淺析大壩基礎(chǔ)灌漿的施工方法

摘要：灌漿技術(shù)作為大壩地基處理中常用和重要的工程措施，在大壩壩基防滲和加固處理中得到廣泛的應(yīng)用。大多數(shù)大壩的地基均需進行處理后，才能達到穩(wěn)定與防滲的要求。隨著水利水電建設(shè)的發(fā)展，采用灌漿法處理大壩不良地基已經(jīng)成為一個重要的研究課題。

關(guān)鍵詞：大壩；灌漿；方法

引 言

在水利工程施工中，幾乎所有的大壩基礎(chǔ)都要進行不同程度的防滲處理，而最常見的就是灌漿施工技術(shù)。灌漿工程不但工作量大、耗資多、工藝復雜、而且施工干擾大，稍有脫節(jié)或特殊情況處理不及時、不得當、就會影響工期。其質(zhì)量好壞直接關(guān)系到工程的安全與效益的發(fā)揮。下面對在灌漿工作中經(jīng)常使用的幾種灌漿方法與施工工藝進行分析探討。

一、冒水的堵水灌漿方法

冒水情況的堵水灌漿可根據(jù)具體情況分別采取措施。

1.從較大的集中漏水點冒水

此種情況多發(fā)生在巖溶地區(qū)和混凝土中有特大缺陷的地方。應(yīng)針對出水點，根據(jù)出水量的大小，先埋設(shè)一段適當直徑的孔口管，將水集中引到管中導出，再將周圍可能冒水冒漿的巖縫和孔洞封堵好，然后從孔口管中進行反壓灌漿。反壓灌漿的壓力為p=p1+p2，其中，p1為孔口管關(guān)閉后的水穩(wěn)定壓力，p2為正常情況下的灌漿壓力。

2.沿裂隙冒水或浸水

對于冒水量較大的，可采用以下步驟進行處理：鉆若干個與裂隙相交的深孔，埋上孔口管，將裂隙水從管中引出；深孔之間鉆若干個與裂隙相交的淺孔，埋上孔口管；沿裂隙口鑿槽，先用棉紗、麻刀等對裂隙進行封堵，然后用砂漿填槽；對淺孔用較低壓力灌漿；淺孔待凝一段時間后，對深孔用較高壓力進行灌漿。

對于冒水量較小的，可先沿裂隙鑿一深5-10cm的U形槽，在槽的底部鋪一鐵皮，穿過鐵皮埋設(shè)若干根灌漿管，其中裂隙的最底部和最高部各有一根。用速凝砂漿將槽填平，砂漿達到一定強度后，從裂隙的較低端向上依次灌漿。

二、特大漏水通道的灌注方法

對這種特大漏水通道，若采用常規(guī)灌漿方法，不僅會耗費大量的材料，而且有時根本沒有成效。對此，要根據(jù)不同情況進行處理。

1.無水流作用和傾角較緩的大裂隙

首先采用濃漿、水泥砂漿或間歇灌漿進行處理。若效果不明顯，則可改用定量灌注穩(wěn)定漿液或混合漿液。穩(wěn)定漿液適用于遇水性能惡化、注入量大的地層?；旌蠞{液包括水泥砂漿、水泥粘土漿、水泥粉煤灰漿和水泥水玻璃漿等。

2.有水流作用或傾角較陡的大裂隙

（1）沖填級配料。在孔口用稠水泥漿沖灌粗砂和礫石。若灌注一段時間后仍無效果，再改用濃漿沖灌級配粒料。配料時可先攪拌成一定稠度的漿液從孔口倒入，等灌滿后用常規(guī)方法進行灌注。所謂級配料，應(yīng)是包括土、砂、礫石等粗細顆粒都有的混合料，能自然形成反濾層。其中包含的粒料應(yīng)是先細后粗，逐級探索，到某一級再也灌不進時即停止。每級灌入的數(shù)量根據(jù)判斷掌握，可為200-1000kg。充填粒料的目的，主要是希望用某一級礫石在窄縫處形成“架橋”，迅速將縫隙在中途堵住，以便于形成反濾層，最后將通道堵死。

（2）模袋灌漿。在灌漿壓力作用下，模袋內(nèi)水泥漿中的水分可由袋內(nèi)析出，而水泥顆粒不會外漏。這樣可以降低水灰比，提高固結(jié)強度，縮短固結(jié)時間。水泥漿液在模袋中凝固，在水下不具有分散性，當水流較大時不會被沖失；模袋在壓力作用下能產(chǎn)生變形，適應(yīng)不同形狀的溶洞，有利于堵塞。施工時首先往袋內(nèi)灌注水灰比為0.6、0.8或1.0的水泥漿，然后將充滿水泥漿的模袋經(jīng)鉆孔投入孔內(nèi)，孔內(nèi)模袋達到一定數(shù)量后，再在原孔位進行灌漿處理。

（3）雙漿液灌漿。水泥漿液和速凝劑分別從兩個灌漿管進入混合器，水泥漿和水玻璃在混合器中充分混合后，在速凝前到達孔底。為了達到預(yù)期的防滲效果和滿足防滲體的強度要求，需要對漿液的擴散距離進行控制。漿液既不能擴散得太遠造成材料的浪費，又不能因漿液的擴散范圍太小使防滲體的強度不夠。如果漿液凝結(jié)時間太短，灌漿孔將被堵住；如果漿液凝結(jié)時間太長，在混合物到達地層前將被沖走。為此，往往需要通過現(xiàn)場的試驗來確定雙漿液灌漿中的漿液比例、灌漿壓力、灌漿流量等施工參數(shù)，以達到有效封堵大漏洞的目的。

三、大吸漿量的灌注方法

在一般的裂隙巖層中灌漿，單位耗灰量通常不超過100-200kg/m。然而，有時會出現(xiàn)大量吸漿不止，灌漿難以結(jié)束的情況，其主要原因是地層的特殊結(jié)構(gòu)條件促使?jié){液從附近地表冒出，或沿著某一固定的通道流失。大吸漿量地層一般可按以下原則進行處理：

1.降壓。用低壓甚至用自流式灌漿，待裂隙逐漸充滿漿液，漿液的流動性降低后，再逐漸升高壓力，按常規(guī)要求進行灌漿。

2.限流。限制注入率不大于10-15L/min，以減小漿液在裂隙里的流動速度，促使?jié){液盡快沉積。待注入率明顯減小后，將壓力升高，直至達到灌漿結(jié)束標準后結(jié)束灌漿。

3.濃漿灌注。采用最稠的水泥漿（一般為0.5：1）進行灌注。

4.加速凝劑。在最稠的漿液（一般為0.5：1）中摻入水玻璃、氯化鈣速凝劑。

5.灌注水泥砂漿。根據(jù)灌注情況，摻砂量可以按水泥重量的10%、20%逐步增加；砂的粒徑也可逐漸變粗。將砂漿攪拌均勻后，用砂漿泵灌注。

6.間歇灌漿。在灌注一定數(shù)量水泥或灌注一定時間后，停止灌漿一段時間。每次間歇之前，水泥灌漿量或灌漿時間根據(jù)地質(zhì)情況、灌漿目的確定。間歇時間通常為2-8h。

這種特殊情況的灌漿，結(jié)束時不一定要達到設(shè)計壓力；若無法在設(shè)計壓力下結(jié)束灌漿，可低壓結(jié)束灌漿，待凝一段時間后掃孔、復灌，復灌時爭取在設(shè)計壓力下結(jié)束灌漿。

四、承壓水條件下的灌漿

從灌漿孔中涌出承壓水有兩種情況：一是灌漿地層處于具有較高壓力水源的含水層中；二是水庫已經(jīng)蓄水，在低于庫水位的廊道或洞中進行灌漿。

此時灌漿壓力一定要高于涌水壓力，否則漿液將無法灌入。如果穩(wěn)定涌水壓力為p3，要求的灌漿壓力為p4，那么此時的灌漿壓力應(yīng)為p=p3+p4。在承壓水條件下，灌漿一般可以按以下方法進行。

1.壓力屏漿法。在正常灌漿達到結(jié)束標準后，仍維持原水泥漿的濃度或改用5：1的稀漿，以相同的壓力繼續(xù)循環(huán)灌注一定時間（如4-8h）后再結(jié)束，以防止已灌入裂隙內(nèi)的漿液回流。

2.閉漿。所謂閉漿就是在達到灌漿結(jié)束標準后，立即關(guān)閉回漿管閥門和進漿管閥門，使灌入的漿液仍暫時處于受壓狀態(tài)，待凝一定時間后，打開閥門，檢查是否還往外涌水，如無涌水現(xiàn)象，則認為合格。閉漿時間一般為6-8h。

3.濃漿結(jié)束。在正常灌漿達到結(jié)束標準后，改用0.5：1的濃漿灌注。當回漿濃度也達到0.5：1時，再繼續(xù)灌注30min后，立即將回漿管閥門和進漿管閥門關(guān)閉進行閉漿。

4.化學灌漿。如經(jīng)過上述方法處理后效果仍不顯著，可考慮采用化學灌漿方法。先采用上述方法將灌漿孔段的注入率減小到一定程度，例如小于3-5L/min，然后再采用化學灌漿方法進行灌漿。化學溶液在巖石內(nèi)很快凝聚，不僅可以將細小裂隙灌注密實，也可將涌水堵住。

結(jié)語

總之，上述灌漿處理方法各有優(yōu)缺點，對于水利水電工程大壩基礎(chǔ)灌漿過程中會遇到的各種特殊情況，應(yīng)根據(jù)具體情況，采取一種或多種措施進行處理，才能達到預(yù)期的效果。這樣才能體現(xiàn)控制灌漿的思想，既可保證處理效果又可節(jié)約材料、減少投資。

參考文獻

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[2] 張景秀，壩基防滲與灌漿技術(shù)[M]中國水利水電出版社2002