帷幕灌浆技术在水利工程施工中的应用措施分析

在水资源开发利用和防洪减灾工程中，渗流控制是确保水利工程安全的核心课题。受地质构造复杂性和水流渗透作用的影响，工程地基往往存在裂隙发育、岩体破碎等薄弱环节，易成为渗漏风险和结构安全隐患的突破口。传统防渗措施在现代大型水利项目中逐渐显露出局限性，帷幕灌浆技术作为深入岩土体内部实施主动加固的创新工法，通过定向注浆既能实现基础防渗网络的三维立体构建，又能显著改善岩土力学性能。其核心价值体现在通过精准操控浆液扩散范围，形成物理性能稳定、密实度可控的地下连续屏障，有效降低浸润线高程，以下进行相关分析。

1 帷幕灌浆施工技术优点

帷幕灌浆技术在水利工程中展现出多重优势，其核心特点在于以经济合理的方式实现长效安全防护。相比传统防渗工艺，该技术通过灵活调整注浆配比和参数，既能适应不同岩土地层的渗透特性，又能以更低材料损耗高效填充裂隙网络，显著减少水泥、外加剂等资源的浪费。施工过程中采用分序加密的钻孔策略，结合压力梯度控制浆液扩散范围，既避免了对周边地质结构的扰动破坏，又能精准构建致密的防渗屏障，从而根治渗漏通道导致的结构失稳风险。从长期效益看，完整连续的帷幕体不仅能替代高成本的混凝土截水墙等结构，还可通过增强地基整体性降低后期维护难度，使工程在全生命周期内保持较低运营成本[1]。

2 帷幕灌浆施工技术在水利工程中的应用

2.1 测量放线

在水利工程中，帷幕灌浆的测量放线环节是保障施工精度的核心步骤，其直接关系防渗帷幕能否精准定位并与地质条件充分契合。以某水库除险加固工程为例，施工单位采用GPS 高精度定位系统结合电子全站仪进行三维坐标标定，在库区沿防渗轴线布设了总长1250 米的防渗帷幕。通过提前对区域地形实施1:500 数字化测绘，共规划钻孔1285 个，实际施工过程中95.3% 的孔位平面偏差控制在3 厘米以内，垂向倾斜度误差小于 1.5^∘ ，成功将传统钢尺测量导致的 5% 孔位返工率降至 0.8% 。

2.2 钻孔

在水利工程的帷幕灌浆施工中，钻孔环节是构建防渗帷幕的基础性作业，其精度直接影响灌浆效果和帷幕连续性。以某水电站坝基处理工程为例，针对坝基下伏石灰岩岩溶发育的特点，施工单位采用XY-2 型全液压钻机实施帷幕钻孔，单孔深度 50—80 米，共完成钻孔 826 个，总进尺达 5.3万米。为解决岩溶空洞导致的钻孔偏斜问题，在52 处复杂地质段引入随钻测斜技术，经实时监测校正后孔斜偏差率从初期的 12.7% 降至 3.1% 。通过分层取芯发现，采用金刚石钻头后岩芯采取率提升至 91% ，有效识别出 3条隐蔽断层和19 处溶蚀夹层，为后续灌浆参数调整提供依据。对比传统工艺，改进后的钻孔工法使平均钻进速度提升至6.2 米/小时[2]。

2.3 裂隙冲洗与钻孔清理

施工人员钻孔前需结合地质勘探数据，沿防渗轴线采用渐密式布孔策略，逐步加密孔距以覆盖渗水多发区域，作业中通过导向装置和实时纠偏系统确保钻孔轨迹的垂直度与空间连贯性，避免因偏移导致的帷幕断裂风险。针对复杂地层采用分层钻进技术，利用不同钻头类型匹配岩土硬度，既能提高钻进效率，又减少对周边地质结构的扰动。施工中同步实施岩芯取样与孔内成像检测，动态识别溶洞、裂隙等薄弱结构的位置与规模，为优化灌浆参数提供直观依据。

2.4 压水试验

施工单位在试验时在待测孔段安装栓塞隔离目标区域，逐步施加标准压力并保持稳定，实时监测单位时间内的注水量变化，以此量化岩层的透水率。若吸水量超出阈值，表明该段岩体裂隙未被浆液充分填充，需针对性补灌；若注水量显著降低，则反映浆液已有效封堵渗流通道。测试过程中需严格控制压力分级加载与泄压速率，避免因压力突变破坏岩体结构或扰动已凝固的浆脉。智能监测系统的应用进一步提高了数据采集效率，通过动态绘制压力－流量曲线，直观显示不同深度地层的透水性差异。

2.5 灌浆

帷幕灌浆施工中的灌浆操作是构筑地下防渗屏障的核心环节，通过向钻孔内注入特定配比的浆液封堵岩体裂隙。浆液通常采用水泥基材料，水灰比控制在0.5:1 至2:1 区间，需掺加减水剂改善流动性，遇特殊渗漏通道可加入速凝剂缩短初凝时间至15 分钟内。采用逐级升压法施灌，初始压力一般为 0.3-0.5MPa ，终压提升至1.5-3MPa 梯度加压，确保浆液扩散半径达5-8 米且与相邻孔段浆体有效搭接，对于宽大裂隙采用限压限流灌注减少浆液流失。此外，每孔段持续灌浆至吸浆量低于 0.4L/min 并稳压20 分钟方可结束[3]。

2.6 浆液控制

帷幕灌浆施工中的浆液控制是确保形成均匀防渗帷幕的核心环节，关键在于根据地质条件和渗流特性动态调整浆液性能。浆液通常以水泥为基础，水灰比介于 0.5:1 至 1.5:1 之间，例如配制 1:1 浆液时需加入 0.5%1% 的聚羧酸减水剂提升流动性，在富水地层则掺入 3%-8% 的水玻璃加速凝结，使初凝时间缩短至10-30 分钟。操作中根据钻孔吸浆量实时调节注浆压力，初始压力保持 0.3-0.8MPa 。此外，灌浆过程中采用电磁流量计和压力传感器监控浆液参数，每立方米裂隙耗浆量异常超过 500kg 时需排查返浆或漏浆风险。

3 水利工程中帷幕灌浆施工的质量控制措施

在水利工程帷幕灌浆施工中，质量控制措施需贯穿全过程以保障防渗效果。浆液配制是关键环节，通常采用42.5 级普通硅酸盐水泥，水灰比控制在0.5:1 至1.5:1 之间，例如在基岩密集裂隙区采用0.6:1 的浓浆减少稀释风险，必要时掺入 0.3%-1% 的高效减水剂改善流动性，遇渗漏通道时添加3%-5% 的水玻璃加速凝固，使初凝时间缩短至8-15 分钟。施工中实施分序加密法，首序孔间距设为设计间距的两倍，通过高压注浆泵动态调整压力梯度，初始阶段保持 0.3-0.5MPa 低压渗透，后续分级提升至1.2-2.5MPa 确保浆液扩散半径覆盖5-8 米，最终达到质量控制目标。

结束语：

综上所述，作为水利工程防渗体系的关键技术，帷幕灌浆通过精准的工艺设计构建起地下屏障，在保障工程安全与区域生态稳定方面发挥着不可替代的作用。其技术实施需要统筹地质洞察与动态调控能力，既注重浆液性能与地层特性的契合，也强调施工过程的全周期精细管理。随着智能化监测手段的深化应用，该项技术正在向更高效、更环保的方向迭代升级，未来将继续支撑水利工程在复杂环境中的安全建设需求，为人水和谐提供坚实技术保障。

参考文献：

[1]张利,王玉华,曹捷.帷幕灌浆施工技术在水利工程中的应用探究[J].农业开发与装备,2024,11(08):127-129.

[2]季晓冬.布尔津山口水利枢纽工程基础帷幕灌浆施工技术[J].四川水利,2023,44(03):67-70.

[3] 王 文 杰 . 水 利 堤 防 工 程 灌 浆 施 工 技 术 的 应 用 [J]. 海 河 水利,2024,13(07):104-107.