自佳春 李朝旺

【摘要】深厚砂砾石层的防渗技术是水利工程中最常遇到的工程问题之一，虽然近年来在这一领域的技术已经取得一定的突破，但是如果处理不好，仍然会对水利工程质量产生较大的影响。基于此，本文对帷幕灌浆技术在深厚砂砾石层中的防渗施工应用进行了探究。

【关键词】深厚砂砾石层；防渗技术；帷幕灌浆技术

1、帷幕灌浆技术在深厚砂砾石层中的施工难点

1.1 深厚砂砾石层的钻孔深度问题

深厚砂砾石层的石层粒径不均匀，并且石层结构松散，在钻孔施工过程中，极容易造成塌孔的现象出现，给钻孔施工造成难度。另外，在深厚石层中还存在粒径比较大的漂石和块石，这一方面造成钻孔的倾斜度难以保证，另一方面影响钻孔的质量和施工工期。

1.2 深厚砂砾石层的灌浆方法问题

现有的固结灌浆、基岩灌浆等灌浆方法不适合深层砂砾石层的特性，灌浆的质量也无法保证能够达到工程施工要求。并且由于深厚砂砾石层的复杂性，导致灌浆压力、灌浆段的长度和灌浆结束点等灌浆技术参数无法科学确定。另外，深厚砂砾石层的孔隙率变化較大，灌浆材料的选择和浆液的配比比例很难确定。

1.3 深厚砂砾石层防渗技术的质量检测问题

目前，为了满足工程防渗技术要求，一般会采用墙幕结合的方式运用多排帷幕灌浆孔进行灌浆施工。但是现有的基岩帷幕灌浆质量检测方式难以这种形式下的质量检测方式，需要制定一种针对帷幕灌浆施工技术的质量检测方法。

2、深厚砂砾石层帷幕灌浆技术的钻孔工艺探究

深厚砂砾石层一般都比较松散，这样就导致钻孔孔壁易塌陷，给施工造成难度，而且在工程施工中常用的护壁钻孔方法无法适应深厚砂砾石层的特点，在钻孔的速度、钻孔的质量和钻孔精度等方面难以达到工程要求。在这种情况下，结合深厚砂砾石层的特点，在石层表面至石层35米处采用SM-400型跟管钻机进行钻孔，而对更深的地层采用XY-42型岩芯钻机配备金刚钻头、泥浆护壁钻进进行钻孔。在具体的钻孔施工过程中，在空钻段，用岩芯管作为护壁套管对严重失浆地层采用掏芯钻、堵漏式灌浆工艺进行钻孔；在灌浆段，采用76金刚钻钻头、泥浆护壁的方式进行钻孔，如果在钻孔过程中出现不返浆的现象，要立刻停止钻孔施工，先进行灌浆，然后再继续进行钻孔施工。这种分段钻孔的方式，能够很好的提高钻孔施工的速度和成功率，并且各种钻孔设备的有效配合大大提高了钻孔技术对深厚砂砾石层的适应性，是深厚砂砾石层有效的钻孔施工方法。

3、深厚砂砾石层防渗灌浆技术的灌浆方法探究

3.1 分段循环灌浆方法

循环灌浆法、预埋花管法、套管法等灌浆方法是过去经常采用的帷幕灌浆方法，但是这些帷幕灌浆方法在深厚砂砾石层中无法得到有效的利用，这是因为这些技术在深厚砂砾石层中的使用成本较高，或者是灌浆方式十分复杂，影响工程工期。根据常用的帷幕灌浆方法的施工技术特点，结合袖阀管灌浆方法、循环钻浆方法的优势，创新研发的“自上而下分段、循环灌浆”的帷幕灌浆方法能够很好的使用深厚山里石层的特点，这种灌浆方法不仅能够解决深厚砂砾石层的成孔问题和灌浆质量问题，而且能够提高灌浆施工的效率，减少钻孔塌陷等孔内事故的发生。

3.2 控制性灌浆方法

控制性灌浆方法是从灌浆可控性角度提出的一种新兴的帷幕灌浆施工方法。控制性灌浆方法在充分结合固体和流体物质的受力特征的基础上，运用外加剂将水泥泥浆迅速由流体凝结成固体的原理，将帷幕灌浆过程中经常出现的串浆、冒浆的现象进行控制和解决的一种灌浆施工方法。在工程的实际运用过程中，控制性灌浆方法是将水泥浆液和外加剂分别从孔内灌入到加固的地层基础中，让这两种浆液在孔内迅速的发生化学反应，将孔内的流体物质凝结成固体物质，进而达到防渗的技术要求。控制性灌浆方法的技术要点是这两种浆液的配比比例，具有施工工艺相对简单、施工成本较低以及施工速度较快的优势，在深厚砂砾石层的防渗帷幕灌浆方法中有着很好的发展前景。

3.3 膏状浆液灌浆方法

膏状浆液指的就是水泥膏状浆液，是将大量的粘土、膨润土、煤灰粉等掺入到水泥浆中，并加入一定量的外加剂进行搅拌而形成的膏状泥浆。这种膏状泥浆具有较高的抗水流冲释性能和自堆积性能，一般在10厘米到20厘米的中等渗漏通道、含有大量的堆石深厚砂砾石层地层中使用。在实际施工过程中，水泥膏状浆液能够形成明显的扩散前沿，在其后的钻孔就会被膏状浆液完全填满，等水泥凝固之后，膏浆就变成了坚硬而且密实的水泥石块，从而达到防渗的效果。与普通的水泥膏浆相比，这种通过外加剂凝结成的膏浆具有速凝、坚实的特点，能够在数小时之内甚至是数分钟之内控制浆液的凝结时间和凝结速度，并且在压力下这样膏状浆液具有优良的流动性，能够很好地适应深厚砂砾石层中水下堵漏施工的要求，在很多的水利工程灌浆工程中取得良好的灌浆效果。目前这种灌浆方法大都在土石围堰、河床砂卵石层等深厚砂砾石层中得到广泛的应用。

4、深厚砂砾石层帷幕灌浆的质量检测方法

在一般的砂砾石层的帷幕灌浆工程中，质量检测方法是以孔压水试验的结果为主要参考数据的，结合工程施工的施工日志、施工工程材料等资料进行综合分析，然后确定工程质量等级。但是在深厚砂砾石层中，帷幕灌浆的深度比较深，孔压水试验难度较大，清水钻进的难度比较大，很多的钻孔仍然要用泥浆进行钻进，加上深厚砂砾石层中的多排帷幕灌浆布置方式，更对孔压水试验造成困难，因此，一般的砂砾石层中的质量检测方法在深厚砂砾石层中无法得到有效的应用。另外，声波测试试验的砂砾石层灌浆检测方法也无法在深厚砂砾石层中得到有效的应用，这是因为深厚砂砾石层的构成成分比较复杂，而且石层的泥浆分布十分不均匀，运用声波测试方法无法取得每个石层波段波速的有效数值，进而也无法对深厚砂砾石层的灌浆质量效果进行有效的评价。

基于以上问题，针对深厚砂砾石层帷幕灌浆工程的特点，经过多次的试验和经验总结，提出了一种适合这种工程特点的帷幕灌浆质量检测方式—组合质量检测方式。这种方式是根据最后完成灌浆施工的灌浆孔里的灌浆情况对最先进行灌浆的灌浆孔情况开展初步判断，然后结合多排帷幕灌浆孔的布置对灌浆效果进行综合检查，最后使用静水头压水的方法对深厚砂砾石层的帷幕灌浆效果进行检测，进而得出最终结果。这种质量检测方法具有操作方法简单、效果直观明显的优势，与各个灌浆孔的平均灌浆量结合，能够对深厚砂砾石层防渗帷幕灌浆施工的质量效果进行科学、合理的评价。

结 语

帷幕灌浆技术以其工期短、见效快、易于操作等优点在水利工程防渗施工中得到广泛的应用。在实际施工应用过程中，要在钻孔、灌浆和质量检查等方面注重该技术的科学应用，保证深厚砂砾石层的防渗施工质量。

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