大壩壩基固結灌漿施工技術探討

□吳小毛（江西省河道湖泊管理局）

大壩壩基固結灌漿施工技術探討

□吳小毛（江西省河道湖泊管理局）

固結灌漿技術常用于水電工程破碎巖體的綜合處理,可以有效地提高巖體的強度、完整性及滲透性能，因此固結灌漿對大壩的正常運作有著非常重要的影響，為了確保大壩的運行效果，應不斷加強壩基的固結灌漿施工技術的質量。文章結合具體的大壩壩基施工實例，簡要探討壩基固結灌漿技術的具體施工過程，希望能對類似工程起到借鑒作用。

大壩壩基；固結灌漿技術；施工技術

1 引言

固結灌漿技術主要是指將水泥漿液通過鉆孔壓入到巖層的裂縫之中，在水泥漿液凝結之后即可對巖層的整體硬度起到提高的作用。固結灌漿施工是針對巖石施工中整體性和抗?jié)B性進行操作的。在水利工程中采用固結灌漿技術可以有效地提高壩基的強度和穩(wěn)定性，因此在水利工程中得到了非常廣泛的應用。固結灌漿技術對大壩的正常運作有著非常重要的影響，為了確保大壩的運行效果，應不斷加強壩基的固結灌漿施工技術的質量。筆者結合具體的大壩壩基施工實例，簡要探討壩基固結灌漿技術的具體施工過程。

2 工程概況

桐溪坑攔河壩座落在德興市境遇內,工程等別為Ⅳ等,主要建筑物翻板壩和放空閘、人行便橋為4級建筑物,設計洪水標準為20 a一遇，校核洪水標準為50 a一遇,施工導流為5級建筑物,其設計洪水標準為5 a一遇。桐溪坑壩址設在桐溪坑支流出口上游。桐溪坑支流出口上游河道寬度約130 m，壩址外河道寬度139 m，河床平坦。桐溪坑壩址處左右現(xiàn)狀防洪堤為重力式防洪墻，墻頂(地面)高程為45.06 m，墻后地面高程為44.00 m。溪坑攔河壩基礎座落于強風化砂巖(泥巖)上，巖石層理發(fā)育，巖石呈層狀產出，物理力學性質較差。壩基表部巖石屬中等透水層，巖石透水率為14.90～33.80 Lu，相對不透水層(q≤5 Lu)頂板埋深在基巖面以下9.80～22.10 m。工程對攔河壩基礎進行固結灌漿處理。

3 灌漿材料

3.1 水泥

在本工程中進行灌漿施工采用的水泥為普通硅酸鹽水泥。如表1所示為水泥的技術指標要求。水泥應滿足新鮮不結塊的要求。進入施工現(xiàn)場的水泥應對其強度等級和細度進行抽樣檢查。水泥存放時間應控制在3個月以內，存放過久的水泥不得使用。

表1 水泥的技術指標要求表

3.2 水

灌漿施工所采用的水應滿足拌制混凝土用水的要求，并且水溫應控制在40℃以內。

3.3 摻和料、外加劑

在灌漿施工中，應根據(jù)工程的具體情況添加合適的摻和料和外加劑。對于摻和料和外加劑的最優(yōu)摻量應通過相關試驗進行確定。

4 固結灌漿施工工藝

4.1 固結灌漿施工工藝流程

在本工程中進行大壩壩基的固結灌漿施工，其具體的施工工藝流程如圖1所示。

圖1 固結灌漿施工工藝流程圖

4.2 預埋管和鉆孔

在灌漿施工之前，應根據(jù)施工圖紙中灌漿孔位置的要求進行預埋管。本工程所采用的預埋管為直徑50 mm的鐵管。鐵管應埋設在墊層混凝土之內，在鉆孔施工時應在預埋管中進行。本工程進行鉆孔施工所采用的機械為YT-28型風鉆機，鉆孔的孔徑控制在42 mm。在鉆孔施工中，應嚴格按照規(guī)范和設計的要求進行，其中重點應控制孔深、孔位以及孔向。根據(jù)要求，孔底的偏差應控制在1/40孔深。

4.3 沖洗及壓水試驗

沖孔采用的高壓皮管長度為3/4寸。采用高壓風水聯(lián)合對孔壁進行沖洗。通過沖洗將孔內的沉渣徹底沖洗干凈，接著對鉆孔的實際深度進行測量。當沖孔施工結束之后，再次采用灌漿機對裂隙進行沖洗。洗孔采用脈動式，一般沖洗至回水澄清，并延續(xù)10 min的時間即可。沖洗的壓力通常應控制在灌漿壓力的80%，并且不得超過1 MPa。壓水試驗采用單點法。流量穩(wěn)定標準為10%。

4.4 灌漿

在本工程中進行灌漿施工采用孔內循環(huán)法，全孔一次性的純壓式灌漿。在灌漿施工過程中，進口基礎固結灌漿應在所在部位混凝土蓋重后，并且強度達到50%后開始施工。灌漿施工應遵循環(huán)間分序、環(huán)內加密的原則。環(huán)間則分兩個次序進行。灌漿施工中應嚴格按照設計要求確定固結灌漿壓力，在具體施工過程中，應通過現(xiàn)場生產試驗確定壓力，并進行適當?shù)恼{整。

漿液所采用的水灰比應遵循由稀到濃的原則。開罐時，水灰比應控制在5∶1。之后則應按照5∶1、4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1逐級變濃。當灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時，或當注入率保持不變而灌漿壓力持續(xù)升高時，不得改變水灰比。當某一比級注入率已經達到300 L以上，或者灌漿的時間達到1 h，當時灌漿壓力和注入率均沒有出現(xiàn)較為明顯的變化時，應對漿液的水灰比進行調整，一般應提高水灰比。當注入率超過30 L/min時，應根據(jù)工程的具體情況確定漿液的濃度。

在固結灌漿施工過程中，應安排專人對施工質量進行檢查。如果在施工過程中發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)串漿的問題，應及時將灌漿串孔封堵住，并對灌漿孔單獨進行灌漿施工。當灌漿施工完成之后，應及時將串漿孔內的漿液清除干凈，在灌漿孔清洗完成之后再次對該孔進行灌漿處理。如果在灌漿施工過程中由于其他原因出現(xiàn)中斷時，應及時排除原因盡快恢復灌漿施工。如果灌漿施工中斷的時間超過30 min，則應對灌漿孔進行處理直至達到原孔深處，之后再次重新進行灌漿施工?；謴凸酀{時，開始應采用最大水灰比的漿液進行灌漿。如果發(fā)現(xiàn)吸漿量與中斷之前相似，則可以采用中斷前的灌漿水灰比進行灌漿施工。如果吸漿量比中斷前相差較多時，并在在短時間內停止吸漿，則可以判定該灌漿孔的灌漿施工不合格，此時應重新鉆孔進行灌漿施工。

在灌漿施工中，應遵循相關的灌漿結束標準。本工程灌漿施工的結束標準為：當注入率≤0.40 L/min，并且繼續(xù)灌漿30 min即可結束灌漿施工。當灌漿施工完成之后，應及時采用導管注漿封孔法對鉆孔進行封堵。

4.5 固結灌漿質量檢查

當灌漿施工完成之后，應對灌漿施工的質量進行檢查。本工程采用壓水試驗。在該部位灌漿施工完成3-7 d之后，應按照相關的要求進行壓水試驗。根據(jù)設計和規(guī)范要求，檢查孔的數(shù)量應控制在灌漿孔總數(shù)的5%以上，其孔段的合格率應控制在80%以上。不合格孔段的透水率值不得超過設計規(guī)定值的50%，并且不得集中，這樣即可認為灌漿質量滿足相關要求。如果經過質量檢查，灌漿施工不滿足質量要求，則應及時采取相關的措施進行處理。

4.6 施工質量控制措施

在灌漿施工之前，應組織相關人員進行技術交底工作，相關人員應進行崗位技術培新，考核合格者方可上崗。

施工現(xiàn)場應實行旁站監(jiān)控措施，如有發(fā)現(xiàn)問題應及時采取措施進行處理。施工現(xiàn)場應做好相關的施工記錄工作，并及時將施工資料整理出成果。對于灌漿已完成的情況進行評價，對于不合適的工序及時進行調整。

5 結語

結合以往工程實踐經驗，針對于裂隙發(fā)育的壩基，采取固結灌漿處理可以有效提高壩基的強度和穩(wěn)定性。文章結合桐溪坑攔河壩工程，針對該工程壩基力學性質較差特點，對基礎采取固結灌漿處理。從本工程實施效果表明，固結灌漿處理后的壩基，經檢測其承載力得到有效提高，充分證明該處理方案的可行性，可為同類工程提供參考借鑒。

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[4]周素麗，許常玉，張曉明.小灣水電站壩基固結灌漿施工質量控制[J].水利水電施工，2012（10）：292-295.收稿日期：2016-07-29

（責任編輯：劉 青）

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