浅谈岩溶地区帷幕灌浆处理方法

浅谈岩溶地区帷幕灌浆处理方法

卢永兵

中国水利水电第十二工程局有限公司浙江省杭州市310004

摘要：岩溶地区的帷幕灌浆是帷幕灌浆技术中最复杂的部分，主要是由于我国对岩溶地区的帷幕灌浆研究处于初级阶段，岩溶地区的地质地形条件非常复杂，常规的灌浆方法无法取得良好的效果。因此在岩溶地区，就要采用合理高效的帷幕灌浆处理方法，才能促进我国帷幕灌浆技术的快速提高，促进我国各种基层建设的飞速发展。本文探讨了岩溶帷幕灌浆的基本内容以及处理方法，并且对帷幕灌浆处理方法在某水坝修建中的应用进行了详细分析。

关键词：岩溶地区；帷幕灌浆

引言

由于岩溶地区的基地透水性能极强，在水坝蓄水之后，地基基础的不稳定，就会造成大坝的泄漏，浪费大量的人力、物力和财力资源。因此在这种地区进行大坝的修建，首先要促使大坝具有完整而可靠的防渗措施，才能保障大坝的质量安全和充足的蓄水能力。其次要不断提高施工进度，降低施工成本费用，才能提高施工效率。

一、岩溶帷幕灌浆的基本内容

帷幕灌浆就是将一种具有胶凝性的浆液，按照规定的配比，采用机械对其施加压力，通过钻孔、埋管或者其他方法将浆液送至岩体当中的缝隙、孔隙或者孔洞中，从而形成一定宽度的阻水帷幕，这样就可以减少渗流量，提高工程的强度。

岩溶地区的帷幕灌浆就是在孔洞、孔隙、缝隙、岩溶洞穴中填充浆液，形成阻水帷幕，从而起到固结、粘合、防渗，提高地基基础的承载负荷力和抗变形能力等。岩溶地区的帷幕灌浆按照作用可以分为回填灌浆、高压帷幕灌浆，按照灌注材料可以分为水泥灌浆、水泥砂浆灌浆、水泥粘土灌浆，按照压力可以分为高压灌浆、中压灌浆和低压灌浆等。

帷幕灌浆属于一种处理地基与基础防渗的方法之一，现阶段已经被广泛运用在各种水利水电建设工程中。帷幕灌浆不仅是一种技术，还是一种技艺。在岩溶地区进行帷幕灌浆，不仅需要丰富的施工经验，还要具有高强的随机应变能力。由于受到地质和工程条件的影响，灌浆工程的技术要求也有所差异，随着我国基础建设的逐渐增多，灌浆方法的应用也逐渐增多。

二、岩溶地区帷幕灌浆的处理方式

（一）灌浆工艺

岩溶地区的帷幕灌浆大多都采用小口径金刚石钻头钻进、孔口封闭、孔内循环、不冲洗的高压水泥灌浆法。

灌浆工艺的特点：（1）可以满足各种的防渗要求；（2）采用孔口封闭的灌浆方法，能够简化施工工艺，加快了施工进度，减轻了人力劳动强度，提高施工质量和效率；（3）这种灌浆方法是等上段灌浆结束之后，不用等待凝结之后就可以进行下一段的灌浆，加快了灌浆的效率，为实现连续关键提供了坚实可靠的保障。

（二）灌浆流程

（1）孔口管段钻进以及灌浆

在这一阶段的操作过程中，一般情况下都会使用孔径为73mm的钻头，然后顺着岩石基层钻深度为2m左右的灌浆孔。第一段钻孔结束后，将孔洞内的杂物清除干净，然后进行下一段的钻孔，每一段间隔约为15cm。然后采用0.6MPa压力的压力水枪对孔洞进行压水试验，时间保持在十五分钟左右。等待试验结束之后，然后采用0.6MPa的低压进行灌浆，结束之后，进行孔口管的埋设。

（2）孔口管预埋

为了充分利用水泥浆液，在第一段灌浆结束之后，要立刻在孔内埋设孔径为73mm的孔口管。在铺设孔口管的过程中，需要用麻丝将两个接头进行缠绕。然后使用孔径为45mm的钻杆当做射浆管，将浆液配比为0.5：1的浓度，然后注入孔底。待孔洞注射满之后，立刻卸掉浆管以及两边接头，在使用0.5：1浓度的浆液进行孔口的封堵。

孔口预埋之后，等待浆液凝结三天之后，就可以进行下一道工序的施工。使用孔口管主要是为了连接孔口的封闭器和隔离混凝土与岩体基层的接触面，减小浆漏的面积。

（3）分段钻进灌浆

在第二段的灌浆工程中，采用孔径为60mm的小孔径钻头分段钻进，然后利用孔口封闭器进行分段灌浆。在灌浆的过程中，需要严格按照规定的设计要求，进行灌浆压力的逐段递增，到第四段的时候，就可以达到最高设计压力。帷幕灌浆施工时，还应当按照一定的顺序进行施工。当帷幕为三排时，就应当先在下游施工，在进行上游施工，最后进行中间施工。如果是两排时，先进行下游施工，在进行上游施工。

（三）现场布置

帷幕灌浆在廊道或者隧道中进行时，还应当满足多机组联合作业的要求，要简化施工步骤，尽量减少钻灌设备的搬运，在安全的环境下进行施工。

供水、供浆、供气和供电等管线一般情况下需要布设在下游，要严格按照相关的标准进行布设，不仅要做到施工现场的干净整洁，还要充分利用廊道的有限空间，为施工人员带来更大的便利。

在灌浆廊道下游还要每间隔五十米设置一个机房，将高压灌浆泵和搅拌槽放置在机房内部，避免来回搬运，为施工带来不便。钻机需要随着钻孔的位置而移动，这样才能有序进行施工。

为了方便浆液的分组配置，应当将放浆阀设置在靠近机房处，尽量在两个机房之间，适当的增加放浆阀。

三、岩溶地区帷幕灌浆的应用

（一）工程概况

某水电站是在我国的岩溶地区修建的，由于受到地质地形条件的影响，土质主要为颗粒非常细的粘土层。在施工过程中，采用了高压水泥灌浆防渗帷幕法，提高了工程质量，增加了帷幕的负荷能力，提高了防渗性能。

（二）钻孔分布

该区域内有大小溶洞共18个，充填物主要为粘土，小断层有10个，断层面的溶蚀情况比较严重，填充物大多为淤泥。缝隙密度在每米四条，宽度小于半米，岩体基层基本上已经风化泥化，厚度在一厘米左右。灌浆孔分为三排，每排之间的距离为2米，孔深为40米，灌浆孔呈梅花形排列，不冲洗区域布孔十个，冲洗区域布孔七个，成三角形排列。

（三）洗孔试验

溶洞以及溶蚀缝隙中填充物的夹泥是影响帷幕灌浆防渗性能的主要因素，在施工过程中，采用水气混合的方法对缝隙内的夹泥进行冲洗，将水压控制在3MPa左右，气压在8MPa左右，对于每个孔段都进行了冲洗。平均每个钻孔的冲洗时间长达23小时，仍旧有浑水涌出，表明夹泥非常难以冲洗干净。

（四）不冲洗的高压灌浆试验

钻孔灌浆工艺是由钻孔和灌浆两道工序交替进行的，自上而下分段钻进，然后分段灌浆。灌浆长度与灌浆的压力随着孔深的增加而逐渐加大，为了防止孔口浆液溢出，需要进行表层密封操作。

灌浆的方法为采用高压灌浆法，灌浆压力随着孔深的增加而逐渐递增1MPa，直到最高设计压力为止。该区域内的最高灌浆压力为8MPa，因此在灌浆的过程中还要经常开动钻机加以转动，降低灌浆压力，才能保持灌浆的稳定性。

（五）灌浆前压水试验

在各孔序每一孔段部位采用1MPa的压力水枪进行时长半小时的压水试验，就可以快速了解到该区域的透水性。随着压力的增加，孔段的透水率在不断较少，表明溶蚀夹泥在1MPa的较低压力下透水性能较小，而且还不稳定，容易在高压下被击穿，因此必须采用较高的灌浆压力，才能保障帷幕灌浆的质量。

结语

综上所述，在岩溶地区帷幕灌浆过程中，首先需要保障大坝的质量安全，避免带来不必要的经济财产损失。其次要防止出现大量渗漏，提高工程性能。最后简化施工工艺，降低施工难度，加快施工进度，提高施工质量，为企业带来更多的经济效益。

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