水利水電工程基礎灌漿中特殊地層的灌漿方法分析

摘 要：隨著水利水電工程數(shù)量及建設規(guī)模的逐漸增長，為基礎灌漿技術(shù)的進一步完善與優(yōu)化奠定了堅實的基礎，并使該項技術(shù)被廣泛應用大壩加固及防滲工程中。本文就基于此，對水利水電工程基礎灌漿中特殊地層灌漿方式進行相關(guān)研討，并以此充分發(fā)揮出灌漿技術(shù)的積極作用，促進水利水電工程穩(wěn)定有序建設。

關(guān)鍵詞：水利水電工程；基礎灌漿；特殊地層；灌漿方法

前言：灌漿技術(shù)作為水利水電工程中水工建筑地基處理及大壩加固防滲工作的重要組成部分，其實際應用的效率對工程整體質(zhì)量具有直接的影響。但就目前來看，在水利水電工程基礎灌漿工作中也經(jīng)常會遇到諸如大吸漿量地層、漏水通道以及巖溶地段等特殊地層，因此為保障基礎灌漿技術(shù)的高質(zhì)高效應用，需相關(guān)工作人員針對不同特殊地層特征應用不同的灌漿方式。

1、大吸漿量特殊地層灌漿方式

在裂隙巖層中應用灌漿技術(shù)，一般可在1至3小時內(nèi)結(jié)束灌漿。但有時也會遇到大吸漿量特殊地層，導致灌漿時間過長[1]。而造成大吸漿量地層的原因是其特殊結(jié)構(gòu)使得漿體從附近地層中冒出或沿著某通道流失。在大吸漿量特殊地層的灌漿作業(yè)中，相關(guān)工作人員需從以下幾個方面入手：

第一，降壓。利用低壓環(huán)境或自流式灌漿手段，待到裂縫填充滿或漿液流動性減弱的情況下，再逐漸升高壓力。

第二，限流。結(jié)合大吸漿量地層的實際特征，對漿液注入量進行嚴格的控制，并以此促進漿液的快速沉積，降低其吸漿量。

第三，濃漿。調(diào)整灌漿漿液配置比例，降低漿體自流性。

第四，添加凝劑。在配置灌漿漿液時加入適當劑量的凝劑，諸如水玻璃、氯化鈣等。

第五，間歇灌漿。在灌注期間結(jié)合特殊地層實際地質(zhì)情況以灌漿計劃合理安插間歇時間。通常情況下，間歇時間為2到8小時。

2、漏水通道灌漿方式

在水利水電工程實際施工期間，采用定向爆破法的堆石壩極有可能出現(xiàn)裂縫或特大裂縫。同時在可溶性巖石區(qū)域因溶溝過大也會導致大量漏水問題的發(fā)生。

2.1無水流作用大裂縫灌漿

在無水流作用漏水通道灌漿過程中，應首先采用濃漿及水泥砂漿、間歇灌注等方式進行灌漿。如果此三種方式未取得明顯效果，應使用定量灌漿或混合漿液的方式。其中，混合漿液中應包括水泥砂漿、水泥粘土漿、水泥粉煤等材料。

2.2有水流作用大裂縫灌漿

在有水流作用漏水通道注漿過程中，需要相關(guān)工作人員從以下幾個方面入手：

第一，配料。在漏水通道孔口處應用水泥沖關(guān)粗砂及礫石，并在無明顯效果后應用濃漿沖灌級配料。其中，配料的攪拌時間應結(jié)合具體漏水情況決定。

第二，模袋灌漿。模袋主要采用尼龍或聚丙烯等材料制成，并具有較高的強度。在灌漿壓力逐漸增高的情況下，模袋內(nèi)漿體水分會隨著模袋空隙流出，而水泥顆不會外漏[2]。以此降低灌漿漿體中的水灰比，提升灌漿固結(jié)強度及效率。同時，利用此種方式在水下分散性較弱，不會被水流沖失，因此適用于不同形狀及規(guī)模的溶洞中。

第三，雙漿灌注。雙漿灌注實質(zhì)屬于化學灌注，主要就是將水泥漿與速凝劑分別流入到混合裝置中，并在充分混合之后在流入到孔底。同時，為從根本上滿足水利水電工程的防滲要求，還需對漿體自身的擴散距離進行控制，提升各類資源利用率，保障的防滲體強度。合理控制漿液凝結(jié)時間，防止?jié){液凝結(jié)時間過短而造成的堵管問題。因此相關(guān)工作人員注重有效截水墻的構(gòu)建，結(jié)合施工現(xiàn)場額試驗中漿液比例、灌漿壓力及流量等參數(shù)數(shù)據(jù)，有效封堵漏水點。

3、冒水堵水灌漿方式

3.1漏水點集中灌漿

在正在冒水的情況下進行堵水灌漿作業(yè)也需結(jié)合漏水點的不同特征選擇不不同灌漿手段。具體而言，面對較大集中型漏水點時，需實際測量其出水流量，首先埋設孔口管，將水集中引到管中導出，將周圍可能冒水的縫隙或孔洞封堵好，最后從孔口管中進行反壓灌注。

3.2裂縫漏水灌漿

對于裂縫漏水灌注，可針對兩種情況選擇灌注方式：第一，冒水量較大的情況下，可首先鉆取與裂縫相較的深孔，預設孔口管，并將水從管中引出；其次，深孔周圍鉆取與裂縫相交的淺孔，埋上孔口管；此后，沿裂縫口鑿槽，利用棉紗及麻刀等材料封堵，并利用砂漿填槽；最后，對淺口處進行低壓灌漿，待到漿體凝結(jié)一段時間后，再對深孔進行高壓灌漿[3]； 第二，對于冒水較少的情況下，可事先沿裂縫鑿深為5至10公分的凹槽，并在凹槽底部鋪上鐵皮，埋設若干灌漿管。同時使用速凝砂漿將槽底填平，待到砂漿達到一定強度后，從裂縫低端向上依次灌漿。

4、承壓水條件灌漿

灌漿口出現(xiàn)承壓水具有兩種情況，第一：灌漿地層處于水壓較高的含水層中；第二：水庫已經(jīng)蓄水，并在低于水庫水位的洞中進行灌漿。

在承壓水條件下，所應用的灌漿手段主要以下幾種：第一，壓力屏障灌漿法。主要就是指在正常灌漿結(jié)束后將漿體濃度降低，并以此相同壓力進行循環(huán)灌注，防止以灌注漿液回流；

第二，閉漿法，主要就是指達到灌漿結(jié)束標準后，立即關(guān)閉回漿管閥門以及進漿管閥門，并使得灌入漿液處于受壓狀態(tài)。一般情況下，閉漿的時間為6到8個小時；

第三，化學灌注法。上述做法依然達不到理想效果時，可采用化學灌注法，將灌漿孔段的注入率降低。其中化學溶液會在巖石內(nèi)很快凝結(jié)，并以此將細小裂縫注滿。值得注意的是，在使用化學灌注法時，應防止化學溶液對外界環(huán)境造成的污染。

5、巖溶特殊地層灌漿

巖溶特殊地層的灌漿應參考諸多此類的工程案例設定施工及灌漿計劃，其中，巖溶地區(qū)填充物情況也應在受到相關(guān)施工人員的高度重視。

5.1無填充物灌漿

在巖溶無填充物情況下，需注重以下幾點灌漿操作方式：第一，針對大空洞巖溶，可采用回填高流態(tài)的混凝土，且混凝土骨料得粒徑應小于20mm。巖溶發(fā)育較深則可采用溜槽、導管灌注的方式，避免混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)分離；第二，針對空洞較大的巖溶結(jié)構(gòu)，可采用擴大灌注孔徑法，往孔內(nèi)投入粒徑小于40mm的碎石，并在填滿后注入水泥砂漿。最后待到3小時后，再一次進行簡易壓水；第三，對于空洞較小的巖溶，可灌注水泥砂漿及其他混合漿液，在灌注3小時后重新進行掃孔、壓水等流程。

5.2有填充物灌漿

在巖溶有填充物情況下，也需采用適當?shù)墓嘧⑹侄危旱谝唬邏汗嘧⒎?，采用不沖洗高壓水泥灌注漿體灌注，并利用高壓灌注法建填充物壓實，以此提升其自身的抗?jié)B透性；第二，高壓旋噴灌注法。利用鉆機將帶有特殊噴嘴的灌漿管鉆進土層預定裝置后，用高壓脈沖泵將水泥漿液通過噴射裝置噴射，并噴射入周圍土體，借助流體沖力切削土層，最后完成高效的灌注；第三，花管灌注。在含沙量較大的巖溶地帶無法使用高壓灌注手段，因此可將花管埋設到土層之內(nèi)，將漿液通過較大壓力射入到土層之中，或?qū)⑻畛湮飰簩?，降低其自身水分，以實現(xiàn)壓實填充物的目的，使水利水電工程達到良好的灌注效果。

總結(jié)：總而言之，由于水利水電工程的快速發(fā)展，其在基礎灌漿工作中也勢必會遇到不同的特殊地層。因此為從根本上提升灌漿技術(shù)的應用效率及質(zhì)量，相關(guān)工作人員就應結(jié)合特殊地段中存在的差異性，應用不同的灌漿技術(shù)，并使其達到預期灌漿效果，保障水利水電工程質(zhì)量，提升水利水電工程使用期間的經(jīng)濟效益及安全效益。

參考文獻：

[1]梁恒波. 水利水電工程基礎灌漿中特殊地層的灌漿方法探討[J]. 四川水泥，2018（01）：273.

[2]韋世新. 水利水電除險加固工程基礎灌漿中特殊地層的灌漿方法[J]. 建材與裝飾（中旬刊），2012（07）：179-180.

[3]白生貴. 淺談基礎灌漿在水利水電工程特殊地層中的灌漿方法[A]. 《建筑科技與管理》組委會.2016年5月建筑科技與管理學術(shù)交流會論文集[C].《建筑科技與管理》組委會：，2016：3.

作者簡介：

程長勛（1973-），男，助理工程師，大專，從事水利水電工程施工工作。