简析水库坝基帷幕灌浆效果分析

【摘要】帷幕灌浆是水利工程中最常使用的防渗技术，有利于提高坝基的防渗性。但是帷幕灌浆工程施工条件复杂隐蔽，其工程效果受到很多因素的影响，帷幕灌浆完成后，灌浆质量的好坏，防渗效果如何，都需对其质量p效果进行评定，所以对帷幕灌浆效果的研究是一个重要课题。对帷幕灌浆效果的分析，需要参考原始的灌浆施工资料进行灌浆质量的分析。本文结合具体实例，通过对灌浆工程的原始资料进行研究，并通过引入三维云图技术，对灌浆工程的整体效果进行了宏观展现与全面的分析。

【关键词】水库坝基；帷幕灌浆；效果

一、水库坝基帷幕灌浆效果分析原理

所谓的帷幕灌浆施工技术，是指在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕工程的施工技术，其主要方法是通过注浆建立一道完整、连续、低于坝体渗透性的类似帷幕的防渗结构，从而提高坝基等处的防渗性能。而一般的水库坝基常落于软弱基岩上，为了保护大坝的坚固和稳定，必须采用有效的加固防渗措施对坝基岩进行处理。如图一为某水库坝基帷幕灌浆效果图。因此，帷幕灌浆施工技术因其自身的优点成为水库坝基处理的主要方式之一。由此可见，水库坝基的帷幕灌浆对于地质结构具有很大的依赖性，由于地质构造的不规律性，灌浆效果也有很大的变动性，不仅需要对于已经灌浆的局部地区进行效果分析，还需要进行对浆液的宏观分布进行研究。

图一

水库坝基帷幕灌浆施工构成中的原始资料对灌浆的效果分析具有重要作用，结合具体资料进行新的勘察，并利用新技术进行宏观的浆液分布研究，从而达到对帷幕灌浆效果进行整体分析的目的。水库坝基帷幕灌浆施工技术需要用到多种技巧：钻孔技巧、抬动观测技巧（在进行灌浆前，要进行地面的抬动变形观测，以防止施工过程中意外事故的发生，在观测过程中，要定时的进行观测数据的记录）、冲洗技巧（在灌浆前利用大流量的水进行的孔壁和裂痕的冲洗工作，在此期间，要注意水的压力）、压水试验技巧（裂痕冲洗完成后进行的压水试验）。

二、工程实例

本文选取了某水库作为实例进行帷幕灌浆效果分析。

（一）、工程概况

水库大坝坝基采用了混凝土防渗墙的形式进行防渗处理。该地区的地层分为两层，上层主要是砾石层，结构比较松散，透水性较强，下层主要是泥质砂岩，风化作用强，胶结作用弱。

（二）、施工方法简述

1.分序施工

此次施工的程序是分序施工和逐序加密的施工方法，在施工过程中按照设计的孔序进行逐孔逐段灌浆，在施工完成后由工程师进行施工位置检查。

2.钻孔和灌浆的设备准备

帷幕灌浆需要在灌浆前进行钻孔，然后冲洗，其次通过搅拌机对浆液进行搅拌，在灌浆过程中还需要对其进行记录。所以，一般的设备配置需要有2台XY-2型地质钻机、1台3SNSA型高压灌浆泵以及一些常用的自动记录仪、低速搅拌机等。

3.钻孔

钻孔的方式是自上而下逐段钻孔。在钻孔前对孔序和孔的深度进行了解，孔的倾斜度也需要进行细致的掌控，在钻孔完成后，需要对孔进行全面的清洁与维护，避免杂物异物进入孔内，影响灌浆。

4.抬动观测装置的安装与实用

抬动观测是指在灌浆前进行的对地面抬动变形情况进行的观测，需要一定的观测装置，观测装置的安装工作需要与压水试验、灌浆施工同步进行，掌握抬动观测的技术，其装置的安装要视施工场地的具体情况而定。

5.钻孔的冲洗和灌浆试验

灌浆孔的冲洗是灌浆前必不可少的工作，灌浆孔的冲洗需要将孔底沉淀及孔壁岩粉冲洗干净，这样可以提高灌浆效率。

6.浆液的制备

灌浆需要的浆液是水泥浆液，采用的水泥材料是普通的硅酸盐水泥，需要用搅拌机进行高速搅拌，利用输浆泵进行输送。

7.灌浆

灌浆前需要对灌浆孔的容量进行精确测算，利用孔口封闭的方法进行循环灌浆。

（三）、帷幕灌浆资料

1.灌浆成果统计资料分析

此次工程采用的灌浆方式是孔底封闭，纯压式灌浆，钻孔分为三个孔序，为单排施工，其施工需要参考地质情况和施工材料进行灌浆压力标准。灌浆压力表如下。灌浆所用的浆液浓度是由稀变浓，逐级变换。

表1灌浆压力

孔序

灌浆段 一孔序 二孔序 三孔序

第一段/Mp 0.65 0.81 1.01

第二段及以下段/Mp 0.86 1.03 1.35

2.灌浆质量的效果分析

三、帷幕灌浆工程效果分析

判断帷幕灌浆效果是否合格的标准是帷幕灌浆施工结束后，检查帷幕区孔的透水率是否达到防渗标准，透水率小于或接近防渗标准则视为合格，反之则应与其它测定手段作为辅助性验证或加密灌浆孔。根据以上帷幕效果的分析原则有以下分析步骤。

（一）帷幕灌浆的资料整理

帷幕灌浆的资料是灌浆效果分析必备资料，所以对其资料的整理是效果分析前的重要一步。帷幕灌浆的资料参考灌浆压力试验的分析统计。帷幕灌浆的效果需要参考各个孔的灌浆效果，通过对各个灌浆孔的资料分析，每个灌浆段的质量 评定，分析各个的现场记录数据，进行综合的分析判断。

1.资料的原始记录

灌浆的资料必须保持资料的原始性、真实性，保证资料图表的清晰完整。合格的原始资料一定是包含了施工过程中的一切动态。

2.灌浆资料的数据统计

统计的数据包括单位注入量，灌浆的段数和总长度，各孔段透水率的记录以及和透水率标准的比对。

（二）三维云图的宏观资料收集

通过引进三维云图技术，对灌浆的整体分布状况进行总体分析，对单位注灰量通过图表的形式进行统计和处理。根据水库的灌浆工程资料，绘制主坝侧和副坝侧灌浆范围单位注灰量的分布云图，并将地层、断层、风化带、溶洞分布等地质信息与三维云图融合。通过云图看出，上层结构疏松，风化作用弱，透水性强的岩石层注灰率比较大，而且分布很均匀，而下层风化作用较弱，透水率比较小，所以注灰率小，浆液分布不均匀。从整体来看，单位注灰量总体分布呈现从帷幕上侧向下侧递减的趋势。

结语：

综上所述，帷幕灌浆的效果与施工后的各孔段的透水率大小相关，为了更清晰简洁的对坝基帷幕灌浆技术的效果进行分析，本文选取了某水库作为实例，通过对其施工资料的整理和分析，并引进了三维云图技术对整个灌浆区的注灰率的统计，总结出单位注灰量总体分布呈现出从帷幕上层向下层递减的情况。说明灌浆的效果与地质层的风化程度、岩体破碎程度和透水率有很大关系，同时也受到施工中浆液的质量和施工技术的影响。帷幕灌浆的效果关系到大坝的安全，工程人员应当对其进行严密监控，对资料进行整体分析，严格掌握灌浆区内的异常动态。