帷幕灌浆

大坝帷幕灌浆

1．目的

用浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成阻水带，以减少渗流量或降低扬压力。

2．分类

按灌浆孔底部是否深入相对不透水岩层划分：深入的称封闭式帷幕；不深入的称悬挂式帷幕。按防渗帷幕的灌浆孔排数分为两排孔帷幕和多排孔帷幕。地质条件复杂且水头较高时,多采用3排以上的多排孔帷幕。

3．设计

设计工作内容主要有：①查清工程地质与水文地质情况；②进行现场灌浆试验，以确定灌浆方法、压力、孔距、排距、材料、质量标准与检查方法，并论证灌浆效果；③确定帷幕轴线位置、帷幕深度、厚度（排数）及平面上的长度；④为以后对帷幕的检查或补强加固创造条件。帷幕灌浆使用的胶凝材料主要是水泥，特殊情况时使用高分子化学溶液，对砂砾石地基多用水泥粘土浆液。

4.灌浆材料

灌浆工程所采用的水泥品种，应根据灌浆目的和环境水的侵蚀作用等有设计确定。一般情况下，应采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐大坝水泥。当有耐酸或其他要求时，可用抗酸水泥或其他类特种水泥。

灌浆用水泥的品质必须符合GB175或所使用其他水泥的标准的规定。帷幕灌浆所用水泥的强度等级为PO.32.5或以上。

灌浆用水泥应妥善保管，严格防潮并缩短存放时间，不得使用受潮结块的水泥。

5.施工的一般规定

混凝土坝岩基帷幕灌浆大都在两岸坝肩平洞和坝体内廊道

中进行。土石坝岩基帷幕灌浆，有的先在岩基顶面进行，然后填筑坝体；有的在坝体内或坝基内的廊道中进行，其优点是与坝体填筑互不干扰，竣工后可监测帷幕运行情况，并可对帷幕补灌。帷幕灌浆的钻孔灌浆按设计排定的顺序，逐渐加密。两排孔或多排孔帷幕，大都先钻灌下游排，再钻灌上游排，最后钻灌中间排。同一排孔多按3个次序钻灌。灌浆方法均采用全孔分段灌浆法。

灌浆压力是指装在孔口处压力表指示的压力值。岩石帷幕灌浆压力，表层不宜小于1～1.5倍水头，底部宜为2～3倍水头。砂砾石层帷幕灌浆压力尽可能大些，以不引起地面抬动或虽有抬动但不超过允许值为限。一般情况，灌浆孔下部比上部的压力大，后序孔比前序孔压力大,中排孔比边排孔压力大,以保证幕体灌注密实。灌浆开始后，一般采用一次升压法，即将压力尽快升到设计压力值。当地基透水性较大，灌入浆量很多时，为限制浆液扩散范围，可采用由低到高的分级升压法。

在幕体中钻设检查孔进行压水试验是检查帷幕灌浆质量的主要手段，质量不合格的孔段要进行补灌，直至达到设计的防渗标

准。

6.帷幕灌浆主要施工方法

6.1.钻孔与测斜：采用小口径地质回转钻机，金钢石钻头钻孔，开孔前用“两点法”地锚固定，用角度尺和地质罗盘校正钻机立轴。第1段灌浆结束后进行孔口管埋设，埋入基岩深度2 m，孔口管采用管径为73 mm的无缝钢管。钻孔测斜选用KXP-Ⅰ型测斜仪，一般每10 m测1次。

6.2.钻孔冲洗与简易压水：采用高压水脉动冲洗，冲洗时间不少于30 min，回清水10 min。灌浆前均进行简易压水试验，压水压力1.0 MPa。

6.3.制浆与检测：采用集中制浆，分部位供浆，浆液经湿磨机串联磨制后送入搅拌桶，外加剂为UNF-5型高效减水剂，掺量7%。浆液浓度采用标准漏斗粘度计检测，要求漏斗粘度小于30 s；细度主要采用沉降法，用激光粒度仪校核，要求每10 t水泥检测1次。

6.4.自动记录：灌浆记录全部采用自动记录仪。

6.5.灌浆压力控制：在施工过程中为了避免抬动破坏,建立了注入率与最大灌浆压力的关系。

灌浆工艺流程图

孔口封闭法灌浆施工工艺流程图

扫

孔

复

灌

扫

孔

复

灌

7. 特殊情况处理

7.1 孔底段透水率超标

若钻孔达到设计孔深后，压水透水率大于设计规定值时，应加深钻孔，一般每次加深一个灌浆段的长度（5m），连续加深2～3段后透水率仍超过设计规定值时，会同设计进行地质情况分析。

7.2 漏冒浆处理

灌浆过程中发现冒浆、漏浆时，视具体情况采用嵌缝、表面封堵、灌注浓浆、降低压力限流、限量和间歇灌浆等方法处理。

7.3串浆处理

（1）灌浆过程中发生串浆时，如被串浆孔正在钻进，串浆量不大，可继续钻进，否则，立即停止钻进。封闭串浆孔，待灌浆结束后，串浆孔再行扫孔、冲洗，而后继续钻进施工。

（2）如与待灌孔串浆时，串浆量不大时，可于灌浆的同时在被串孔内通入水流，使水泥浆不致在孔内沉淀而堵塞钻孔内的岩石裂隙；串浆量较大时，如条件具备可同时灌浆，如不具备同时灌浆的条件，则封闭被串孔，待灌浆孔灌结束之后，立即打开被串孔扫孔冲洗后尽快灌浆。

（3）若两个孔同时灌浆，且两孔段使用的灌浆压力又不相同，出现串浆时，若无法灌结束，封闭使用较低灌浆压力的浅孔，待深孔灌结束后再灌浅孔。

7.4大耗浆量孔段（大于1000Kg/m）的处理

当孔段未钻遇空洞及断层破碎带而出现耗浆量较大，难以达到结束标准时，在灌注0.5:1浓浆的前提条件下，可采取如下处理措施：

（1）降低灌浆压力、限流、限量、间歇灌浆；

（2）在浆液中掺加速凝剂灌注混合浆液；

（3）在灌入干料单耗量已达3000Kg/m而无法达到结束标准时，停灌待凝，然后扫孔复灌，直至达到灌浆结束标准为止，或按照监理人指示执行。

（4）在具备条件时灌注膏状浆液。

7.5孔段返浆的处理

在岩石裂隙内充填有粘土的孔段进行灌浆时，当降压时极易出现返浆现象，即在降低压力时，灌入孔段内的浆液在充填泥的弹力作用下被挤出孔外，此类孔

段在灌浆结束时适当延长屏浆时间，或先采用纯压灌浆结束后闭浆待凝，然后扫孔灌浆直至达到结束标准。

7.6孔口有涌水孔段的处理

灌浆前测记涌水压力和涌水量，根据涌水情况，按监理人指示可选用下述方法处理：

（1）缩短段长，对涌水段单独灌浆；

（2）相应提高灌浆压力；

（3）灌浆结束后采取屏浆措施，屏浆时间不少于1h；

（4）闭浆；

（5）闭浆结束后待凝48h；

（6）必要时，在浆液中掺加适量速凝剂。

7.7灌浆中断的处理

灌浆过程中若因故中断可采用如下措施进行处理：

（1）尽早恢复灌浆，如估计在30min之内难以恢复灌浆时应进行洗孔，然后扫孔复灌，直至达到结束标准；

（2）恢复灌浆时应使用开灌比级的浆液进行灌注，如注入率与中断前相近，可恢复中断前比级的浆液继续灌注，如注入率较中断前减少较多，则按逐级变浓的原则继续灌注；

（3）如中断时间较长，恢复灌浆时，如注入率较中断前减少较多且在短时间内停止吸浆，采取补救措施进行处理。

7.8断层破碎带等地质缺陷段处理

断层破碎带处理一般采取缩短灌浆段长、灌后待凝的方法。如果断层破碎带孔隙率较大且连通性较好，吸浆量特大，可改用浓浆、速凝水泥浆、水泥砂浆进行灌注。如果断层破碎带泥质含量高，可灌性很差，根据具体情况经监理人批准，可采用高压冲洗、高压旋喷灌浆或化学灌浆（如丙烯酸盐等）的方法进行处理。特殊处理结束后，均重复进行常规水泥灌浆。

如遇溶洞、溶蚀等特殊地质情况，可以采取回填混凝土或碎石（灌注水泥浆）等措施进行先期灌注，再进行常规水泥灌浆。

钻孔穿过软弱破碎岩体发现塌孔、掉钻或集中漏水时，立即停钻，先进行灌

浆，达到结束标准待凝后再钻进。

钻孔穿过软弱夹层时可采取“高压水冲洗置换技术”和“下置栓塞进行高压挤密灌注技术”等措施进行处理。

7.9 回浆返浓处理

灌浆过程中如回浆变浓，即20~30 min内回浆比重超过一个比级且注入率在1 L/ ~2 L/min，此时换原比级的新鲜浆液，若不发生回浆变浓或回浆变浓不明显，则正常结束灌浆；若继续发生回浆比重超过一个比级的现象，则判为吸水不吸浆，可换用相同水灰比的新浆灌注，若效果不明显，继续灌注30min，即可结束灌注，也不再进行复灌，但总灌注时间仍要求不小于60 min。

8.施工质量检查

（1）帷幕灌浆过程质量检查实行三检制，并由监理人进行抽检，主要检测项目见表4-3。

（2）帷幕灌浆最终质量检查以检查孔的五点法压水试验成果资料为主，并结合对施工纪录、成果资料、钻孔取芯和检验测试成果的分析进行综合评定。

（3）帷幕灌浆检查孔的数量为灌浆孔数的10%，每个单元工程内或沿帷幕轴线每20m左右，至少有一个检查孔。

（4）检查孔压水试验在该部位灌浆结束14d后进行，灌浆结束后，及时将有关资料提交监理人，由监理人拟定检查孔位置。检查孔应布置在以下部位：1）帷幕中心线上；

2）层间层内错动带、岩体破碎、风化严重、裂隙发育等地质条件复杂的部位；

3）末序孔注入量大的孔段附近；

帷幕灌浆施工过程质量检验项目表

4）钻孔偏斜过大、灌浆过程不正常等经资料分析认为可能存在对帷幕质量有影响的部位。

（5）帷幕灌浆质量合格标准

检查孔接触段及其上下两段，其透水率应100%满足设计规定；其余各段的合格率不小于90%。不合格试段的透水率不超过设计规定的150%，且不集中，灌浆质量可认为合格。

（6）帷幕灌浆检查孔在压水试验结束后按监理人指示进行灌浆和封孔。

（7）封孔质量检查：先导孔、帷幕灌浆孔灌浆封孔结束后，逐孔检查灌浆孔封孔效果，并根据监理人指示，进行钻孔抽样检查。