巖石基礎(chǔ)灌漿技術(shù)在水工建設(shè)中的應(yīng)用

呂麗敏

摘 要：水工建設(shè)施工中最重要的環(huán)節(jié)便是建筑基礎(chǔ)，基礎(chǔ)處理在整個工程中占據(jù)了核心地位。通過對巖石基礎(chǔ)的處理方式進行了介紹，依照技術(shù)以及分類對灌漿材料要求以及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行了分析。水工建設(shè)中基礎(chǔ)的分類主要有兩種，一種為軟基，一種為巖基。軟基主要為砂礫石地基以及土基，而文章主要針對巖基的灌漿技術(shù)進行了分析。

關(guān)鍵詞：巖石基礎(chǔ)；灌漿技術(shù)；水工建設(shè)

1 巖基灌漿

所謂的巖基灌漿則是對巖石基礎(chǔ)進行灌漿，即按照一定比例，將膠凝性液體以及流動性漿液通過鉆孔灌漿的方式灌入巖層中，通過硬化膠結(jié)后，對巖基進行處理，提高其整體性以及強度，從而對基礎(chǔ)抗?jié)B性予以改善。但是基巖灌漿需要對地質(zhì)條件以及建筑類型和工程的需要進行分析，另外地基應(yīng)力以及工程環(huán)境的變位因素也是需要予以考慮的重要內(nèi)容。

灌漿技術(shù)在大壩的基礎(chǔ)處理中應(yīng)用較為廣泛，另外在下隧洞的圍巖固結(jié)以及超前支護和混凝土建筑補強和水工建筑的補漏等通過灌漿技術(shù)都能夠得到有效的提升。

2 分類

水工建設(shè)施工中對于巖基的處理需要依照實際的需要采用不同的方式，采用的方式主要包括帷幕灌漿法、固結(jié)灌漿法以及接觸灌漿法三種。

2.1 帷幕灌漿

采用該種灌漿方式的部位一般為上游迎水面壩基，通過形成連續(xù)防滲幕墻的方式對壩基滲流量進行降低，從而減少壩底滲透壓，保證基礎(chǔ)滲透性。而該種灌漿方式深度的確定因素主要是水文地質(zhì)條件。同固結(jié)灌漿方式相比，該種灌漿深度相對較大，有些工程深度達到百米。并且該種灌漿方式通常使用的灌漿方式為單孔灌漿，因而需要較大的壓力。

帷幕灌漿施工通常需要趕在水工設(shè)施蓄水前完成，以此保證灌漿質(zhì)量可以滿足質(zhì)量要求。由于帷幕灌漿是所有灌漿施工中工程量最大的，可能會同壩體施工出現(xiàn)沖突，因而施工需要在壩體基礎(chǔ)廊道中開展。這樣不但能夠進行壩體建設(shè)，同時還可以同步進行帷幕灌漿。也在一定程度上提供了混凝土壓重，以此保證灌漿質(zhì)量，提高灌漿壓力。若帷幕灌漿應(yīng)用高壩中，則需要考慮兩岸壩肩，需要進入巖體較深的范圍，一般的處理方式即，在兩岸進行灌漿平洞的開挖。

2.2 固結(jié)灌漿

通過固結(jié)灌漿可以將水工建設(shè)項目中的基巖整體強度予以提升，并且有效降低透水性。若是基巖本身條件良好則需要在上游以及下游會產(chǎn)生應(yīng)力的部位進行固結(jié)灌漿孔的布置；但是如果地質(zhì)條件較為惡劣，并且壩體需要高度較高，那么固結(jié)灌漿孔就需要針對整個壩基進行固結(jié)處理，若是需要，還需要對壩基的上游以及下游規(guī)定范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)進行固結(jié)灌漿處理。

使用固結(jié)灌漿的壩體必須保證基層混凝土具有一定的厚度，從而在使用固結(jié)灌漿后基巖不會發(fā)生冒漿現(xiàn)象，同時在灌漿的過程中保證灌漿壓力較大，從而提高灌漿效果，另外還要保證基巖同壩體之間的接觸灌漿質(zhì)量。若是基巖較為完整并且質(zhì)地堅硬，那么為了趕進度，可以在條件允許的情況下，直接在基巖表面采用固結(jié)灌漿的方式。另外若采用鉆孔灌漿的方式，對基層混凝土進行處理，就需要保證所有的混凝土強度超過設(shè)計強度的50%后進行?；蛘呖梢酝ㄟ^灌漿管預(yù)埋的方式，對巖基進行處理，等到澆筑厚度達到要求值后再進行灌漿。

在長江三峽工程中，澆筑找平的方式得到了推廣使用，部分壩基的固結(jié)灌漿通過這種方式提高了強度等級，通過實踐操作可以分析出，該種灌漿方式同壩基混凝土強度相同，并且澆筑厚度規(guī)定范圍大于30cm小于40cm，目的在于對壩基固結(jié)灌漿中存在的坑槽以及低洼進行填平。另外需要注意的是，固結(jié)灌漿需要待找平區(qū)域混凝土結(jié)構(gòu)強度超過70%時才可以進行。

而在黃河小浪底水庫樞紐中，其進水塔基巖灌漿技術(shù)采用了固結(jié)灌漿技術(shù)。首先在基巖澆筑墊層混凝土，混凝土厚度范圍大于30cm小于40cm。墊層混凝土可以對基巖進行保護，通過3m的固結(jié)灌漿，在表層形成蓋板，繼而對下部巖體進行灌漿。

而在二灘水電站的建設(shè)中，其拱壩壩基也是采用了固結(jié)灌漿，其工程的初始環(huán)節(jié)為無蓋中灌漿，而工程的結(jié)束標(biāo)志為有蓋重灌漿。無蓋重灌漿在巖石裸露條件下施工，3m以上通過接管引至壩后集中地點，在澆筑壩體基礎(chǔ)混凝土后再進行灌漿。同一地段的基巖灌漿必須按先固結(jié)灌漿后帷幕灌漿的順序進行。

2.3 接觸灌漿

接觸灌漿的目的在于對巴基以及壩體的混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)合能力進行加強，從而提高壩體的穩(wěn)定性，令其抗滑穩(wěn)定性予以加強。其處理方式主要有三種，一種是在接觸面預(yù)先進行灌漿盒的埋設(shè)；第二種則是通過鉆孔壓漿的方式；三則是同合同灌漿相互結(jié)合進行。該種灌漿方式應(yīng)當(dāng)在壩體混凝土結(jié)構(gòu)溫度穩(wěn)定后在進行安排，從而方式由于混凝土結(jié)構(gòu)在收縮過程中發(fā)生拉裂。

3 材料

若漿液應(yīng)用與巖基灌漿，那么就需要滿足一定的要求。

3.1 漿液的可灌性較為良好，在巖層中應(yīng)用效果可以達到灌漿質(zhì)量要求，通過一定壓力的影響，能夠?qū)r層中存在的空隙以及孔洞和裂隙等進行填充。

3.2 漿液硬化成結(jié)石后，應(yīng)具有良好的防滲性能、必要的強度和黏結(jié)力。

3.3 為了滿足漿液擴散要求，方便施工，則要求漿液的流動性良好。

3.4 漿液穩(wěn)定性較好。鹽基灌漿以水泥灌漿最普遍。灌入基巖的水泥漿液，由水泥與水按一定配比制成，水泥漿液呈懸浮狀態(tài)。水泥灌漿具有灌漿效果可靠、灌漿設(shè)備與工藝比較簡單、材料成本低廉等優(yōu)點。

水泥漿液所采用的水泥品種，應(yīng)根據(jù)灌漿目的和環(huán)境水的侵蝕作用等因素確定。水泥顆粒的細度對于灌漿的效果有較大影響。水泥顆粒越細，越能夠灌入細微的裂隙中，水泥的水化作用也越完全。對于帷幕灌漿，對水泥細度的要求為通過80m方孔篩的篩余量不大于5%。灌漿用的水泥要符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，不得使用過期、結(jié)塊或細度不合要求的水泥。

對于巖體裂隙寬度小于200m的地層，普通水泥制成的漿液一般難于灌入。為了提高水泥漿液的可灌性，自20世紀(jì)80年代以來，許多國家陸續(xù)研制出各種超細水泥，并在工程中得到廣泛采用。超細水泥不僅具有良好的可灌性。同時在結(jié)石體強度、環(huán)保及價格等方面都具有優(yōu)勢，特別適合細微裂隙基巖的灌漿。

在水泥漿液中摻入一些外加劑（如速凝劑、減水劑、早強劑及穩(wěn)定劑等）可以調(diào)節(jié)或改善水泥漿液的一些性能.滿足工程對漿液的特定要求，提高灌漿效果。外加劑的種類及摻入量應(yīng)通過試驗確定。

通過將粉煤灰以及粘土和砂等原料摻入水泥中，制成粘土水泥漿以及水泥砂漿和粉煤灰水泥漿等，此類漿液主要被應(yīng)用在一些強度要求不高以及注入量要求較大的基巖灌漿中。目的是降低灌漿成本，節(jié)約水泥用量。此類漿液大多被應(yīng)用在砂礫石地基處理中。

如果遇到細微裂隙以及斷層和破碎帶等特殊地質(zhì)條件，通過普通的水泥灌漿材料是無法滿足工程質(zhì)量要求的，因此需要加入一些例如甲凝高分子材料以及聚氨酯和環(huán)氧樹脂等作為灌漿材料的基材。但是這些材料的加入會提升灌漿成本，令灌漿工藝復(fù)雜化?；鶐r的處理過程中通過化學(xué)灌漿儀可以提高灌漿質(zhì)量，一般都會在水泥灌漿的基礎(chǔ)上再進行化學(xué)灌漿，通過這種方式不但可以將灌漿質(zhì)量提升上去，同時也可以最大程度降低成本。

參考文獻

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