水利水电工程建设中的钻探和灌浆技术研究

摘要：在大坝基础防渗施工中，非常关键的部分就是大坝帷幕灌浆施工。目前，由于大坝帷幕灌浆技术所具有的作用和功能，其早已被全面、广泛地使用。大坝帷幕灌浆施工涉及的内容较为繁复，而且施工程序非常复杂，因此，大坝帷幕灌浆施工中依然存在一些问题。文章对存在的问题进行了研究，同时提出了相应的合理性建议。

关键词：水利水电工程建设；帷幕灌浆技术；钻探技术；大坝工程；大坝基础防渗施工 文献标识码：A

中图分类号：TV543 文章编号：1009-2374（2015）16-0123-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.060

1 工程施工的布置和准备

工程施工的前期，施工单位首先要对施工现场的场地做好准备和布置工作，这样才能有效推进工程施工的正常运行。为了更好地实现连续性施工，要及时清除工程灌浆时发生的废水和废料等，从而保证清洁、干净的施工现场。同时，还要设置适宜的集水坑和排水沟，利用专门的装置来处理淤积物，且进行有效存储后从场内运输出去。具备一定利用价值的岩心，对此要装箱保存，且做好编号标记，对于没有利用价值的岩心则可以快速处理运输出去。

2 帷幕灌浆施工工序

2.1 钻孔

回转式地质钻机是帷幕灌浆孔经常采用的钻机。在覆盖层中，利用硬质合金钻头钻进。而在基岩中，利用的则是合金钻头回转或者金刚石钻头钻进。91mm是其开孔孔径的尺寸。利用直径91mm导孔，终孔采用的直径为76mm。首先进行导孔的开钻，再进行第二和第三序孔的开钻，最后进行检查孔的开钻，尤其注意的是检查孔要对岩心进行开钻。

2.2 压水试验

在帷幕灌浆施工过程中，灌浆孔灌浆前有一个重要的工序就是简易的压水试验。首先要根据先导孔的排列顺序进行操作，将其卡塞进行压水实验，采用方式为自上而下。单电法压水是惯用的压水实验。对于相应规格而言，试验孔和孔的检测等应该利用方法是五点法。压水试验通过灌浆参数的检验，确定灌浆是否合格。灌浆先导孔和检查孔要按次序进行正规压水试验，普通灌浆孔可以简易方式进行压水试验。

2.3 灌浆

在灌浆覆盖层面一般利用的方法是孔口封闭式的循环钻灌法。基岩部分灌浆首先要封闭孔口，通过内循环的方式进行自上而下的分段灌浆。对于灌浆，一定要正确地确定底部和射浆管的距离，通常来说，应该小于0.5米。而那些在同一排，同时还是相邻的孔序的部分，岩层间的钻孔灌浆的间隔高差必须超过0.15米。0.8D是其覆盖层部分的所具有的压力。基岩灌浆的压力要比其他部分大，通常在2D左右，字母D具体指的是灌浆顶板上部底层厚度，最终灌浆压力和灌浆参数一样，都应该由灌浆参数或者现场灌浆实验实际测量得出。灌浆使用纯水泥灌注，水泥要求80μm方孔筛筛余量在5%以下。开灌水灰比5∶1，在灌浆过程中，还要根据吸浆量变化不断调整浆液的浓度，水灰比例在5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1之间变化。当吸浆率随灌注时间显著减小或灌浆压力随灌注时间显著升高时不得变换；当一级浆液注入总量达到300L，且吸浆率、灌浆压力均无明显改变，换浓一级灌注；换级后，灌浆压力、吸浆率变化明显，立刻还原原来浆液灌注；若吸浆率大于30L/min，则可考虑越级变浓。当单位吸浆量小于1L/min，应继续灌注60min后结束。

3 大坝帷幕灌浆施工中的常见问题及预防措施

3.1 大坝帷幕灌浆施工中的常见问题

3.1.1 灌浆过程中出现中断现象。在大坝帷幕灌浆施工操作中，灌浆管破裂和堵塞现象的原因是多方面的，最终引起灌浆时出现中断现象的问题。同时，如果施工现场出现断水、断电的情形，就会引起灌浆孔的吸浆量不断减少，有的甚至出现停止吸浆，最终也会引起灌浆中断。假设其中中断的时间并不短，灌浆设备很有可能在孔内固定，很难拔出来。当出现这样的状况时，就必须让施工人员再次扫空，如此一来就会增加施工

工期。

3.1.2 灌浆过程中出现漏浆。因为帷幕灌浆孔和地上通道相互通顺，假设不注意控制，很有可能出现漏浆现象。一旦发生这类情形，浆液孔内就会出现缝隙导致流出孔内浆液，造成浆液的浪费，而且帷幕灌浆的质量也无法得到保证。为了防止再次发生漏浆现象的恶化，应该利用必要的措施。

3.1.3 灌浆孔之间形成串浆。由于大坝地质并不坚硬，且岩层之间是通顺的，这样就会导致相通的一些灌浆孔。在此情形下，假若施工人员忽视预防措施的话，就便于灌浆孔之间出现串浆状况。同时，因为使用不恰当的灌浆方式，就会引起灌浆压力表失灵或者是灌浆路堵塞。在灌浆压力变化的过程中，灌浆孔也将改变。如果灌浆压力过大，就会引起串浆的情形。如此以来，灌浆质量就会大大折扣，大坝帷幕灌浆施工进度也会受到影响，降低了大坝帷幕灌浆施工企业的经济效益，对于施工企业的未来发展也是不利的。

3.2 大坝帷幕灌浆施工常见问题的对策分析

作为一项系统工程，大坝帷幕灌浆施工具有一定的复杂性，其地质情况也是千变万化的。所以说，在帷幕灌浆施工操作中，很有可能出现漏浆、串浆、灌浆中断等现象。由于它们严重降低了施工质量，影响了施工企业的经济效益，所以理应对其严加防范。下面就是笔者针对此现象给出的具体建议：

3.2.1 灌浆中断问题的解决策略。如果出现灌浆中断现象，下一道工序就会受阻。此时应该对大坝帷幕再次打孔，不仅仅加重了施工人员的工作量，而且浪费了施工材料，增加了大坝帷幕灌浆施工中所涉及的财力、物力和人力。所以说应该采用有效的措施防止此类情形的发生，这样就能够维护施工企业的整体利益。对于施工设备来讲，应该结合大坝施工的特质选用最贴合实际情况且性能不错的设备，这样就能满足长时间灌浆施工操作的需要。同时，相关人员应该严格把控输浆管材质量，确保达到畅通、无磨损的管材，如此才能彻底解决灌浆中断现象。

3.2.2 漏浆问题解决策略。关于大坝地质层中的溶洞和大裂缝情形，施工人员要做好详细的记录。且依据记录情况，有目的性地投放泥、砂子材料，从而有效堵住漏道，此种办法可以较好地避免灌浆过程中出现漏浆冒浆等情况。

3.2.3 灌浆孔形成串浆的解决策略。如果灌浆孔形成串浆，那么施工就无法顺利进行，也会延长工期。要彻底摆脱这一情况：第一，各灌浆孔之间的施工距离要相应增加，相邻的两个孔灌浆切勿同时灌浆，应该隔天进行；第二，要综合考据灌浆压力的作用，务必要确保灌浆压力在规定范围之内；第三，要具备稳定、准确的压力表，如此一来，施工人员才能获取最真实的数据资料，也便于施工人员进行灌浆作业。

4 结语

水利水电建设的发展速度不断加快，帷幕灌浆技术的应用也更加熟练。在相应的施工过程中，务必结合坝址的具体情形以及工程的相应特质，在结合以往施工经验的基础上，建立、完善科学的质量保证体系，技术准备工作务必要提前进行，并详细安排各工序、各阶段的物资、施工设备、施工方法、施工措施等，注重验收控制和检查灌浆，必要时做好预防工作，最终确保大坝工程正常运行。

参考文献

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作者简介：姚俊（1978-），男，湖北武汉人，湖北大禹水利水电建设有限责任公司中级工程师。

（责任编辑：陈 倩）