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帷幕灌浆技术在水库坝基防渗处理中的应用

作者

施江波  卞志洋  韩斌

中国水电基础局有限公司 天津 301700

1 帷幕灌浆技术在水库坝基防渗处理中的应用特点

1.1 良好的防渗效果

帷幕灌浆技术能够在水库坝基中形成连续、完整的防渗帷幕。通过向坝基的岩石裂隙、孔隙等注入水泥浆液或其他合适的灌浆材料,填充其中的空隙,有效阻止地下水的渗透。这种防渗帷幕如同坚固的屏障,大大降低了坝基的渗透系数,减少了渗漏水量,从而保障了水库大坝的稳定性和安全性。

1.2 施工灵活性高

帷幕灌浆施工可以根据水库坝基的具体情况和工程进度进行灵活安排。可以采用分段、分序灌浆的方式,逐步提高灌浆质量。在施工过程中,还可以根据实际的地质情况和灌浆效果,及时调整施工参数和工艺,确保灌浆施工的顺利进行。此外,帷幕灌浆施工对周围环境的影响较小,可在不影响水库正常运行的情况下进行。

1.3 耐久性好

一旦帷幕灌浆施工完成并达到设计要求,形成的防渗帷幕具有较好的耐久性。灌浆材料在坝基中经过硬化和胶结,能够长期保持其防渗性能。在正常使用条件下,帷幕灌浆形成的防渗结构可以持续数十年甚至更长时间,为水库坝基提供长期可靠的防渗保障,减少了后期维护和修复的工作量和成本。

2 帷幕灌浆技术在水库坝基防渗处理中的应用要点

2.1 施工准备要点

在运用帷幕灌浆技术进行水库坝基防渗处理前,全面且细致的施工准备工作是确保后续施工顺利开展的基础。首先是技术准备,施工团队需组织专业技术人员对水库坝基的地质勘察报告进行深入研究,充分了解坝基的地质构造、岩石特性、地下水位等情况。根据这些信息,结合工程的具体要求和相关规范标准,制定科学合理的帷幕灌浆施工方案。方案中应明确灌浆孔的布置方式、深度、间距,灌浆材料的选择和配合比,以及灌浆压力、速度等关键参数。同时,对施工人员进行技术交底,确保其熟悉施工工艺和质量要求。材料准备上,要严格把控灌浆材料质量,常用灌浆材料有水泥、黏土、化学浆液等,需根据坝基实际情况和设计要求选择。对于水泥,要检查其出厂质量证明文件,进行抽样检验,确保其强度、安定性等指标符合要求。其他辅助材料如外加剂等,也需进行质量检验,保证其性能稳定。材料进场后,要妥善储存,避免受潮、变质等情况影响材料质量。此外,设备准备也是至关重要的一环。对灌浆所需的钻机、灌浆泵、搅拌机等设备全面检查调试,确保性能良好、运行正常。同时,配备足够易损件和备用设备,以应对设备故障。在施工现场合理布置设备,确保安装牢固、操作方便,做好防护措施,防止施工中设备损坏。

2.2 钻孔施工要点

钻孔是帷幕灌浆施工的重要环节,其质量直接影响到后续灌浆效果。在钻孔过程中,要严格按照设计要求控制钻孔的垂直度和深度。采用合适的钻孔设备和钻进工艺,确保钻孔的精度。一般来说,可选用回转式钻机进行钻孔,根据不同的地质条件选择合适的钻头和钻进参数。在钻进过程中,要密切观察钻孔情况,如钻进速度、返水颜色和岩粉情况等。若发现异常情况,如钻孔偏斜、塌孔等,应及时采取相应的措施进行处理。为了保证钻孔的垂直度,可采用测斜仪等设备定期对钻孔进行测斜,当钻孔偏斜超过允许范围时,要及时进行纠偏。对于不同的地质层,要采取不同的钻进方法。在较硬的岩石层中,可适当提高钻进压力和转速,以提高钻进效率;而在较软的土层或破碎带中,则要降低钻进速度,防止塌孔等问题的发生。同时,要做好钻孔记录工作,详细记录钻孔过程中的各种参数和情况,为后续的灌浆施工提供准确的资料。钻孔完成后,要对钻孔进行清洗和检查。采用高压水冲洗钻孔,将孔内的岩粉和杂物清洗干净,确保孔壁清洁、畅通。检查钻孔的深度、垂直度等是否符合设计要求,如不符合要求,要及时进行处理。只有在钻孔质量验收合格后,才能进行下一步的灌浆施工。

2.3 灌浆施工要点

灌浆施工是帷幕灌浆技术的核心环节,其施工质量直接关系到水库坝基的防渗效果。在灌浆前,要对灌浆材料进行再次检查和调试,确保其性能符合要求。根据设计要求和地质条件,确定合理的灌浆压力和灌浆量。灌浆过程中,要严格按照灌浆顺序进行施工。一般采用分序加密的原则,先进行一序孔的灌浆,然后依次进行二序孔、三序孔等的灌浆。这样可以使灌浆效果更加均匀,提高帷幕的防渗性能。在灌浆过程中,要密切观察灌浆压力和灌浆量的变化情况,当灌浆压力突然升高或灌浆量突然减少时,要及时分析原因,并采取相应的措施进行处理。此外,控制灌浆速度也是保证灌浆质量的关键。灌浆速度不宜过快,以免造成浆液扩散不均匀,影响防渗效果;也不宜过慢,以免浆液在孔内沉淀,堵塞灌浆通道。根据不同的灌浆阶段和地质条件,合理调整灌浆速度。同时,要做好灌浆记录工作,详细记录灌浆时间、灌浆压力、灌浆量等参数,为质量检验和后期维护提供依据。在灌浆结束后,要及时对灌浆孔进行封孔处理。封孔质量直接影响到帷幕的长期防渗效果,一般可采用压力灌浆封孔法或机械压浆封孔法等进行封孔。封孔后,要对封孔质量进行检查,确保封孔密实、无渗漏现象。

2.4 质量检测要点

为了确保帷幕灌浆技术在水库坝基防渗处理中的应用效果,必须进行严格的质量检测。质量检测工作应贯穿于整个施工过程中,包括施工前的原材料检测、施工过程中的工序质量检测和施工后的整体效果检测。在施工前,对原材料如水泥、化学浆液等进行严格的质量检验,确保原材料符合设计要求和相关标准。对施工过程中的每一道工序,如钻孔、灌浆等进行质量检测,检查钻孔的垂直度、深度、孔径,灌浆的压力、灌浆量、浆液浓度等是否符合设计要求。通过现场取样、试验等方法,对灌浆效果进行初步评估。施工完成后,采用多种检测方法对帷幕的防渗效果进行全面检测。常用的检测方法有压水试验、钻孔取芯检查、物探检测等。压水试验是检测帷幕防渗性能的重要方法,通过向钻孔内压水,测量单位时间内的压入水量,计算透水率,判断帷幕的防渗效果是否满足设计要求。钻孔取芯检查可以直观地观察帷幕的内部结构和灌浆质量,检查浆液的结石情况和与周围岩石的胶结情况。物探检测则可以对帷幕的整体分布和连续性进行检测,发现可能存在的缺陷和隐患。根据质量检测结果,对帷幕灌浆工程进行综合评价。如发现质量问题,要及时采取相应的处理措施进行整改,确保水库坝基的防渗性能达到设计要求,保障水库的安全运行。

3 结语

综上所述,帷幕灌浆技术用于水库坝基防渗处理优势显著,具备良好防渗效果、高施工灵活性和强耐久性。但实际应用存在挑战,如不同地质条件下灌浆效果有差异、施工参数难以精确控制等。未来,研究和工程人员应继续探索改进该技术。一方面,加强特殊地质条件下的技术研究,研发针对性灌浆材料与施工工艺;另一方面,利用现代信息技术实现施工智能化监测控制,提高质量与效率。通过持续创新完善,让该技术更好地服务于水库坝基防渗工程,为水利事业发展提供更坚实的技术保障。

参考文献:

[1] 李海霞 . 帷幕灌浆技术在水库坝基防渗处理中的应用 [J]. 黑龙江水利科技,2025,53(05):62-65.

[2] 商坡 . 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 [J].科学技术创新,2022,(26):117-120.