灌漿施工技術在水利水電工程中的應用之我見

王濟東+陳亥坊

摘要：灌漿技術憑借其成本低、施工速度快、安全可靠等特點，被廣泛應用于水利水電工程的施工處理中，灌漿施工技術的控制過程十分復雜。本文擬對水利水電施工中的灌漿施工技術進行探究，供參考。

關鍵詞：水利水電；灌漿；施工

灌漿施工技術在水利水電工程中具有十分重要的實際意義，它的控制系統(tǒng)十分的復雜，并且涉及到各個方面。

1 水利水電灌漿施工技術

水利水電工程的優(yōu)質建設是高效利用能源、潔凈、安全的優(yōu)質項目工程。其建設階段中，灌漿施工為主體技術之一，可發(fā)揮基體加固與安全防滲功能。

1.1 無塞灌漿施工技術

無塞灌漿施工是一種由上而下，往復循環(huán)、封閉孔口的施工方式。其顯著特征在于引入無塞技術，鉆設較帳幕灌漿口徑大76mm的孔洞，并用一根鉆桿取代原復雜塞，也可利用無縫鋼管完成射漿，并將相應孔隙用于回漿作用管路。完成各段灌漿施工后，可將鉆桿拔出，更換鉆具，并實施后續(xù)灌漿段孔洞鉆設及灌漿施工，該環(huán)節(jié)省略了待凝過程。該施工技術模式特征在于可令試驗環(huán)節(jié)持續(xù)時間有效縮短，提升施工建設效率。

1.2 混凝土裂縫施工灌漿技術

環(huán)氧灌漿施工技術對于泥凝土裂縫的良好修補完善具有科學可行性，并體現(xiàn)了經濟合理性。該施工技術為土木工程建設施工中的混凝土裂縫完善修補創(chuàng)設了良好的實踐方式途徑。水利水電工程利用該技術建設小型水壩，修補抗凍地面也可利用該技術提升施工建設效果。

1.3 誘導灌漿施工技術

水利水電工程灌漿規(guī)劃設計階段中，依據不同需求，應令條件設計不僅承擔泥土側壓力，同時應有效預防滲漏，提升灌漿帳幕建設質量。應科學規(guī)劃管理漿液實際流動范疇，進而有效合理的進行基礎工程加固。為滿足上述施工建設需求，誘導灌漿施工逐步形成。從宏觀角度來講，誘導灌漿施工還涵蓋電滲化學灌漿等，在施工建設階段中發(fā)揮了顯著應用效益。

1.4 高壓噴射灌漿技術

高壓噴射灌漿技術適用范圍廣，施工簡便，固結體形狀可以控制，原料廣闊、成本低廉，設備簡單、方便管理。在施工時只需要在土層中鉆一個孔徑為50mm或300mm的小孔，便可在土中噴射形成0.4～4.0m的固結體，施工上非常簡便。在噴射過程中，通過調整旋噴速度和提升速度，增減噴射壓力，可以更換不同孔徑噴嘴改變流量，依照工程的需要控制固體的形狀。噴射的漿液主要原料是水泥，很少使用到化學材料，有時候為了節(jié)約水泥用量，還可以在加入一定數量的粉煤灰，大大降低了注漿材料的成本，而且施工管理簡便。

2、控制灌漿質量的方法

控制灌漿質量的目的隨著水利工程的性質改變與設計施工的要求變化而改變。在灌漿質量控制的子系統(tǒng)中包括砂漿灌入的能力，可塑性大小與它的強度要求等主要參數?？刂乒酀{質量的方法：選擇灌漿材料使其能滿足預期的控制目標；協(xié)調各方面的關系，包括水文地質條件、溫度場、灌漿材料性質與施工工藝、壩堤基礎與混凝土的滲流場等因素。綜合分析選擇最優(yōu)的控制方法，同時還要參考以下幾種灌漿定理：

2.1尺寸效應定理。它是指滲透灌漿材料的顆粒大小d必須小于灌入縫內的縫隙Dp或者其中的孔隙大小介質R，因此稱之為灌漿的尺寸效應。當灌漿的漿液為粒狀時， 尺寸效應定理不僅控制它的滲流狀態(tài)，同時流變效應也對它產生影響。

2.2定向劈裂定理。在應用劈裂灌漿方式的方法進行灌漿的時候，在載體最小的主應力垂直面平上必然會首先出現(xiàn)劈裂現(xiàn)象。

2.3判別劈裂定理。數值法是我們判別灌漿載體發(fā)生水利劈裂的方法，同時也是我們判別劈裂灌漿法性質的主要依據。因此只要對鉆孔壓水試驗的結果進行可靠的分析，便可得出以下三類情況：一是流量大小與水頭變化呈正比關系，此時灌漿載體沒有發(fā)生水力劈裂，因為在裂隙中水是呈層流狀態(tài)的；二是流量大小與水頭變化呈平方根函數，此時，裂隙中填充的材料很可能被壓密實，還有可能是因為裂隙被堵塞，因此滲流會呈現(xiàn)出紊流狀態(tài)；三是流量的增長大小大于水流的增長大小，此時，可能是因為載體劈裂、填充物被沖走或者裂隙變形等因素造成滲流斷面擴張。

2.4吸滲反應定理。吸滲作用是指化學漿液在滲透低透介質時主要是運用自身對載體的濕潤能力與親和能力，而不是以前所謂的壓滲作用。我們用漿液與載體的接觸角來表示濕潤角，當漿液顯現(xiàn)出載體的潤濕相時，它們的接觸角θ>90°，同時產生的親和力F>0，吸滲作用顯而易見；當灌入漿液時要借助外力灌漿時，它們的接觸角θ<90°，不會產生吸滲作用。

3 灌漿施工順序及方法

3.1 施工順序

灌漿施工最為常見的施工順序分為以下幾種：分段式從下至上的灌漿順序；分段式從上到下的灌漿順序；一次性灌漿順序。

分段式從下至上的灌漿順序主要適合用于巖石完整且裂縫較小的灌漿孔。分段式從上至下的灌漿順序有較高的灌漿壓力，能夠有效地降低施工事故和提高灌漿質量，但是該方法的操作較為費時且施工設備移動頻率較為頻繁。一次性灌漿順序只適用在孔深小于10m的灌漿孔內，且只能用于巖土層裂縫較少或漏水較低情況中，否則就需采用分段灌漿順序進行施工操作。

3.2 灌漿方式

一般情況下灌漿方式分為循環(huán)式和純壓式兩種：所謂的純壓式指的是只能在巖石裂縫和所鉆孔洞內進行灌漿操作，并不能把多余漿液回收利用，因此，這種方式主要應用在孔深小與土層縫隙大的工程中，其缺點為易致使微細孔洞堵塞，因此在實際的工程建設中應用并不多。而循環(huán)式指的是所灌漿量超過孔槽吸漿量時，多出漿液可以再次回返到攪拌機內，進行多次利用，通常用于孔內和孔口兩種方式中，在該灌漿方法中，因為漿液始終流動，不僅能夠有效地降低顆粒沉淀現(xiàn)象發(fā)生的幾率，同時也能夠提高施工質量，因此，該方式的應用較為廣泛。

4 施工過程中應注意的問題

4.1 鉆孔施工

鉆孔時必須保證孔壁的垂直度和硬度，應卡緊灌漿塞，防止反漿現(xiàn)象的發(fā)生。與此同時，還應時刻關注帷幕灌漿孔深情況，當孔和孔間出現(xiàn)較近距離時，應做好相應的孔斜測試。除此之外，還應尤其注意鉆孔的順序，按照設計過程開展施工建設任務，從而達到降低誤差的施工效果。最后，還應做好壓水的試驗檢測工作，嚴控吸水率，保證吸水率符合設計要求。

4.2 沖洗施工

沖洗目的是清潔孔內的殘渣，提高巖石和漿液的膠結程度，在灌漿操作環(huán)節(jié)中，必須充分利用好高壓水，及時地沖洗灌漿部位，特別是應將其中的殘留填充物清潔干凈。在操作過程中需要注意沖洗的順序，應保證沖洗順序的科學性和合理性，建議先沖洗孔洞，然后沖洗巖層的縫隙，按照一次沖洗孔洞數量的情況，可以將沖洗分為單孔沖洗和群孔沖洗兩類。

總之，水利水電工程灌漿施工可謂構成復雜的控制模式體系，控制過程十分復雜。為此做好科學應用控制尤為重要，灌漿施工階段中應優(yōu)選標準參數，引入現(xiàn)代化控制方式、優(yōu)化管理手段，進而令灌漿隱蔽施工優(yōu)質可控，提升管理效益，良好地實現(xiàn)預期目標。

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