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【摘 要】帷幕灌浆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的工程。某水电站导流洞口围堰工程应用风动潜孔跟管钻进，套管灌浆与膏状浆液快速施工技术，仅用29天在松散堆积体围堰内快速构筑一道防渗帷幕，为导流洞工程的防洪度汛创造了条件，同时也为类似应急工程施工积累了经验。
【关键词】松散堆积体；帷幕灌浆；快速施工；水电站
一、工程概况
水电站导流隧洞工程布置与坝址右岸，进口高程为1473.00m。设计进口采用混凝土围堰全年挡水，堰顶高程1498.00m。全年围堰轴线位置高程1485.50m～1475.00m，为回填石渣基础，施工初期用挖掘机在围堰轴线位置从高程1485.00m往下开挖4m未见基岩，而河床水位已雍高至1484.80m，为保证全年围堰的干地施工和围堰基础坐落于基巖上，决定在全年围堰外侧监理一道枯水期围堰临时挡水，围堰周现场75m，围堰轴线长75m，为全年围堰施工创造条件。
枯水期围堰地基主要为回填石渣及覆盖层，在高程1485.50m的回填石渣面上浇筑1.5m厚的C15混凝土，兼做灌浆平台和盖板，堰顶高程1487.00m。地层自上而下依次为：①回填松散堆积体1.5～8m；②冲积层砂卵石8～17m；③漂石层17～21m；④21m以下为变质玄武岩。
枯水期围堰防渗采用帷幕灌浆方案，防渗标准为渗透系数K＜1.0×10-4cm/s或透水率q＜15Lu，要求工期不超过45d。
二、设计方案
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；与位于其下游的排水系统共同作用，还可降低渗透水流对闸坝的扬压力。由于防洪度汛形式严峻，工期浸泡，若采用常规地质钻机在覆盖层中钻孔工效过低，难以满足工期要求，同时普通浆液在松散堆积体中也难以形成有效的帷幕。
为了保快速有效的成孔成幕，施工初期进行三种灌浆工艺的方案比较：孔口阻塞套管灌浆（边起拔套管边灌浆），管底阻塞套管灌浆，预埋花管灌浆。通过对三种方案的特点进行充分分析及现场试验后，最终采取了方案一，即风动潜孔跟管钻进成孔，套管管口阻塞，自下而上分段拔管灌浆。
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。
三、帷幕灌浆施工
1、帷幕灌浆施工钻机型号选用
全液压锚固钻机具有转速可调、大扭矩、大拉拔力、操作简单等特点，因此在工程施工的过程中能够适应各种复杂地层进行合理有效的施工，已成为现阶段水利工程施工中应用最为广泛的灌浆设备之一。但是在现阶段的工程施工过程中，由于受到工程场地和施工项目的限制，在工程施工中还存在着较多的隐患和问题，因此在工程之中采用全液压锚固钻机对工程施工而言具有着有效的控制流程和方式。目前先进的全液压钻机可以根据各种工况环境下的施工要求来进行自我识别和控制，这种施工设备的选择在工程施工中更具有操作力和施工效益。新型的全液压锚固钻机具有结构轻便、操作简单、移动方便等特点，其在应用的过程中更适合边坡、遂道等施工。
2、钻孔
灌浆孔沿轴线按1.2×1.0m间排距三排孔梅花形布置，施工排序按先下游后上游再中间的顺序，两排施工完成后进行基坑试开挖，视情况确定是否需要进行中间排的施工。钻灌分两序施工。
灌浆孔采用风动潜孔跟管钻进，孔径不小于Φ130mm，孔深约15m，以入岩1.0m为准，均为铅直孔，孔斜率按2%控制。
施工前期调配了2台ZSY-70锚固钻机，采用偏心跟管钻具钻孔，因利用现有库存钻材，钻具直径采用了Φ168mm、Φ146mm、Φ127mm三种。从实际情况看，钻进效率较低，尤其在孔深1.5～8m的回填松散堆积体和孔深17～21m的漂石层中钻进速度慢。分析原因是地层内的块石卵石会随钻具跳动，遇到大块石大孤石时，扩孔效果不佳，跟管难度大，钻进过程中经常发生管靴根断的孔故。施工后期尝试选用了同心跟管钻具，钻进速度明显加快，孔故少，成孔率高。
3、灌浆
灌浆材料选用42.5级普通硅酸盐水泥、优质膨润土及外加剂等。浆液水灰比采用2：1、1：1、0.5：1的稳定性浆液和膏状浆液四级，浆液密度1.75～1.90g/m3，析水率小于1%，屈服强度10～35Pa，塑性黏度100～400mPa·s。边排孔开灌直接采用膏状浆液，中间排孔用2：1稳定将夜开灌，根据吸浆量情况逐级或越级变浓。
四、施工效果
该工程共投入4台套灌浆设备，其间为检查灌浆效果以便尽早安排后续项目的施工，三次试抽水的效果明显不同：第一次抽水水位基本不下降；第二次抽水水位已经能下降1m左右；第三次抽水基本能把试挖坑内的水抽排干净。
因后续工期紧，并鉴于试开挖和试抽水情况表明基本具备了开挖条件，架设2台水泵抽水。从安全稳妥考虑，为防止单排帷幕过与单薄被高水头击穿形成管涌，在基坑开挖的同时进行第二排孔（上游排）的钻灌施工，对帷幕增强补厚。当开挖深度达到4m左右时渗水量加大，增加水泵到3台，至3月13日下挖8m开挖到高程1479m出露基岩面，清基后开始进行全年重力式混凝土围堰的浇筑施工。
通过基坑开挖后对基坑内渗水点的检查，帷幕防渗效果十分明显，围堰内侧仅在上游侧与岩埂接缝处有一个小渗水点，其余地方滴水不漏，基坑内的主要渗水都是山上眼风中的渗出的清水。靠下游侧因全年围堰与帷幕轴线相距较近，基坑开挖时开挖线距帷幕灌浆孔仅有的50cm，开挖后清除显示松散堆积体中膏状结石充填密实，灌浆效果明显。
五、结束语
利用套管进行膏状浆液灌浆时，必须随时注意灌浆压力、吸浆量和提拔套管时间的协调关系。灌浆压力控制应以既保证浆液灌入地层孔隙中充填形成帷幕，又不能使浆液过多地沿套管外壁往上返浆，以免铸死套管。通过工程的成功实践，为今后在类似地层工程，尤其是对防渗要求不高但工期紧的抢险工程积累了有价值的经验。
【关键词】松散堆积体；帷幕灌浆；快速施工；水电站
一、工程概况
水电站导流隧洞工程布置与坝址右岸，进口高程为1473.00m。设计进口采用混凝土围堰全年挡水，堰顶高程1498.00m。全年围堰轴线位置高程1485.50m～1475.00m，为回填石渣基础，施工初期用挖掘机在围堰轴线位置从高程1485.00m往下开挖4m未见基岩，而河床水位已雍高至1484.80m，为保证全年围堰的干地施工和围堰基础坐落于基巖上，决定在全年围堰外侧监理一道枯水期围堰临时挡水，围堰周现场75m，围堰轴线长75m，为全年围堰施工创造条件。
枯水期围堰地基主要为回填石渣及覆盖层，在高程1485.50m的回填石渣面上浇筑1.5m厚的C15混凝土，兼做灌浆平台和盖板，堰顶高程1487.00m。地层自上而下依次为：①回填松散堆积体1.5～8m；②冲积层砂卵石8～17m；③漂石层17～21m；④21m以下为变质玄武岩。
枯水期围堰防渗采用帷幕灌浆方案，防渗标准为渗透系数K＜1.0×10-4cm/s或透水率q＜15Lu，要求工期不超过45d。
二、设计方案
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；与位于其下游的排水系统共同作用，还可降低渗透水流对闸坝的扬压力。由于防洪度汛形式严峻，工期浸泡，若采用常规地质钻机在覆盖层中钻孔工效过低，难以满足工期要求，同时普通浆液在松散堆积体中也难以形成有效的帷幕。
为了保快速有效的成孔成幕，施工初期进行三种灌浆工艺的方案比较：孔口阻塞套管灌浆（边起拔套管边灌浆），管底阻塞套管灌浆，预埋花管灌浆。通过对三种方案的特点进行充分分析及现场试验后，最终采取了方案一，即风动潜孔跟管钻进成孔，套管管口阻塞，自下而上分段拔管灌浆。
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。
三、帷幕灌浆施工
1、帷幕灌浆施工钻机型号选用
全液压锚固钻机具有转速可调、大扭矩、大拉拔力、操作简单等特点，因此在工程施工的过程中能够适应各种复杂地层进行合理有效的施工，已成为现阶段水利工程施工中应用最为广泛的灌浆设备之一。但是在现阶段的工程施工过程中，由于受到工程场地和施工项目的限制，在工程施工中还存在着较多的隐患和问题，因此在工程之中采用全液压锚固钻机对工程施工而言具有着有效的控制流程和方式。目前先进的全液压钻机可以根据各种工况环境下的施工要求来进行自我识别和控制，这种施工设备的选择在工程施工中更具有操作力和施工效益。新型的全液压锚固钻机具有结构轻便、操作简单、移动方便等特点，其在应用的过程中更适合边坡、遂道等施工。
2、钻孔
灌浆孔沿轴线按1.2×1.0m间排距三排孔梅花形布置，施工排序按先下游后上游再中间的顺序，两排施工完成后进行基坑试开挖，视情况确定是否需要进行中间排的施工。钻灌分两序施工。
灌浆孔采用风动潜孔跟管钻进，孔径不小于Φ130mm，孔深约15m，以入岩1.0m为准，均为铅直孔，孔斜率按2%控制。
施工前期调配了2台ZSY-70锚固钻机，采用偏心跟管钻具钻孔，因利用现有库存钻材，钻具直径采用了Φ168mm、Φ146mm、Φ127mm三种。从实际情况看，钻进效率较低，尤其在孔深1.5～8m的回填松散堆积体和孔深17～21m的漂石层中钻进速度慢。分析原因是地层内的块石卵石会随钻具跳动，遇到大块石大孤石时，扩孔效果不佳，跟管难度大，钻进过程中经常发生管靴根断的孔故。施工后期尝试选用了同心跟管钻具，钻进速度明显加快，孔故少，成孔率高。
3、灌浆
灌浆材料选用42.5级普通硅酸盐水泥、优质膨润土及外加剂等。浆液水灰比采用2：1、1：1、0.5：1的稳定性浆液和膏状浆液四级，浆液密度1.75～1.90g/m3，析水率小于1%，屈服强度10～35Pa，塑性黏度100～400mPa·s。边排孔开灌直接采用膏状浆液，中间排孔用2：1稳定将夜开灌，根据吸浆量情况逐级或越级变浓。
四、施工效果
该工程共投入4台套灌浆设备，其间为检查灌浆效果以便尽早安排后续项目的施工，三次试抽水的效果明显不同：第一次抽水水位基本不下降；第二次抽水水位已经能下降1m左右；第三次抽水基本能把试挖坑内的水抽排干净。
因后续工期紧，并鉴于试开挖和试抽水情况表明基本具备了开挖条件，架设2台水泵抽水。从安全稳妥考虑，为防止单排帷幕过与单薄被高水头击穿形成管涌，在基坑开挖的同时进行第二排孔（上游排）的钻灌施工，对帷幕增强补厚。当开挖深度达到4m左右时渗水量加大，增加水泵到3台，至3月13日下挖8m开挖到高程1479m出露基岩面，清基后开始进行全年重力式混凝土围堰的浇筑施工。
通过基坑开挖后对基坑内渗水点的检查，帷幕防渗效果十分明显，围堰内侧仅在上游侧与岩埂接缝处有一个小渗水点，其余地方滴水不漏，基坑内的主要渗水都是山上眼风中的渗出的清水。靠下游侧因全年围堰与帷幕轴线相距较近，基坑开挖时开挖线距帷幕灌浆孔仅有的50cm，开挖后清除显示松散堆积体中膏状结石充填密实，灌浆效果明显。
五、结束语
利用套管进行膏状浆液灌浆时，必须随时注意灌浆压力、吸浆量和提拔套管时间的协调关系。灌浆压力控制应以既保证浆液灌入地层孔隙中充填形成帷幕，又不能使浆液过多地沿套管外壁往上返浆，以免铸死套管。通过工程的成功实践，为今后在类似地层工程，尤其是对防渗要求不高但工期紧的抢险工程积累了有价值的经验。