淺談灌漿工程施工中的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)

劉 召

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

隨著水利水電建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，對(duì)基礎(chǔ)處理的方法選用上與工序安排上提出了越來越高的要求。在一個(gè)新建水庫大壩中，灌漿工程與其他工程或多或少都會(huì)相互干擾，那么分析灌漿技術(shù)各項(xiàng)指標(biāo)，優(yōu)化施工方案，可以縮短工期，做到施工技術(shù)方面的揚(yáng)長(zhǎng)避短，使每一道灌漿技術(shù)都起到很好的效果。所以灌漿施工遵循合理的程序以及選用適宜的方法，是保證施工質(zhì)量、增強(qiáng)灌漿效果以及加快主體工程進(jìn)度的前提條件。

1 鉆孔

近些年來，固結(jié)和帷幕灌漿以沖擊式鉆機(jī)鉆孔已經(jīng)較多使用，但是因?yàn)樗菬o巖芯鉆進(jìn)，巖粉、巖屑較多，所以在處理巖粉和巖屑問題上就顯得尤為重要。

此種鉆進(jìn)方法鉆進(jìn)速度的確很快，平均每小時(shí)鉆進(jìn)6 m，但是有一個(gè)缺點(diǎn)就是不能給水鉆進(jìn)，尤其是在墊層混凝土或地下水位埋藏較深的地段，鉆進(jìn)過程中通過空壓機(jī)吹出來的巖粉滿天飛舞，在沒有自然風(fēng)吹動(dòng)的情況下，整個(gè)施工作業(yè)面能見度很低，而且飄落下來的粉塵覆蓋在墊層混凝土表面上，影響了混凝土接觸面的施工質(zhì)量。還有鉆進(jìn)中出來的巖屑聚集在孔口不及時(shí)地進(jìn)行清除，在灌漿過程中出現(xiàn)孔口冒漿或串漿等，流出來的水泥漿液和巖屑混合，全部都凝固在墊層混凝土表面上，影響了后續(xù)工序的施工。

以固結(jié)灌漿鉆孔為例，固結(jié)灌漿鉆孔深度一般較淺，絕大多數(shù)最深的孔深為入巖8 m，施工中采取有效的方法，就能對(duì)粉塵進(jìn)行很好的處理。如：準(zhǔn)備好一根只要能通水的水管就行，水管的一頭綁扎在與沖擊器聯(lián)接的第一根鉆桿上，另一頭接在小揚(yáng)程潛水泵上，供水不能連續(xù)進(jìn)行，否則從孔里返出來的水會(huì)流到混凝土表面各處，也不能停歇時(shí)間太長(zhǎng)，否則鉆進(jìn)速度較快，孔內(nèi)一旦沒有水，粉塵就會(huì)從孔里吹出來。所以，判斷通水的最好指標(biāo)就是用肉眼觀測(cè)孔口吹出來的氣體，氣體如果略帶有白色，就往孔里通水。實(shí)踐證明，通過潛水泵間斷性地往孔內(nèi)供水這一方法，在鉆進(jìn)過程中使粉塵得到了很好的控制。對(duì)于孔口巖屑處理問題，處理方法很簡(jiǎn)單，就是用人工將巖屑裝入袋子，然后用鋼絲刷將混凝土表面刷干凈就行了。

通過以上簡(jiǎn)單而有效的施工措施，可以大大減少施工人員的粉塵吸入量，保證了人員的身體健康，同時(shí)也為文明施工與環(huán)境保護(hù)創(chuàng)造了有利的施工環(huán)境。

2 試驗(yàn)區(qū)域及排序

新建水庫大壩中的灌漿工程不管是從工程量上講還是從造價(jià)上來說都只占合同工程極小的一部分，但是它對(duì)水庫起到相當(dāng)重要作用。如：壩基固結(jié)灌漿是以加固破碎巖石，提高強(qiáng)度和抗變形能力，達(dá)到壩基均一性和穩(wěn)定性為主要目的的灌漿。所以主體灌漿工程開始前都要進(jìn)行灌前試驗(yàn)，其目的主要是通過試驗(yàn)來摸清地質(zhì)情況，并且確定合理的技術(shù)參數(shù)和方法來指導(dǎo)工程的施工。

由于灌漿工程在整個(gè)大壩工程中所占比重很小，所以在安排工期時(shí)，都以大壩整體填筑工期為主線，將灌漿時(shí)間安排得很緊湊。如：固結(jié)灌漿試驗(yàn)區(qū)域以布置一處的居多，試驗(yàn)參數(shù)以點(diǎn)概面；固結(jié)灌漿試驗(yàn)孔剛進(jìn)行完，在等待檢查孔檢查的期間段內(nèi)就進(jìn)行整個(gè)壩基固結(jié)Ⅰ序孔鉆孔工作，等到灌前試驗(yàn)檢查合格后，主體工程灌漿全面施工，造成Ⅰ序孔之間孔與孔串漿、孔內(nèi)漿液或明或暗流失等情況屨屨發(fā)生。雖然灌規(guī)要求串漿孔最多群孔并聯(lián)灌注不超過3個(gè)，以及當(dāng)灌漿孔吃漿量特別大時(shí)，采取限流、限量等措施進(jìn)行控制，但是以上施工現(xiàn)象的出現(xiàn)，在很多情況下是由于基巖裂隙發(fā)育或混凝土與基巖接觸面缺陷的影響而造成的。如果按此方法進(jìn)行施工，壩基固結(jié)灌漿Ⅰ序孔在很多情況下都會(huì)出現(xiàn)堵漏、封填、掃孔復(fù)灌等不必要的工作發(fā)生。

按照目前施工所提供的圖紙，固結(jié)灌漿灌前試驗(yàn)均為生產(chǎn)性試驗(yàn)，且在整個(gè)壩基布置一處試驗(yàn)區(qū)域居多。其實(shí)，生產(chǎn)性試驗(yàn)孔均包含在主體灌漿孔中，不妨在布置試驗(yàn)區(qū)域時(shí)，多布置幾處來摸清并分析地層的裂隙情況是非常有必要的。在布置試驗(yàn)區(qū)域時(shí)，根據(jù)工程的前期地質(zhì)勘探資料，同時(shí)結(jié)合壩基開挖后建基面的完整情況來綜合分析，這樣布置出來的試驗(yàn)區(qū)域才更具有代表性。另外通過灌前壓水試驗(yàn)求得透水率來分析巖石的裂隙發(fā)育情況，同時(shí)試驗(yàn)孔兼做主體孔，在完成試驗(yàn)孔的同時(shí)又進(jìn)行了主體孔的施工，一舉兩得。另外在試驗(yàn)數(shù)據(jù)出來以后，根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)來合理安排灌漿工序，會(huì)得到事半功倍的效果，這樣能更有效地抑制孔與孔串漿現(xiàn)象的出現(xiàn)，減少串漿孔掃孔復(fù)灌、不得以在原孔位10 cm附近重新鉆孔等諸多不必要工作的發(fā)生。

以一個(gè)長(zhǎng)40 m、寬40 m、高2 m的整體壩段為例說明一下。試驗(yàn)區(qū)域宜布置在該壩段上、下游兩端以及左、右岸兩端墊層混凝土上各一處，壩段中間設(shè)一處，每處試驗(yàn)區(qū)域以相鄰灌漿孔等腰三角形布置3個(gè)試驗(yàn)孔最為簡(jiǎn)單。通過各個(gè)試驗(yàn)區(qū)域灌漿孔的壓水試驗(yàn)呂容值來初步分析地下基巖裂隙發(fā)育等情況。第一、如果透水率大于20 Lu，甚至超過了50 Lu，說明基巖破碎、透水率較大，有遠(yuǎn)距離跑冒漿的可能，此時(shí)應(yīng)先做外圍排，然后或按逐排向中間推趕，或按隔排中間插入的順序進(jìn)行。在作此種安排時(shí)，最好將已灌漿孔的封填時(shí)間推遲到全部灌漿結(jié)束之后再進(jìn)行，以利于后序孔灌漿時(shí)的排水、排氣。第二、如果透水率小于10 Lu，說明巖石的透水性普遍較小，應(yīng)先做中間排，然后按逐排向外推趕的順序進(jìn)行，以利于多余水分的排除。第三、對(duì)于透水率處在中間狀態(tài)的基巖來講，灌漿孔可全面展開，把灌漿孔分作二至三個(gè)次序逐步加密的順序進(jìn)行施工就行。

3 灌漿

帷幕灌漿孔深較深，大多數(shù)水庫的帷幕灌漿均采用孔口封閉法來完成，此種灌漿法無可厚非，不管是在工藝上還是在施工上的確有好多優(yōu)點(diǎn)，在工藝上：較好地解決了因坍孔造成的施工速度不能太快的問題；避免或減少了孔內(nèi)無回水、基巖裂隙發(fā)育諸多情況所造成的“卡不住栓塞”、“繞漿埋塞”等事故；為實(shí)行高壓灌漿創(chuàng)造了條件等優(yōu)點(diǎn)，另外還有一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)，即：它始終在孔口卡塞，除主要是對(duì)新灌漿段灌漿以外，還能對(duì)已灌漿段得到若干次的重復(fù)灌漿，而且重復(fù)灌漿的壓力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于已灌漿段的實(shí)際灌漿壓力，整個(gè)灌漿孔最終都要受到該孔最高灌漿壓力的“考驗(yàn)”，同時(shí)還能保證對(duì)已灌注的水泥結(jié)石在高壓作用下進(jìn)一步排水固結(jié)，更加密實(shí)。在施工上：減少了重復(fù)鉆孔的工程量、減少了起下栓塞的工作量、減少了勞動(dòng)強(qiáng)度、避免了施工愈來愈感到繁難的心態(tài)等優(yōu)點(diǎn)。

鑒于孔口封閉灌漿法優(yōu)點(diǎn)的存在，同一個(gè)帷幕灌漿工程都選用此種灌漿方法一灌到底的現(xiàn)象普遍存在。其實(shí)，單一的灌漿方法應(yīng)用于工程中是有它的局限性的，如：在滿足設(shè)計(jì)孔深情況下的一個(gè)完整的地段，它的基巖透水率相對(duì)較小，可以初步判斷基巖裂隙發(fā)育情況良好，在此情況下選用自下而上灌漿法遠(yuǎn)比孔口封閉灌漿法更方面與快捷。所以，帷幕灌漿在適用的灌漿方法上有很多種，選用哪種灌漿方法更能代表了工程的實(shí)際需要，就顯得尤為重要。

首先，帷幕灌漿施工相對(duì)簡(jiǎn)單，但工序要求較多，每一個(gè)5～6 m的灌漿段長(zhǎng)都要重復(fù)同一程序方能結(jié)束，使施工工期拉的很長(zhǎng)，增加了與大壩填筑相互干擾的不利因素，為不影響大壩的整體填筑，一般都設(shè)置灌漿及排水廊道，讓其在廊道內(nèi)進(jìn)行施工。

其次，灌漿及排水廊道高度以3～3.5 m居多，通風(fēng)條件不是太好，且陰暗潮濕，人員和機(jī)械在其內(nèi)施展不開，無形之中大大增加了施工難度。

再次，帷幕灌漿以往多數(shù)做法都是在每排孔上分成三個(gè)次序進(jìn)行的。以50個(gè)帷幕灌漿孔為例，Ⅰ序孔13個(gè)占總孔數(shù)的26%，Ⅱ序孔12個(gè)占總孔數(shù)的24%，Ⅲ序孔25個(gè)占總孔數(shù)的50%，說明Ⅲ序孔的灌漿工程量將占據(jù)總工程量的一半。

最后，帷幕灌漿先灌Ⅰ序孔，再灌Ⅱ序孔，最后灌Ⅲ序孔，且相鄰兩個(gè)次序灌漿高程差不少于15 m。這就說明Ⅲ序孔灌漿前，Ⅰ序孔和Ⅱ序孔早以灌漿完成，根據(jù)大多數(shù)工程完成情況看，在一個(gè)區(qū)域施工的Ⅲ序孔往往都在該區(qū)域Ⅱ序孔灌漿完成4～5 d后進(jìn)行的。這就說明Ⅰ序孔和Ⅱ序孔所形成的水泥結(jié)石早以達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度。

根據(jù)以上所述，一個(gè)工程的帷幕灌漿可以采取不同的灌漿方法來進(jìn)行，對(duì)于Ⅰ序孔和Ⅱ序孔來說還是采用孔口封閉灌漿法是最好不過了，它可以將地基內(nèi)較大裂隙、破碎或有溶洞的基巖先行灌漿并待凝，將基巖形成一個(gè)較完整的整體。Ⅲ序孔巖層狀況已被大大改善，完全可以采用自下而上的灌漿方法來進(jìn)行，因?yàn)榇朔N灌漿法鉆孔與灌漿相互兩道工序截然分開，減少了鉆灌交替施工煩瑣復(fù)雜的工作，各灌漿段灌漿前除孔底段以外均不用進(jìn)行裂隙沖洗和壓水試驗(yàn)等操作，而且灌漿段灌漿完成均不待凝可進(jìn)行下一段灌漿，因而使機(jī)械的利用率和施工速度都大大提高，在提前灌漿工期的同時(shí)，又為整個(gè)工程節(jié)省了很多時(shí)間。雖然帷幕灌漿與大壩整體填筑相互干攏在所難免，使灌漿進(jìn)入廊道內(nèi)進(jìn)行，但是通過此種灌漿方法的選用，即使在廊道內(nèi)進(jìn)行灌漿作業(yè)，那也是完成一部分灌漿孔，避免了帷幕灌漿進(jìn)入廊道內(nèi)全面施工的被動(dòng)局面。

其實(shí)，Ⅲ序孔選用自下而上分段卡塞方法，也在所難免會(huì)遇到巖石破碎或者孔內(nèi)返漿嚴(yán)重的現(xiàn)象發(fā)生，因?yàn)榈氐紫碌幕鶐r是用肉眼看不到的，即使Ⅰ序孔和Ⅱ序孔灌漿完成，也不能保證所有的巖石都連接起來，或多或少有幾條相對(duì)獨(dú)立的裂隙是存在的，這只占到灌漿段為數(shù)極少的一部分，所以遇到此類情況，一個(gè)灌漿孔可以采用綜合灌漿法來完成，即：巖石破碎嚴(yán)重采用孔口封閉或自上而下灌漿，巖石完整采用自下而上灌漿。

4 結(jié)語

事實(shí)上，因?yàn)楣酀{工程都為隱蔽工程，在灌漿開始前是很難確知其到底選用何種工序和方法進(jìn)行最為科學(xué)與合理。所以，根據(jù)地質(zhì)情況合理地選擇試驗(yàn)區(qū)域，在鉆孔中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，以孔內(nèi)返水狀況乃至壓水試驗(yàn)提供的透水率為參考，判斷巖層裂隙發(fā)育程度可能性就顯得尤為重要。

總之，灌漿工程在方法上選用得當(dāng)，在工序上安排合理，將會(huì)對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量和工期起到事半功倍的效果。