[科普中国]-帷幕灌浆

帷幕灌浆（curtain grouting）是将浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成连续的阻水帷幕，以减小渗流量和降低渗透压力的灌浆工程。

帷幕灌浆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；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。20世纪以来，帷幕灌浆一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段，对保证水工建筑物的安全运行起着重要作用。

帷幕分类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。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1。

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2。

施工混凝土坝岩基帷幕灌浆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1。

钻机型号钻神开发生产的ZS系列ZSY50、60、70、80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，能适应各种复杂地层的帷幕灌浆施工，现已成为国内水电站岩土锚固工程中的主力机型。钻神根据各种工况环境下的施工经验而研发的ZS-30电气轻便型锚固钻机、ZS-40电液轻便型锚固钻机和ZSTD-150/170土钉机等产品具有结构轻便、操作简单、移动方便等特点，更适合边坡、遂道等施工。而ZSB60/80拔管机、摩擦钻杆、偏心钻具、预应力设备机具、全液压装岩机(耙渣机、扒渣机)等产品也在水电站、冶金、高速公路、隧道、地铁、铁路交通及城建等广大用户中得到一致好评，如正在建设中的国家重点工程——瀑布沟水电站、甘西坡电站、阿坝州黑水电站、向家坝电站、木里、官地、锦屏等水利水电工程，成都地铁一号线、厦深铁路、华阳凯来丽景、光华杏林商住楼等，此外，公司产品还远销海外如：俄罗斯、东南亚、非洲等国家1。

施工方法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2m，孔口管采用φ73mm的无缝钢管。钻孔测斜选用KXP-Ⅰ型测斜仪，一般每10m测1次。

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。

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。

4.自动记录：灌浆记录全部采用自动记录仪。

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1。

三峡工程由于三峡水库蓄水位高程175米，强大的水压可能使水穿过基岩深层裂隙而产生渗漏。为防止这种情况发生，施工人员沿着坝轴线打深孔再用高压把浆液灌注到基岩深处的裂隙中，这些浆液在岩石深处连成一体，形成一道完整的挡水帷幕，所以称作帷幕灌浆。

三峡大坝基岩体主要为微新（花岗）岩体，一般透水性微弱，局部透水性较强。为了有效控制坝基渗漏，降低坝基扬压力，减小坝基渗透水量，增强基岩构造结构面内软弱充填物质的长期渗透稳定性，在大坝坝基、通航建筑物上闸首、山体连接段及两岸坝肩均布置有一定深度的灌浆孔，并在挡水前缘形成一道连续的防渗灌浆帷幕，全长约3950米，钻孔进尺33.6万米。

三峡工程帷幕灌浆钻孔最大深度超过100米，钻孔口直径为56至76毫米，灌浆压力为5.0至6.0兆帕2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学