水库除险加固工程大坝帷幕灌浆施工技术问题与解决方案的研究

摘要：面对我国众多水库逐渐步入老化期，其安全隐忧日渐显著，执行水库的除险与加固作业已经成为水利建筑领域的一项紧迫使命。在此过程中，大坝的帷幕灌浆技术是核心的加固手段，对于提高防渗性能和结构稳固性至关重要。本文将通过实际工程案例，深入探讨水库除险加固中大坝帷幕灌浆施工技术的细节。

关键词：水库除险加固；大坝帷幕灌浆；施工技术；问题；解决方案

1工程案例

本文以某水库项目为例，该工程地理位置处半山区，虽然地势起伏较大，但周边交通发达，建筑材料和机械设备可顺畅运抵工地。该地区历年平均降雨量为900毫米。每年6月至9月是该地区的雨季，常受热带风暴侵袭，导致极端强降雨事件。鉴于此，当地面临着较大的蓄水和防洪压力，水库的大坝和副坝出现了多处渗水问题，对水库的安全稳定构成威胁。针对这一情况，当地管理机构组织安全鉴定经深入调查和综合分析相关数据后，决定实施加固除险措施，以根除潜在的安全隐患。

2水库除险加固工程大坝帷幕灌浆施工技术

2.1设备、材料准备

在施工作业的具体环节，水利工程所需的混凝土拌和水需符合建筑行业用水标准，以确保工程项目在质量监控上的一致性。为此，灌浆作业中使用的必须是规格统一的用水。此外，遵循质量管理体系的规定，挑选合适的水泥种类，本项目采用了42.5级的普通硅酸盐水泥。

在进行灌浆处理的过程中，需根据项目的具体需求和管控标准，挑选恰当的灌浆及钻孔设备。在灌浆设备方面，需运用高效的搅拌设备如高速搅拌机、储浆搅拌机等，以确保流程控制的合理性，进而维护整体管理的统一性。同时，通过使用高压泥浆泵高效完成钻孔清洗和压水实验，建立完善的设备管理体系，确保设备能充分发挥其功能。

2.2钻孔作业

在基岩层中，采用金刚石钻头进行钻进，钻孔直径保持在56毫米。在施工流程中，首先使用91毫米钻头完成导向孔的开孔工作，确保后续操作的稳妥与规范，再用76毫米钻头完成终孔处理，以提升整体作业品质。为保障作业质量，需对导向孔、第二孔和第三孔进行集中化管理，并对岩芯质量进行评估，确保作业的科学性。同时，需对施工成果进行校正，确保孔位符合设计标准，孔位偏差须在10厘米以内，并实时记录、汇总分析相关数据。在灌浆孔施工过程中，按照规范分阶段处理，并与清水钻进相结合，以增强基岩钻进质量。最终，采用KXP-1型测斜仪进行精度测量，只有符合大坝帷幕灌浆施工规范要求，方可进行后续施工步骤。

2.3冲洗作业

针对基岩层，必须借助高压水流对钻孔壁进行彻底清洗，以保障清洗作业不会对整个施工质量造成负面影响。清洗持续时间应根据排出水的清洁度来确定，直至回流的水质清澈见底。此外，清洗过程中所使用的压力应控制在灌浆压力的80%上下，如施工过程中的灌浆压力超过1MPa，则清洗压力应固定为1MPa。清洗作业完成后，需对清洗成效进行细致检验，保证孔内沉积物的厚度不超过20厘米。

2.4压水试验

1）在灌浆作业启动之前，必须对灌浆孔实施初步的压水实验，这样能够全方位地评估孔洞状况，进而满足接下来的施工需求。2）对于先导孔的压水实验，应采取由上至下分段封堵的方式进行详细分析，同时，结合单点法的压水处理方式，以保障整个施工过程的可控性与合理性。3）至于帷幕灌浆的试验孔和检查孔，则应实施五点法压水实验。所谓的五点法，就是按照大坝基础防渗帷幕灌浆的实验标准，遵照业主和监理单位的现场指导，依照设计规范对各个灌浆区段的压力进行计算，以此掌握实际的压水压力，并通过对压水压力的0.3倍、0.6倍及1倍的不同倍数进行计算，来处理各个压力点的压力。

2.5灌浆工艺流程与压力控制

精心设计的灌浆操作规程和精确的压力管理对于帷幕灌浆作业的成效至关重要。常规的灌浆操作多采取分段施压法，由底部向上逐级施工。每级施工段的长度一般在三至五米之间，具体数值需视地质状况和设计方案而定。面对复杂的地质环境，施工段长度可能需要适度缩减，以保障灌浆的均衡性。在灌浆的次序上，应按照由深至浅、由两侧向中间的顺序进行，这样做的目的是确保灌浆过程的均匀性与连贯性。在灌浆过程中，压力的掌控是技术操作的核心，必须依据岩石特性、埋藏深度以及设计规范来设定恰当的灌浆压力。通常情况下，灌浆的起始压力比较低，可以从0.1至0.3兆帕起步，并随着灌浆的逐步推进而逐渐增加，但绝不能超出岩石可承受的最大压力极限，以避免造成岩石裂隙或地表的抬升。通常，最大的灌浆压力不会超过每米深度25千帕，但实际数值还需结合现场实际情况进行调整。在灌浆过程中，需紧密监控压力、流量以及累计注入量的变化，以便及时对灌浆参数进行调整。为了提升灌浆的效率和品质，可以引入计算机自动化控制系统，该系统能够实时监控并智能调节灌浆参数。

2.6封孔处理

通常采用全压力操作以实现孔洞封闭，施加的压力范围介于1兆帕至2兆帕之间，用于灌浆作业。在此过程中，将水灰比例严格控制在0.5比1的水平。经过120分钟的浆体稳定处理，待沉淀阶段完成后，随即投入泥质球体，并展开必要的夯实作业，以此确保整个施工流程的稳定性和安全指标。

3灌浆施工面临的问题以及处理措施

3.1串浆问题

灌浆作业的核心目标是确保工程质量的稳定与施工进度的效率化，同时满足各个部位孔洞施工的具体标准。然而，在严格施工规范指导下，若多个孔洞同时开展灌浆作业，则极易发生浆液互串的现象。为防范此类状况，并维护整体施工品质，必须依照既定次序逐一进行灌浆作业，杜绝并行串浆作业的发生。在操作过程中，可采取封闭串浆孔的方法来继续施工，并在施工结束后立刻清理孔洞，以减轻对后续施工流程的不利影响。

3.2裂缝问题

依据过往的帷幕灌浆作业流程分析，施工过程中往往伴随着各类意外情况的发生，诸如灌浆作业中发生的喷浆、漏浆等现象，或是由于压力管理不当导致的裂缝问题，这些问题均会对工程的整体品质带来负面影响，同时也会阻碍加固目的的达成。因此，在进行帷幕灌浆作业时，必须保障施工人员具备专业的技能和素养。在遇到漏浆问题时，施工人员应迅速对水泥浆的注入深度进行修正。而对于裂缝这类较为严峻的问题，则需重新规划施工方案，并对整个作业过程进行复查，找出问题根源后立即进行修正。

3.3不吸浆问题

在灌浆作业阶段，时常会遇到只进水而不吸入浆料的现象，此时，施工人员应迅速定位问题发生的具体部位，并针对具体问题实施恰当的解决策略。依据累积的施工作业经验，不吸浆现象通常源于以下两点：首先是施工过程中可能发生漏水现象，其次可能是漏浆现象的出现。这两种状况往往源于操作人员的失误，因此必须对施工人员的操作技能和素质进行严格管控，以防止类似问题重现。

结论

综上所述，水库的加固除险施工是一项具有深远研究意义的工作。在大坝帷幕灌浆施工中，需有效整合相关施工技术，构建起一套全面的作业体系，确保灌浆施工的各个环节能够紧密相扣，从而提升各阶段工程质量的成效。同时，还应适时进行质量审核，加强工序和人员的管理工作，以此来为水库的安全运行打下坚实的基础。

参考文献

[1]胡其华.水库除险加固工程大坝帷幕灌浆施工分析[J].现代工程科技，2023，2（3）：30-33.

[2]陈保增.水库大坝除险加固工程中帷幕灌浆施工技术的运用分析[J].工程技术研究，2022，7（23）：70-73，79.