淺析水利工程中的防滲施工技術(shù)

李銘杰

（新疆額爾齊斯河流域開(kāi)發(fā)工程建設(shè)管理局，新疆烏魯木齊830000）

淺析水利工程中的防滲施工技術(shù)

李銘杰

（新疆額爾齊斯河流域開(kāi)發(fā)工程建設(shè)管理局，新疆烏魯木齊830000）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水利工程相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越多，其中灌漿防滲技術(shù)由于其特點(diǎn)在水利工程中廣泛應(yīng)用。筆者結(jié)合具體的水利工程實(shí)例，簡(jiǎn)要介紹防滲處理灌漿技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用，希望能對(duì)類似工程起到借鑒作用。

水利工程；防滲處理；灌漿技術(shù)

引 言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市化的建設(shè)進(jìn)程不斷推進(jìn)，水利工程建設(shè)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。防滲處理技術(shù)是水利工程中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，它直接關(guān)系水利工程的施工質(zhì)量，對(duì)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全有著至關(guān)重要的作用。在水利工程中的軟質(zhì)區(qū)域以及空洞區(qū)域往往存在滲漏的問(wèn)題，因此需要對(duì)該區(qū)域進(jìn)行灌漿處理，這對(duì)整個(gè)水利工程項(xiàng)目而言，具有非常重要的意義。

防滲處理灌漿技術(shù)是一種防止水利工程滲漏問(wèn)題而采取的有效技術(shù)。根據(jù)水利工程中不同的裂縫情況，應(yīng)采取不同的灌漿技術(shù)，一般情況下普遍使用的灌漿技術(shù)有單孔灌漿、雙孔灌漿以及多孔灌漿等，灌漿施工中應(yīng)確保一步到位。在水利工程中，合理的灌漿手法和技術(shù)是確保水利工程安全和使用的重要保證。

1 工程概況

某水利工程為大（2）型攔河壩工程，電站裝機(jī)容量3.2kW。大壩采用粘土心墻砂礫石壩，壩總長(zhǎng)為1900m，壩體的總高度為43.95m。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求需要對(duì)壩體進(jìn)行充填灌漿施工。大壩施工圍堰采用土石混合體來(lái)進(jìn)行砌筑，圍堰基礎(chǔ)則利用岸灘基巖。鑒于本工程的基巖存在裂縫，這些裂縫是滲水的隱患。從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況來(lái)看，滲水部位是在作用平面下3m的地方，同時(shí)滲水部分有3處存在較大的河水流出。本工程采用的是鉆孔高壓噴射灌漿施工技術(shù)。本工程通過(guò)設(shè)置灌漿孔于壩頂位置，同時(shí)嚴(yán)格控制該排距和孔距，要求灌漿深度應(yīng)當(dāng)灌漿至基巖以下3m的地方。

2 防滲處理灌漿施工工藝

根據(jù)孔深的不同采取不同的灌漿方式，當(dāng)深孔在6m以內(nèi)時(shí)，采取一次性鉆孔和灌漿方式實(shí)施，當(dāng)孔深大于6m時(shí)，則可以采取分段鉆孔和灌漿。結(jié)合本工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，筆者總結(jié)出對(duì)于單孔段灌漿流程，見(jiàn)圖1所示。

圖1 單孔段灌漿施工工藝流程

2.1 測(cè)量放線

根據(jù)所提供的測(cè)量控制點(diǎn)、基線以及水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行施工控制網(wǎng)的測(cè)設(shè)。控制點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)均應(yīng)滿足平面位置和高程的允許偏差，同時(shí)不得連續(xù)出現(xiàn)高程負(fù)值，并且不得超過(guò)全部測(cè)點(diǎn)的30%。在正式施工之前，必須對(duì)其采取定位放樣，一共有5排，孔間距為2×2m。當(dāng)?shù)谝恍蚩坠酀{施工完成，經(jīng)驗(yàn)收符合要求之后才可進(jìn)行第二序孔的灌漿施工。灌漿孔是按照梅花形進(jìn)行布置，孔間距控制在2m，而排距則控制在1m。

2.2 鉆孔作業(yè)

表孔溢洪洞的回填灌漿、固結(jié)灌漿的施工，擬搭設(shè)鉆灌施工臺(tái)車。臺(tái)車是采用直徑為40mm的鋼管進(jìn)行搭設(shè)，面板堆石壩趾板灌漿則采取用槽鋼焊鉆機(jī)平臺(tái)進(jìn)行施工。如圖2所示為坡面上鉆孔施工布置示意圖。

圖2 坡鉆孔施工布置示意圖

當(dāng)進(jìn)行第一序孔的鉆孔作業(yè)時(shí)，首先應(yīng)先鉆100%的先導(dǎo)孔，采用的機(jī)械設(shè)備為螺旋鉆探芯樣鉆探設(shè)備。在鉆先導(dǎo)孔時(shí)，應(yīng)通過(guò)取樣充分了解堤壩本身的具體情況。鉆孔施工應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行，并根據(jù)施工順序做好每個(gè)鉆孔的編號(hào)，同時(shí)注明第一序孔、第二序孔以及先導(dǎo)孔。

所有鉆孔的編號(hào)、孔深、孔斜度以及孔序等均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)圖紙的要求。如果設(shè)計(jì)圖紙沒(méi)有要求時(shí)，孔徑應(yīng)控制在25～35mm之間，同時(shí)應(yīng)滿足規(guī)范的要求。

當(dāng)進(jìn)行先導(dǎo)孔的鉆孔取樣時(shí)，應(yīng)將其直徑控制在70～110mm之間。同時(shí)鉆孔的實(shí)際位置與設(shè)計(jì)位置之間的偏差應(yīng)控制在10cm以內(nèi)。如果鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)干擾情況，應(yīng)及時(shí)上報(bào)監(jiān)理工程師，并考慮方案對(duì)鉆孔的位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，同時(shí)做好實(shí)際孔位坐標(biāo)的記錄。

2.3 制漿

從以往的工程實(shí)施效果來(lái)看，漿液制作的材料可以采取水泥、膨潤(rùn)土等，漿液的配制應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行，在制漿過(guò)程中應(yīng)按期進(jìn)行控制試驗(yàn)。制漿的機(jī)械設(shè)備采用泥漿攪拌機(jī)，應(yīng)確保攪拌均勻，在漿液使用之前，應(yīng)先對(duì)漿液的濃度進(jìn)行測(cè)定。制漿材料應(yīng)進(jìn)行稱重，稱重的誤差應(yīng)控制在5%以內(nèi)，同時(shí)還應(yīng)滿足漿液各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的要求。在灌漿施工過(guò)程中，應(yīng)定時(shí)對(duì)輸漿量和漿液的容重進(jìn)行測(cè)定，一般一小時(shí)測(cè)定一次，并做好記錄。同時(shí)應(yīng)該密切關(guān)注漿液的穩(wěn)定性，測(cè)定時(shí)間可采取每隔10天檢測(cè)一次。漿液物理力學(xué)性能指標(biāo)見(jiàn)表1所示。

表1 漿液物理力學(xué)性能指標(biāo)

2.4 灌漿

當(dāng)進(jìn)行灌漿施工時(shí)，應(yīng)尊重少灌多復(fù)的原則。首先應(yīng)對(duì)先導(dǎo)孔和第一序孔進(jìn)行灌漿施工，采用輪灌的方式。在灌漿施工的開(kāi)始階段，應(yīng)采用濃度較低、流動(dòng)性稍大的漿液，隨著灌漿施工的不斷進(jìn)行，應(yīng)隨之加大漿液的濃度，直到的漿液的濃度滿足規(guī)定的要求。之后采取濃漿復(fù)灌的方式，灌漿應(yīng)采用濃度較低的漿液。當(dāng)先導(dǎo)孔和第一序孔灌漿施工完成之后，應(yīng)對(duì)其施工質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，滿足要求之后才可進(jìn)行第二序孔的灌漿施工。

通常情況下，相鄰兩次灌注施工的間隔時(shí)間應(yīng)控制在5d以上。對(duì)于每個(gè)鉆孔的灌漿次數(shù)應(yīng)通過(guò)灌漿試驗(yàn)進(jìn)行確定，一般情況下應(yīng)控制在5～10次之間。應(yīng)盡量延長(zhǎng)灌漿的周期，對(duì)吸漿量大的灌漿孔，應(yīng)控制其每次的吸漿量，同時(shí)應(yīng)采用小注入量堤防灌漿的方式。如果灌漿的洞穴較大時(shí)，可以根據(jù)要求適當(dāng)?shù)靥岣邼{液的稠度和灌漿量。

孔口的壓力應(yīng)控制在4.9×104P a（0.5kg f/cm2）左右，其最大的灌漿壓力應(yīng)通過(guò)實(shí)際試驗(yàn)得到。根據(jù)鉆孔的深度進(jìn)行灌漿量的計(jì)算。灌漿的施工應(yīng)按照先兩側(cè)孔后中間的孔順序進(jìn)行，這樣可以避免出現(xiàn)冒漿和裂縫的問(wèn)題。在一個(gè)鉆孔灌漿時(shí)，應(yīng)采取一處灌漿到位的方式。同時(shí)連續(xù)進(jìn)行3次的復(fù)灌，終灌的標(biāo)準(zhǔn)為當(dāng)漿液升至孔口，且不在出現(xiàn)吃漿的現(xiàn)象。

2.5 封孔

當(dāng)鉆孔的孔徑超過(guò)35mm以上時(shí)，在灌漿施工完成之后，應(yīng)及時(shí)將鉆孔內(nèi)的漿液取出，等到鉆孔周圍的漿液不在發(fā)生流動(dòng)時(shí)，即可采用黏土球?qū)︺@孔從上到下進(jìn)行清掃，直至孔底，一般所采用的黏土球的直徑應(yīng)控制在2～3cm，同時(shí)漿液的含水量應(yīng)適中。清掃完成之后，即可對(duì)鉆孔進(jìn)行分層回填壓實(shí)處理。當(dāng)鉆孔的孔徑在35mm以內(nèi)時(shí)，對(duì)鉆孔進(jìn)行封孔應(yīng)采用的是摻加10%水泥的濃漿液，或者可以考慮采用選擇容重大于1.6的濃漿，如果在封孔施工中出現(xiàn)縮漿的問(wèn)題時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取復(fù)封措施。

2.6 灌漿觀測(cè)

為了控制好灌漿施工質(zhì)量，在灌漿施工過(guò)程中，應(yīng)進(jìn)行密切的灌漿觀測(cè)。應(yīng)通過(guò)灌漿監(jiān)控，密切監(jiān)測(cè)到灌漿情況，針對(duì)異常情況可以及時(shí)解決。結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于灌漿壓力、泥漿固結(jié)情況以及壩體的位移等，均要確保這些指標(biāo)參數(shù)均滿足要求。

2.7 關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題處理

（1）裂縫處理

在泥漿壓力作用下，采用停停灌灌的慢灌方法，盡可能的加大漿液濃度，這樣可以使裂縫擴(kuò)張延伸。如果在裂縫中存在積水無(wú)法排出的問(wèn)題時(shí)，應(yīng)進(jìn)行挖溝將積水引出。當(dāng)灌漿完成之后，應(yīng)對(duì)裂縫表面進(jìn)行加土回填。

（2）冒漿處理

當(dāng)在堤坡或者堤頂出現(xiàn)冒漿問(wèn)題時(shí)，應(yīng)立即停止施工，同時(shí)進(jìn)行加土回填，并確保夯實(shí)。當(dāng)洞口出現(xiàn)冒漿時(shí)，應(yīng)立即對(duì)洞口進(jìn)行壓砂處理，之后方可繼續(xù)對(duì)冒漿口進(jìn)行灌漿。

（3）串漿處理

當(dāng)對(duì)第一序孔進(jìn)行灌漿時(shí)，在確保大堤安全的情況下，可以加強(qiáng)相鄰孔的串漿觀測(cè)和分析，同時(shí)對(duì)漿孔和串漿孔進(jìn)行灌注。對(duì)吸漿大的孔眼，可以采用加大漿液的濃度進(jìn)行處理，在確保無(wú)漏漿時(shí)，可以繼續(xù)進(jìn)行灌注。

3 結(jié)語(yǔ)

水利工程中的防滲處理問(wèn)題一直是重點(diǎn)施工環(huán)節(jié)之一，而對(duì)于軟質(zhì)區(qū)域來(lái)說(shuō)，采取灌漿技術(shù)來(lái)處理滲漏問(wèn)題是較為有效的方法之一。通過(guò)分析工程裂縫情況而采取相應(yīng)的灌漿技術(shù)，可以確保灌漿施工一步到位。

［1］黃濤，應(yīng)榮華，秦仁杰.水利工程中的灌漿施工技術(shù)探析［J］.建材發(fā)展導(dǎo)向，2013（04）:26-29.

［2］黃海，朱芳芳，于忠濤.灌漿施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用［J］.科技傳播，2009（08）:26-29.

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TV543

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1672-2469（2015）10-0102-02

10.3969/j.issn.1672-2469.2015.10.32

李銘杰（1984年—），男，工程師。