浅谈孔口封闭器在峡渠首工程帷幕灌浆中的应用

　　【关键词】帷幕灌浆；孔口封闭器；固管

  一、概述 

　　宝鸡峡渠首工程帷幕灌浆采用孔口封闭，孔内循环，自上而下的灌浆方法。孔口封闭灌浆法是目前国内较先进的施工工艺。其优点为：孔内不需下入灌浆塞，施工简便，可以节省大量时间和人力；每段灌浆结束后，不需待凝，即可开始下一段的钻进，加快了施工进度；多次重复灌注，有利于保证灌浆质量；可以使用大的灌浆压力等。采用孔口封闭灌浆法施工，其主要缺点是灌浆管容易在孔内凝住,通常称为“固管”。固管的因素很多，人为因素和机械设备都会直接影响固管。灌注浓浆时间较长时容易发生固管，防止固管的主要措施：灌浆过程需要经常转动和升降灌浆管，要求使用性能良好的孔口封闭器。灌浆管在灌浆过程中始终作匀速转动，在转动中还能升降灌浆管，在高压４ＭＰa灌浆中不发生漏浆，解决了帷幕灌浆中固管的技术难题，使固管率从根本上减少。

　　二、孔口封闭器的构造和工作原理

　　（一）孔口封闭器的构造

　　现在使用的孔口封闭器是在原孔口封闭器基础上改进的。改进型孔口封闭器是采用Ф91mm铁砂钻头料和Ф110mm圆钢及高压接头经加工焊接而成，主要由三部分组成：孔口封闭器基座、压盖、橡胶圈。孔口封闭器高260mm，上部外径Ф110 mm，下部外径Ф91mm，压盖外径Ф110mm，内径Ф55mm；橡胶圈高度５50mm，外径Ф75mm，内径Ф50mm。

　   （二）工作原理

　　改进型孔口封闭器是利用橡胶圈的弹性和韧性在压盖压力作用下膨胀抱紧灌浆管，封闭孔内浆液形成孔内循环，并在钻机动力作用下使灌浆管在孔口封闭器中心灵活转动和升降、且不漏浆。从而使灌浆管像搅拌棒一样搅扰孔内流动浆液，改变浆液流态，缓解浆液凝结速度，达到克服固管的目的。升降灌浆管可以降低浆液的内聚力，刮涮粘附在孔壁和灌浆管壁上的水泥浆，在搅拌作用下迫使其液化分解参与新浆中循环，起到克服固管的作用。改进型孔口封闭器的安装使用很简单：当每灌浆孔段造孔结束后，提出钻具。配好灌浆管(一般采用Ф50mm平头钻杆作为灌浆管)下至孔底，然后把孔口管护丝冒御下，再逐个套入孔口封闭器基座、橡胶圈、压盖。基座与孔口管上紧后，灌浆管提离孔底50cm，把橡胶圈压入基座，上紧压盖。连接高压胶管，开动钻机对好前车，孔口封闭器安装完毕。连接循环管路，架冷却水管，开泵开始灌浆。

　　三、大坝帷幕灌浆

　　（一） 灌浆材料和灌浆设备

　　灌浆材料：采用525#普通硅酸盐水泥，制成0.75∶1稳定浆液。灌浆设备：灌浆泵使用ＳＧＢ６－10型多缸柱塞式高压泵，排浆量100L/min，使用平接头钻杆作为射浆管，XY－２型地质钻机配合使用，灌浆使用ＧＪＹ－Ⅲ型自动灌浆记录仪记录。

　  （二） 帷幕灌浆

　　帷幕灌浆一律采用孔口封闭、孔内循环、自上而下的灌浆方法。灌浆使用孔口封闭器，射浆管距孔底50cm ，先导孔孔径Ф75mm，帷幕灌浆孔孔径Ф59mm，最大孔深89m，40m以上为补强帷幕，以下为加深帷幕，单排孔孔距2m，灌浆段长为５m，４段以后灌浆压力为４ＭＰa，帷幕灌浆结束标准：在4ＭＰa 压力下，注入率不大于1Ｌ／min时连续灌注60min，且在设计压力下的灌浆时间不少于90min。３坝段有断层破碎带Ｆ2穿过帷幕线，断层破碎带较宽，宽度达5.5m，破碎带的孔吸浆量较大，200号先导孔第12段，灌入水泥25Ｔ，灌浆待凝