摘要：本文对某电站工程的固结灌浆和帷幕灌浆施工过程和施工工艺进行了总结，希望能够对其他类似工程的灌浆工程有一定的参考作用。 

关键词：固结灌浆 帷幕灌浆 施工 工艺

1、工程概况

某电站位于嘉陵江干流上，是一座利用河道裁弯取直的混合式开发电站，以发电为主，兼有航运等综合利用的水利水电工程。该电站主要建筑物有引水明渠，主厂房、副厂房、升压站以及开关站、尾水渠等。

固结灌浆是将浆液灌入基岩裂隙或破碎带以提高岩体完整性的灌浆工程；帷幕灌浆是在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕的工程，帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接，底部深入相对不透水岩层一定深度，以阻止或减少地基中地下水的渗透。

2、灌浆工程施工

2.1施工布置

2.1.1制浆系统

根据不同灌浆施工时段，将制浆站布置在不同的部位。前期主要以固结灌浆为主，将集中制浆站布置在安装间坝段后的平台上。帷幕灌浆、接缝灌浆滞后于固结灌浆，集中制浆站布置在引水渠前池段。

集中制浆站内设ZJ-400高速搅拌机2台，J-900储浆搅拌机2台，BW-200灌浆泵2台，站内设简易水泥仓库。制浆站用φ50mm架管搭设，上铺5cm厚木板，四周围蓬布或彩条布，顶部盖石棉瓦。集中制浆站结构型式见图1。

浆液经集中制浆站制备后，通过1.5”钢管直接输送至灌浆作业面的浆液搅拌机。

2.1.2风、水、电布置

利用浇筑时布置的风、水、电系统，施工时就近取用。

2.1.3场地清理与排污

及时清理灌浆施工产生的废水、废浆液、岩芯，保持工作面整洁。

    图1 集中制浆站结构型式示意图

工作面设排污沟和集水坑（井），淤积物用人工装编织袋搬出，污水用污水泵抽排。需保留的岩芯编号装箱保存，无用岩芯清理至弃碴场堆放。

2.2钻灌设备

2.2.1钻孔设备

固结灌浆孔、排水孔采用XY-2PC地质回转钻机配CIR冲击器钻孔。帷幕灌浆孔、取芯孔、检查孔采用XY-2PC地质回转钻机配金刚石钻头钻孔。

2.2.2灌浆设备

采用ZJ-400高速搅拌机制浆，J-900搅拌机储浆，JJS-2低速搅拌机配浆，BW-200灌浆泵输浆和灌注，GJY-Ⅲ灌浆自动记录仪实时跟踪测记灌浆过程。

2.3灌浆材料

2.3.1水泥

固结灌浆、帷幕灌浆用水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥标号不低于P.O.32.5。用于帷幕灌浆的水泥细度要求通过80μm方孔筛，其筛余量不大于5%。灌浆用水泥必须符合规定的质量标准，受潮结块或出厂期超过三个月的水泥不得使用。

2.3.2水

灌浆用水符合混凝土拌和用水要求，拌浆水的温度不得高于40℃。水从右岸供水系统接管供给。

2.4浆液制备、输送

2.4.1浆液制备

⑴采用集中制浆站统一制备水灰比为0.5：1的纯水泥浆液，搅拌机采用ZJ-400高速搅拌机。制浆用的各种固相材料采用重量法称量，称量误差控制在小于5%范围内。

⑵浆液搅拌均匀，搅拌时间不少于30s。

⑶集中制浆站在制浆过程中，使用NJ-1型泥浆比重计每30min测定一次浆液密度，各灌浆站每9min测定一次浆液密度，并作详实记录。

⑷输浆压力控制在0.5～1.0Mpa，浆液流速控制在1.4～2.0m/s。浆液温度保持在5～40℃，超出此范围时采取相应的防寒或保暖措施。

⑸各灌浆点根据各灌浆点的不同需要调制不同比级的浆液使用。浆液在使用前进行过筛处理，并控制浆液从制备至用完的时间不大于4h。

2.4.2输浆

⑴集中制浆站制的浓浆，采用BW-200灌浆泵通过输浆循环管路输送至各工作面。

⑵各施工面用浆从供浆循环管路就近接用。根据供浆的浓度在JJS-2型2×200L立式配浆搅拌机内调制所需要的灌注浆液水灰比。

2.5现场灌浆试验

2.5.1浆液试验

在进行现场灌浆试验的过程中，同时进行浆液试验。需进行下列项目试验：

①浆液配制程序及拌制时间；

②浆液密度或比重测定；

③浆液流动性或流变参数

④浆液的沉淀稳定性；

⑤浆液的凝结时间，包括初凝和终凝时间；

⑥浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性；

2.5.2现场试验

根据灌浆工程施工图纸的要求或监理指示选定试验孔布置方式、孔深、灌浆分段、灌浆压力等试验参数。在每一选定的灌浆试验区内，按监理批准的灌浆试验大纲拟定的施工程序和方法进行灌浆试验，检查灌浆效果，整理分析各序孔和检查孔的单位吸水率、单位耗灰量等的试验资料，以灌浆试验记录和试验成果未基础选定灌浆施工的各种参数。

2.6帷幕灌浆施工方法

帷幕灌浆按单排布置，在相应部位的固结灌浆结束并经检查合格后进行施工，并按分序加密的原则进行。

2.6.1灌浆孔位测量放线

严格按照孔位布置图进行测量放线，在所测放孔位处设置明显标记并注明孔号和孔序。

2.6.2灌浆孔钻孔

(1)采用XY-2PC地质回转钻机配金刚石钻头钻孔。起吊钻具在廊道内使用浇筑混凝土时预埋的钢筋吊环，露天使用移动三角架。

(2)钻机安装平整稳固，采用地锚螺栓固定。

(3)灌浆孔的施钻按灌浆程序分序分段进行。帷幕灌浆分三序进行施工，首先进行Ⅰ序孔的先导孔施工。钻孔方向按施工图纸要求确定，钻孔时保证孔向准确。

(4)在钻进的过程中，合理的控制转速和给压，并用KXP-1测斜仪测斜。所有帷幕灌浆孔均进行全孔测斜，钻孔测斜每5～10m量测一次。如发现孔斜超过要求时及时纠正，纠偏无效时，按监理的指示报废原孔，重新钻孔。

(5)帷幕灌浆孔的孔底偏差值不大于表2规定的数值。

表2 帷幕孔孔底偏差值

孔深（m）    20    30    40    50

最大允许偏差值（m）    0.25    0.50    0.50    1.15

2.6.3钻孔冲洗

(1)采用风水联合冲洗或用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗；裂隙冲洗方法应根据不同的地质条件，通过现场灌浆试验确定。

(2)冲洗水压采用80%的灌浆压力，压力超过1MPa时，采用1MPa；冲洗风压采用10～20%灌浆压力，压力超过0.5MPa，采用0.5MPa。

(3)裂隙冲洗应冲至回水澄清后10min结束，且总的时间满足单孔不少于30min，串通孔不少于2h。对回水达不到澄清要求的孔段，应继续进行冲洗，孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。

(4)灌浆孔（段）裂隙冲洗后，该孔（段）立即进行灌浆作业，因故中断时间超过24h，在灌浆前重新进行裂隙冲洗。

2.6.4压水试验

(1)采用“简易压水”、“单点法”及“五点法”进行灌前压水试验。

(2)先导孔自上而下分段卡塞进行压水试验，试验采用五点法或单点法。其它各次序孔的各灌浆段，可进行简易压水试验。安排试验孔数不少于灌浆总孔数的20%。检查孔采用五点法压水试验。

(3)简易压水试验应在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行。压力为灌浆压力的80%，该值若大于1MPa时，采用1MPa；压水20min，每5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。

(4)在进行裂隙冲洗和压水试验过程中，进行抬动观测，抬动变形值超过设计值时立即停止施工，并报请监理共同研究处理措施。

2.6.5灌浆

(1)按分序加密的原则进行。在每一个分段孔已经灌浆以后，根据基础条件和压水试验情况，进行加密钻孔和灌浆，或结束该分段灌浆。

(2)基岩帷幕灌钻分段为接触段2m，第二段至第四段为3～5m，以下各段按5m控制。

(3)浆液比级：5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1和0.5:1七个比级。

(4)浆液变换原则：当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液注入量已达300L以上，或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，应换浓一级水灰比浆液灌注；注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓；当采用最大浓度浆液施灌，注入量很大而吸浆量不见减少时，经监理同意可采用间歇灌浆法，同时考虑加砂，如加入掺合料而使注入量突减，则停止使用掺合料。

2.6.6结束标准

在规定压力下，当注入率不大于0.4L/min时，继续灌注60min，或不大于1L/min时，继续灌注90min，灌浆即可结束。

2.6.7封孔

(1)封填前将孔内污物冲洗干净，并量测孔深。

(2)灌浆孔封孔采用“分段压力灌浆封孔法”。

2.6.8特殊情况处理

在灌浆过程中出现冒浆、漏浆、串浆灌浆中断、孔口涌水、回浆变浓、吸浆量大等特殊情况时，按下列措施进行处理，同时将处理措施报送监理审批。

(1)灌浆过程中如发现冒浆、漏浆时，根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。

(2)当灌浆过程中发生串浆时，采取下列措施进行处理：

①如被串孔正在钻进，应立即停钻；

②如串浆量不大，灌浆的同时，在被串孔内通入水流，使水泥不致充填钻孔；

③当串浆量大时，如条件许可，可与被串孔同时施灌，否则用灌浆塞塞于被串部位上方1～2m处，继续进行灌浆，结束后立即将被串孔内的灌浆塞取出，并扫孔洗净。

④如串浆沿裂缝串得比较远，采用浓浆施灌。

(3)灌浆工作连续进行，若因故中断，按下述原则进行处理：

①及早恢复灌浆；

②中断超过30min，立即设法冲洗钻孔，如冲洗无效，则在重新灌浆前进行扫孔；

③复灌时开始使用开灌比级的水泥浆灌注，如注入率同中断前相近，改用中断前比级的水泥浆继续灌注；如注入率较中断前的减少较多，浆液逐级加浓继续灌注；如注入率较中断前减少很多，且在短时间内停止吸浆，则该段不合格。

(4)在有涌水孔段灌浆时，在灌浆前应测记涌水压力和涌水量，并按下述措施处理：

①灌浆结束前采取屏浆措施，屏浆时间不少于1h；

②采取闭浆措施；

③待凝时间不少于48h；

④必要时在浆液中掺速凝剂。

(5)在灌浆过程中如回浆变浓，换用相同水灰比的新浆进行灌注，若效果不明显，延续灌注30min后，停止灌注。

(6)若发现灌浆段注入量大，灌浆难于结束时，选用下述措施处理：

①低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆；

②浆液中掺加速凝剂；

③灌注稳定浆液或混合浆液。

该段经处理后进行扫孔，重新按照本节要求进行灌浆，直至结束。

2.6.9质量检查

(1)帷幕灌浆检查标准为1Lu。帷幕灌浆质量检查应以分析检查孔压水试验成果为主，结合钻孔、取岩芯资料、灌浆记录和测试成果等评定其质量。

(2)按监理指示布置检查孔，其钻孔位置选在：

①帷幕中心线上；

②岩石破碎、断层、大孔隙等地质条件复杂的部位；

③注入量大的孔段附近；

④钻孔偏斜过大的部位；

⑤灌浆情况不正常以及分析认为帷幕灌浆质量有问题的部位。

(3)帷幕灌浆检查孔的数量为灌浆孔总数的10%，一个灌浆段或一个单元工程内至少应布置一个检查孔。

(4)帷幕灌浆检查孔压水试验在该部位灌浆结束14天后进行。

(5)帷幕灌浆的封孔质量应逐孔进行检查。

2.7固结灌浆施工方法

基岩固结灌浆随着基岩砼浇筑次序进行，施工前相应部位砼达到50%设计强度，分两序进行施工。

2.7.1灌浆孔位测量放线

严格按照孔位布置图进行测量放线，在所测放孔位处设置明显标记并注明孔号和孔序。

2.7.2灌浆孔钻孔

(1)采用XY-2PC地质回转钻机配金刚石钻具钻孔。根据施工情况和工程进度要求，对于混凝土内亦可采用埋设PVC管的办法来减少砼造孔量，减少混凝土与灌浆施工的直线干扰。

(2)钻孔的孔位、孔径、孔向、孔深等参数按设计要求施工。

2.7.3抬动观测装置安装与基岩抬动变形观测

(1)抬动观测装置安装参见图2。

(2)抬动变形观测

采用千分表或百分表观测抬动变形值。要求抬动变形允许值小于0.1mm。

2.7.4钻孔冲洗

采用压力水进行冲洗，直到回水清净为止。冲洗压力为灌浆压力的80%，若大于1Mpa时，采用1Mpa。

2.7.5灌浆前压水试验

在裂隙冲洗后进行，采用单点法。试验孔数不少于总孔数的5%。

2.7.6灌浆

(1)灌浆孔基岩段长为6m，采用全孔一次灌浆法，采用循环灌浆法。

(2)对设有抬动观测设备的灌区，须待抬动观测仪器装置完毕，并完成灌浆前测试工作后，方可进行灌浆作业。

(3)灌浆压力按施工图纸或现场灌浆试验成果确定。

(4)为防止岩石面或混凝土面抬动，固结灌浆采用上一泵灌一孔。

(5)固结灌浆所用浆液水灰比和变浆标准同帷幕灌浆。

图2抬动观测装置安装示意图

2.7.7结束标准

规定压力下，当注入率不大于0.4L/min，群孔灌浆不大于0.8L/min时，继续灌注30min，灌浆即可结束。

2.7.8封孔

采用“机械压浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”封孔。

2.7.9特殊情况处理

特殊情况处理同帷幕灌浆。

2.7.10质量检查

为了给混凝土浇筑施工尽快提供仓面，缩短灌浆检查时间，在灌浆结束3～7天后采用单点压水试验方法进行检查，检查孔数量不少于灌浆孔数的5%。

3、结语

某水电站固结灌浆共完成混凝土钻孔1462.39m，检查孔197.54m；帷幕灌浆共完成覆盖层钻孔754.36m,混凝土钻孔954.72m，检查孔100.58m。经过灌浆施工，透水率呈下降趋势，说明灌浆效果是显著的。

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