔深度最多有 0.5 米厚，在埋管過程中預
埋管往往會受到施工誤差、測量誤差以及施工干擾等諸多因素的影
響出現一些問題。縱觀前期測量放樣狀況不難發現，管口與軸線之
間存在 5 厘米的偏差。站在最壞的角度看，在造孔過程中孔斜往偏
薄的方向傾斜出現 5 厘米偏差，再加上混凝土防滲墻體的厚度存在
一厘米誤差，也就是說在厚度達24厘米的墻體中造孔，以孔深0.5m，
離墻的底部 35 米算，若要確保不出現穿破損壞混凝土防滲墻的現
象的話，就需要設置孔斜不超過 6.9%。但是，這與設計規定的 1.2%
的指標存在很大的差距，在施工過程中很難將鉆進孔斜質量水平控
制好，打穿混凝土防滲墻存在很大的可能性。
3. 難點分析與處理
（1）大力運用預埋管往下續鉆灌漿。要想降低對混凝土防滲墻
的影響程度與穿墻現象出現幾率、加快工程施工步伐，最有效的手
段就是大力運用預埋管向下續鉆灌漿，并非另外開孔。該工程用到
的鉆孔設備包括 XU-200 型與 XU-150 型兩種，在前期施工過程中，
我們不難看出，被預埋管片住的孔用到的大部分為 XU-200 型鉆機。
通過分析可知，XU-150 型鉆機的機臺要小于 XU-200 型鉆機，后
者鉆進的穩定性好，然而其一旦碰見預埋管彎折部位，鉆具不會作
出避讓 ；而 XU-150 型鉆機鉆具會避讓，如此便于鉆桿順利下放到
預埋管的底部。除此之外，現場試驗結果表明，在掃預埋管時必須
得減緩掃孔速度，切忌由于碰見不存在障礙孔段就立馬掃，尤其是
剛入預埋管以及將要出預埋管階段愈要減慢鉆入速度。通過分析，
每一孔開孔掃孔過程中以 XU-150 型鉆機慢掃，掃到預埋管底部之
后，則在巖石層中更換 XU-200 型鉆機鉆進，不僅能確保巖石中鉆
入質量，還能增加貫通預埋管的幾率。
（2）沖洗鉆孔。為確保工程質量，要緊抓薄弱板塊，全方面梳
理灌漿試驗資料成果，在每個孔灌漿之前均沖洗鉆孔，把鉆具下至
孔的底部，將壓力水通到鉆桿加以沖洗，孔中沉積厚度不得大于
20cm。對于裂隙，應選用壓縮空氣與壓力水混合沖洗，直至回水
變潔為止。沖洗壓力應不超過 1Mpa，其屬于灌漿壓力的 8000，務
必要沖洗每一個鉆孔。裂縫沖洗完畢之后要采用“單點法”或者“單
點法”從上到下逐段開展壓水試驗。通過壓水試驗有針對性地處理
透水率大的孔，在進行靜壓灌漿之后設置專人對靜壓灌漿的液體進
行查看，并針對灌漿之后降低迅速的孔實施第二次補灌。在帷幕灌
漿之前，首先針對第二段、第三段高透水率的選取水泥漿靜灌之后
再進行帷幕灌漿。采用增大靜灌的力度的手段能取得十分顯著的效
果。事實上，在正式地進行帷幕灌漿之后，差不多能將吃漿現象消
除。工程完工之后對帷幕灌漿效果的檢測結果表明，帷幕灌漿效果
與透水率均能達標。
（3）帷幕灌漿預埋管位。盡管帷幕灌漿預埋管位屬于隱蔽工程，
但是由于其要安設于混凝土防滲墻的軸線之上，并需精確地把孔位
找出。第一步，把混凝土防滲墻的軸線找到，在大壩兩側用經緯儀
定線，把混凝土防滲墻軸線位置確定好，然后選擇鋼尺在與之相對
應的混凝土路挖掘出理論上的孔位。從混凝土防滲墻的施工資料中
可知，預埋管的孔位偏差應控制在 0.1 米的范圍內，若在預定的孔
位上直接切鑿找孔，壩頂混凝土路面表層斑駁，最后還原之后會給
工程的美感造成影響。和零星并且不確定的擴挖相比，統一開槽更
具優勢，同時依靠開槽直接地在槽中制漿，以可不另外購買制漿池，
降低給環境造成的影響。漿量與孔位誤差相結合可看出最后順著軸
線部位應開 20cm 深、35cm 寬的槽口，每隔 25 米拓展一個 80cm 寬、
1m 長的制漿池，槽池相連。針對那些不處于施工階段且暫停閑放
的制漿池可另外作廢漿池使用，依靠泥漿泵型安設排漿管，把廢漿
排至水庫下游指定地方。在施工過程中的 123 根預埋管全找到了，
而且開槽池需符合漿液運作、制漿、廢漿排放使用要求，工程的布
局還能美觀、整潔，給環境造成的影響程度也會降至最低。
（4）一些傾斜度、彎度太大的預埋管。因破管進入混凝土防滲
墻是無法避免的，若進入的話會由于孔斜太大打穿混凝土防滲墻而
使防滲墻的防滲能力削弱，，給工程的質量與安全造成影響。為此
可采用以下幾種手段 ：①針對那些預埋管十米內破孔的應當馬上停
止鉆入，在混凝土防滲墻下游附近外側補鉆孔 ；②針對處于預埋管
十米之外的破孔入墻的，應當讓它每個鉆都取巖芯通常都是斜向入
墻，剛剛入墻的過程中僅僅為擦混凝土防滲墻邊，首次與第二次取
芯都為零星混凝土芯，抑或是稍微帶有角度的斜混凝土芯，若再往
下鉆入取芯依舊是斜混凝土芯抑或是零星混凝土芯且角度不變，那
么就要不斷鉆入，若取出來的斜混凝土芯角度比上次大，混凝土的
一些芯樣的厚度應控制在五厘米厚，對鉆入速度進行不斷控制，關
注控機感受，增加取芯的密度，依舊不斷鉆入。若取出來的斜混凝
土芯角度和上次顯著增大抑或是厚度超過五厘米的話，應停止鉆入
封孔，在混凝土防滲墻下游附近和外側另外開孔。
4. 結束語
該河口水庫混凝土防滲墻選用預埋管帷幕灌漿之后，工程的安
全與質量水平均與預期效果相符。歷經對工程重難點問題的剖析與
處理，施工效率也得到了進一步地提升，工程步伐呈現出前慢后快
的趨勢。