基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

【摘要】針對(duì)基礎(chǔ)灌漿技術(shù)，在簡(jiǎn)單敘述該技術(shù)主要特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)例，對(duì)基礎(chǔ)灌漿與帷幕灌漿兩種具有一定代表性灌漿方法的具體應(yīng)用進(jìn)行深度剖析，并根據(jù)灌漿效果評(píng)價(jià)，得出基礎(chǔ)灌漿技術(shù)的合理應(yīng)用可以有效提升壩基防滲能力，并能確保工程穩(wěn)定性與可靠性的結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】水利工程；基礎(chǔ)灌漿技術(shù)；應(yīng)用

水利工程的基礎(chǔ)施工過(guò)程中，灌漿施工質(zhì)量直接決定了工程的安全性與可靠性。從灌漿施工的角度講，其自身就是一種十分復(fù)雜的工藝和技術(shù)，還沒有形成一套完整的工藝標(biāo)準(zhǔn)，而且在技術(shù)理論層面，人們對(duì)于灌漿也還沒有形成一致的認(rèn)識(shí)和理解。然而，該施工技術(shù)在水利建設(shè)中的地位是不可取代的，該技術(shù)的合理應(yīng)用可以起到有效提升施工質(zhì)量的重要作用，并且還可以消除滲漏，預(yù)防滲水情況的發(fā)生。

1、灌漿施工技術(shù)的主要特點(diǎn)

灌漿施工是指使用灌注漿液，對(duì)地基和結(jié)構(gòu)物中的縫隙進(jìn)行充填，同時(shí)提升地基承載能力與穩(wěn)定性，使其具有更高的抗變形性能，進(jìn)而確保工程安全。該施工技術(shù)的主要特點(diǎn)為：

（1）在水利建設(shè)中運(yùn)用灌漿施工技術(shù)，由于受到工程目標(biāo)與地質(zhì)條件等因素的制約，具體的施工工藝會(huì)出現(xiàn)一定差別。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在實(shí)際情況中是無(wú)法找到完全相同的施工工藝與參數(shù)指標(biāo)的?；诖?，在處理地基之前，需對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行深入的了解和分析，形成報(bào)告，為后續(xù)參數(shù)制定等工作提供可靠的依據(jù)。

（2）灌漿施工對(duì)工程勘探的要求較為嚴(yán)格，巖石基層帷幕灌漿需要在施工之前進(jìn)行，工序之間緊密相連，前一道工序就是下一道工序的主要依據(jù)，所以在實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范的工序，切不可隨意更改，否則會(huì)對(duì)施工質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。

（3）灌漿施工的本質(zhì)屬于隱蔽工程，其施工驗(yàn)收需要在工程完工以后對(duì)資料進(jìn)行分析，從而實(shí)施評(píng)價(jià)，但這很難準(zhǔn)確發(fā)掘其潛在的問題和缺陷，這些沒有發(fā)現(xiàn)的問題會(huì)在營(yíng)運(yùn)階段一一顯露，并且大多難以有效解決。因此，在施工中必須強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)管理與監(jiān)督，規(guī)范施工人員的行為，為保證灌漿施工質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)。

2、灌漿施工技術(shù)在水利建設(shè)中的具體應(yīng)用

2.1 工程概況

本工程所處位置位于湄潭縣石蓮鎮(zhèn)，工程主要沿著公路實(shí)施，因石蓮地處甕、湄、余三縣交界處，對(duì)外交通較為方便，工程的主要任務(wù)在于解決湄潭縣石蓮鎮(zhèn)集鎮(zhèn)、九壩村、黃蓮壩村和沿江村共1個(gè)集鎮(zhèn)3個(gè)村境內(nèi)20460人和6839頭牲畜及1500畝蔬菜抗旱應(yīng)急飲用水和灌溉用水問題。本工程根據(jù)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)干旱時(shí)實(shí)際需求，設(shè)計(jì)供水規(guī)模按2036.72m3/d進(jìn)行設(shè)計(jì)，年用水總量25.96萬(wàn)m3，工程類型為Ⅲ型。

2.2 基礎(chǔ)灌漿

2.2.1 施工目的

為有效提升趾板區(qū)巖層防滲能力，施工過(guò)程中除了要對(duì)壩基實(shí)施灌漿處理，還需按照相應(yīng)的要求對(duì)趾板與防滲板基層等進(jìn)行系統(tǒng)的固結(jié)灌漿，進(jìn)而從根本上提高巖層防滲能力。由此可以看出，對(duì)壩基實(shí)施固結(jié)灌漿的主要目的同樣是防滲，具體而言，通過(guò)固結(jié)灌漿，趾板基巖層穩(wěn)定性與完整性大幅提升，巖層中的有效防滲厚度增大，從而提高其防滲能力。

2.2.2 固結(jié)灌漿施工準(zhǔn)備

對(duì)于趾板固結(jié)灌漿而言，其灌漿孔通常設(shè)置5排，其中3排灌漿孔是常規(guī)孔，其余2排則是輔助孔，均勻分布于帷幕的上游和下游。灌漿孔按照梅花形進(jìn)行布置，孔排間距1.5m，孔距2.0m，常規(guī)孔的深度為7.0m，輔助孔的深度為17m。對(duì)于防滲板固結(jié)灌漿，其灌漿孔排距與孔距均為2.5m，同樣按照梅花形布孔，孔深5m。

2.2.3 施工技術(shù)的主要要求

（1）施工順序

在防滲板與趾板的澆筑強(qiáng)度達(dá)到70%以后進(jìn)行固結(jié)灌漿，按照由低到高的順序進(jìn)行灌漿，每個(gè)灌漿單元都需采取“先通過(guò)灌漿形成封閉，再對(duì)中間排孔與輔助孔進(jìn)行灌漿”的方式施工，其中每一個(gè)孔都應(yīng)遵循“分序加密”的基本原則進(jìn)行灌漿，固結(jié)灌漿施工流程如圖1所示。

（2）鉆孔

工程使用XY-2鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，孔徑保持在56mm左右。鉆孔施工中應(yīng)對(duì)孔洞的垂直度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以免出現(xiàn)孔斜或塌孔等情況。如果出現(xiàn)孔斜現(xiàn)象，應(yīng)通過(guò)檢測(cè)在發(fā)生偏斜的位置重新進(jìn)行鉆孔。

（3）灌漿施工

采取“由上至下分層阻塞、循環(huán)式孔內(nèi)灌漿”的方法進(jìn)行固結(jié)灌漿。施工中選用J31-B記錄儀對(duì)具體施工進(jìn)行記錄和控制，阻塞的具體位置為：趾板阻塞位于巖層上方0.2m范圍內(nèi)；防滲板阻塞位于巖體當(dāng)中。

由于趾板與防滲墻的厚度都很薄，都不超過(guò)1.2m，加之巖層屬于平緩產(chǎn)狀，巖溶洞穴與剪切帶等特殊構(gòu)造發(fā)育明顯，使得巖體不具備良好的抗抬動(dòng)性能。基于這些基本情況，擬定防滲板的灌漿壓力分別為0.1MPa與0.2MPa。壩址由于先前運(yùn)用錨桿加固，其抗抬動(dòng)能力已有了一定的提升，所以固結(jié)灌漿的壓力可適當(dāng)降低，保持在0.3-0.6MPa范圍內(nèi)即可。灌漿漿液選用32.5普通硅酸鹽水泥漿，其水灰比分為四個(gè)等級(jí)，開灌采用3：1水灰比。

2.2.4 固結(jié)灌漿效果評(píng)價(jià)

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果中可以看出，總體吸漿量很大，但伴隨孔序的不斷增加，漿液?jiǎn)魏牧恳来螠p弱，表明巖體具有良好的可灌性，而且已經(jīng)完成的固結(jié)灌漿對(duì)巖層起到了十分明顯的充填與固結(jié)效果。此外，通過(guò)壓水試驗(yàn)得知，灌漿后壩趾各部分平均透水率均低于3Lu，與合格標(biāo)準(zhǔn)（≤5Lu）完全相符。灌漿前后的物探成果對(duì)比分析顯示：灌漿后基巖波速有所提升，但由于灌漿前基巖波速已經(jīng)很高，所以灌漿帶來(lái)的增幅并不是很大，但實(shí)際水平已經(jīng)達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)（≥3000m/s）。

2.3 帷幕灌漿

2.3.1 施工思路

工程所處地區(qū)的地質(zhì)情況較為復(fù)雜，壩基與山體的防滲處理是工程的主要技術(shù)難點(diǎn)，設(shè)計(jì)過(guò)程中為此進(jìn)行了反復(fù)的研究，在充分借鑒成功經(jīng)驗(yàn)的前提下，結(jié)合工程的實(shí)際情況與具體要求，給出相應(yīng)的設(shè)計(jì)思路：帷幕灌漿以前，清理軸線區(qū)域內(nèi)的所有巖溶洞穴，然后向空腔中充填混凝土，在軸線巖體達(dá)到相應(yīng)的要求以后，再使用帷幕灌漿方法提高其防滲能力。

2.3.2 帷幕灌漿設(shè)計(jì)

采取回填或帷幕灌漿等方法對(duì)巖溶洞穴、裂隙等主要的滲流通道進(jìn)行封堵，有效控制來(lái)源于壩基或山體的滲流，進(jìn)而大幅減少實(shí)際滲漏量，并且還可以提升那些軟弱充填物的抗?jié)B能力，基巖帷幕灌漿如圖2所示。雖然工程地質(zhì)情況較為復(fù)雜，但工程仍然具有良好的封閉式防滲基本條件，所以可采取有效措施實(shí)現(xiàn)封閉式防滲。

2.3.3 施工技術(shù)的主要要求

帷幕灌漿按照“先灌注下游排、再灌注上游排、最后灌注中間排”的流程進(jìn)行，每一個(gè)孔都應(yīng)遵循“分序加密”的基本原則。工程使用XY-2鉆機(jī)鉆孔，先導(dǎo)孔的孔徑需保持在 91mm左右，下段孔徑 76mm。帷幕灌漿施工的常規(guī)孔孔徑 76mm，其下段孔徑 56mm，物探孔與質(zhì)檢孔的孔徑 76mm，孔深的控制標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

2.3.4 壓水試驗(yàn)

帷幕灌漿常規(guī)孔的壓水試驗(yàn)主要使用簡(jiǎn)易壓水方法，而先導(dǎo)孔、物探孔與質(zhì)檢孔的壓水試驗(yàn)則需使用單點(diǎn)法。灌漿之前試驗(yàn)的壓力通常為開灌壓力的80%，如果灌漿壓力超出1.0MPa，則應(yīng)按照1.0MPa的限度進(jìn)行控制；灌漿之后試驗(yàn)的壓力通常為最大灌漿壓力的80%，如果灌漿壓力超出2.0MPa，則應(yīng)按照2.0MPa的限度進(jìn)行控制。

2.3.5 帷幕灌漿效果評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)壓水試驗(yàn)、物探、質(zhì)量檢測(cè)、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)等結(jié)果的分析得知，在工程中合理運(yùn)用帷幕灌漿施工技術(shù)可以大幅提升基巖的穩(wěn)定性與整體性，并且灌漿后形成的帷幕體防滲性較好，局部最大透水率低于3Lu，與合格標(biāo)準(zhǔn)（≤5Lu）完全相符，帷幕總體具有良好的可靠性與防滲性。

結(jié)束語(yǔ)

從水利工程整體角度講，切實(shí)做好基礎(chǔ)施工，對(duì)于保證工程安全，提升工程質(zhì)量至關(guān)重要?；A(chǔ)灌漿作為一種較為常用的施工技術(shù)，需要根據(jù)工程中不斷積累的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新。由于工程的地質(zhì)情況大多復(fù)雜多變，灌漿施工的具體要求和目的也會(huì)有所不同，所以在實(shí)際情況中不能一味套用固定的模式和方法，需要施工人員根據(jù)工程需求制定相應(yīng)的技術(shù)方案。伴隨科技水平的不斷提高，水利行業(yè)應(yīng)高度重視灌漿技術(shù)的靈活性與適用性，在實(shí)踐中積累寶貴經(jīng)驗(yàn)，不斷創(chuàng)新技術(shù)，開發(fā)新技術(shù)，為水利工程效益的全面發(fā)揮提供可靠的技術(shù)支持。

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作者簡(jiǎn)介：曾自力（1961-）男；貴州湄潭人；大專；工程師；主要從事水利工作。