水利工程巖溶區(qū)基礎(chǔ)灌漿技術(shù)探討

涂順華

(信陽市江淮水利水電工程建設(shè)監(jiān)理站， 河南 信陽 464000)

1 引言

水利工程基礎(chǔ)處理是根據(jù)建筑物對地基的要求，采用特定的技術(shù)手段，來減少或消除地基的某些天然缺陷，改善和提高地基的物理力學(xué)性能，使地基具有足夠的強(qiáng)度、整體性、抗?jié)B性及穩(wěn)定性，以保證工程的安全可靠和正常運(yùn)行。巖溶區(qū)基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)在水利工程項(xiàng)目建設(shè)中的應(yīng)用，對于提升水利工程項(xiàng)目建設(shè)施工質(zhì)量有著積極影響。為了將水利工程項(xiàng)目建設(shè)應(yīng)用價(jià)值更為良好地呈現(xiàn)出來，一定要不斷地加強(qiáng)巖溶區(qū)基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)的研究力度，將該施工技術(shù)更好的與現(xiàn)代水利工程項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)行融合，為水利工程項(xiàng)目的進(jìn)一步發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

2 巖溶區(qū)基礎(chǔ)灌漿技術(shù)

巖溶區(qū)基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)是水利工程項(xiàng)目建設(shè)施工中難度較高的技術(shù)之一，采用的基礎(chǔ)灌漿技術(shù)中包含了限流、降壓、多次灌漿等方式，可以有效處理巖縫吸漿跑漿等水利工程項(xiàng)目建設(shè)施工中存在的難題，可以降低水利工程項(xiàng)目建設(shè)施工成本投入，縮減人力、物力資源的投入，還可以強(qiáng)化工程項(xiàng)目建設(shè)施工質(zhì)量。但是對巖溶區(qū)基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)應(yīng)用一定要結(jié)合水利工程項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)際情況，不可生硬采用普通基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)，要保證施工技術(shù)應(yīng)用的靈活性和科學(xué)性[1～5]。

2.1 巖溶區(qū)巖縫吸漿跑漿時(shí)灌輸方式

巖溶區(qū)水利工程基礎(chǔ)巖縫灌漿，可能會(huì)出現(xiàn)機(jī)械設(shè)備灌入的水泥漿液從附近地表的其它位置流出，或者從某一固定位置慢慢的流失等巖縫吸漿、跑漿情況，通常在1～3 h內(nèi)會(huì)發(fā)現(xiàn)。巖縫吸漿、跑漿導(dǎo)致灌漿時(shí)間較大程度的延長，施工難度加大，水利工程基礎(chǔ)地段牢固性較低，技術(shù)人員必須要及時(shí)采取有效措施進(jìn)行處理。在灌漿開始時(shí)可限制注入量≤15 L/min，目的是對水泥漿流失情況進(jìn)行控制，同時(shí)還可以使得水泥漿快速沉積，直到水泥漿注入率降低以后，再對注漿壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，使注漿壓力提升到15 L/min以上，保持灌漿率直到水泥注漿量達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后結(jié)束注漿工作，這樣不僅可以提升注漿成效，同時(shí)還可以降低水利工程項(xiàng)目建設(shè)成本投入。

為避免巖縫大量吸漿跑漿情況出現(xiàn)，還可采取降壓處理的方式讓灌注漿液自行流動(dòng)，等到水泥漿初凝后再逐步加大水泥漿注入量和灌漿壓力，也可采用多次灌漿和間歇性灌漿方式將固定時(shí)間內(nèi)的水泥漿注入量作為施工參照標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，等到灌漿達(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)后便立即停止灌漿施工，時(shí)間間隔需要進(jìn)行嚴(yán)格控制。間歇性灌漿施工方法應(yīng)用需要具備一定的理論技術(shù)支撐，時(shí)間間隔也需要結(jié)合水利工程項(xiàng)目建設(shè)實(shí)際需求而確定，通常情況下時(shí)間間隔應(yīng)控制在8 h范圍內(nèi)。

2.2 巖溶區(qū)基礎(chǔ)灌漿施工

巖溶區(qū)基礎(chǔ)灌漿技術(shù)要依據(jù)勘探、試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合以往工程案例，依靠施工技術(shù)人員施工經(jīng)驗(yàn)，判斷巖溶深淺，確定規(guī)模大小來制定具體的施工方案。技術(shù)人員在對巖溶進(jìn)行處理的過程中，為保證填充物的密實(shí)性，通常會(huì)采用高壓水泥灌漿施工方式，這種施工處理可以較大程度地提升水利工程地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和抗?jié)B漏性能。高壓灌漿施工技術(shù)還兼有劈裂的功能，水泥漿可呈現(xiàn)帶狀特點(diǎn)在巖溶層中穿插，在水利工程地基基礎(chǔ)中可以形成網(wǎng)格狀的包裹，從而建設(shè)一道良好的保護(hù)隔離帶，進(jìn)一步加強(qiáng)水利工程基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

在淺層含泥的巖溶區(qū)域進(jìn)行基礎(chǔ)灌漿施工時(shí)，需要將巖溶填充物挖除處理，然后再應(yīng)用水泥材料對其進(jìn)行回填，最后有序開展基礎(chǔ)灌漿施工工作。與其它條件的灌漿施工相比較，含有填充物巖溶區(qū)域灌漿施工消耗的人力、物力資源較多，施工技術(shù)人員在水利工程基礎(chǔ)灌漿施工中如果遇到這一情況要妥善處理，嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。

深層巖溶地段基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)難度較大，如果巖溶埋深程度超過了50 m，那么該區(qū)域基礎(chǔ)灌漿施工就屬于深層巖溶灌漿施工。深層巖溶因?yàn)槁癫厣钊胼^大，厚度較大，所以該區(qū)域采取常規(guī)性的灌漿施工方式是不合理的，可以應(yīng)用基礎(chǔ)灌漿施工方式對四周進(jìn)行灌漿，使得巖溶中的填充物在水泥漿液的作用下可以承受較大程度的擠壓，最終達(dá)到硬化穩(wěn)定的要求。

2.3 巖溶區(qū)溶洞的處理

溶洞處理的方法可采用沖填砂和壓力灌注低標(biāo)號砂漿或注漿管注漿相結(jié)合的處理方法，使洞內(nèi)充填物與洞外介質(zhì)固結(jié)成為一個(gè)整體，對需要處理的溶洞，按充填情況可分為全填充、半填充及未填充3種類型。一般情況下，淺層土溶洞為全填充，深層溶洞為半填充，埋藏較深的溶洞，不能用爆破或填充混凝土等一般方法處理，有效的處理方法是灌漿法，回填砂及碎石等施工方法進(jìn)行溶洞壓密加固處理。注砂漿法、回填砂或碎石處理后必須還進(jìn)行注漿處理，采用壓力注漿的方法進(jìn)行填充加固，注漿壓力從低到高、間歇、反復(fù)壓漿。通過高壓注漿，使填充物被壓潰、劈裂、擠壓、水化、置換等物理填充和化學(xué)填充作用，達(dá)到封堵溶縫隔絕水源，并將填充物轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢◤?qiáng)度的結(jié)石體或硬塑土。

巖溶注漿及遇溶洞處理施工整體上原則是：施工順序先外后內(nèi)，先下后上。針對巖層裂隙發(fā)育地段，須將漿液由稀到濃進(jìn)行注漿，如遇溶洞，則按溶洞大小施工順序先填充大溶洞，后填充小溶洞。填充材料施工順序：首先填充砂后注漿加密填充，注入量控制先大后小，注漿壓力控制先小后大。施工前先做止?jié){帷幕，再處理中間區(qū)域，其次中間區(qū)域設(shè)計(jì)鉆孔應(yīng)跳躍施工，以防止跑漿，竄漿現(xiàn)象，再次應(yīng)先對無填充、半填充溶洞填砂處理，最后再進(jìn)行其他溶洞注漿填充處理。

3 巖溶區(qū)水利工程基礎(chǔ)漏水灌漿處理

水利工程項(xiàng)目建設(shè)地址選擇在了可溶性巖石區(qū)域，施工階段出現(xiàn)嚴(yán)重漏水情況，很有可能遇到喀斯特溶洞及容溝，如果采取常規(guī)的灌漿施工方式，不僅取得的施工成效不夠理想，同時(shí)也需要消耗較大的成本，必須要考慮采取其它灌漿施工方式進(jìn)行處理[6,7]。

水泥砂漿間歇灌漿處理。有水流作用的大裂隙、孔洞可在孔口用稠水泥漿沖灌粗砂和礫石，若灌注一段時(shí)間后仍無效果，再改用濃漿沖灌級配粒料，配料時(shí)可先攪拌成一定稠度的混合物從孔口倒入，等灌滿后用常規(guī)方法進(jìn)行灌漿處理。

模袋灌漿技術(shù)處理。模袋是一種強(qiáng)度性能良好的紡織品，材料大多是由尼龍、聚酯或聚丙烯等材料用特殊的紡織工藝織成，織物強(qiáng)度高，具有良好的抗磨性能。應(yīng)用模袋灌漿施工技術(shù)，在灌漿壓力作用下，漿液中的水分會(huì)在壓力下滲流出去，但是水泥漿液中的沙石顆粒卻會(huì)留于模袋中，水泥漿液在模袋中凝固，在水下不離散，水流較大時(shí)不會(huì)被沖失，模袋在灌注壓力作用下能產(chǎn)生膨脹變形，可膨脹堵塞不同形狀的溶洞。施工時(shí)先往袋內(nèi)灌注水泥漿、砂漿或混凝土，然后將灌滿水泥漿、砂漿或混凝土的模袋經(jīng)洞口投入，模袋達(dá)到一定數(shù)量后，再進(jìn)行灌漿處理。

化學(xué)漿液混合速凝灌漿處理。把濃水泥漿和水玻璃等速凝劑混合后，在速凝前灌注到孔底，混合物到達(dá)地層會(huì)被沖走，如何有效地控制灌漿形成有效的堵水對巖溶地區(qū)灌漿非常關(guān)鍵，因此需要通過現(xiàn)場的試驗(yàn)來確定混合漿液灌漿中的漿液比例、灌漿壓力、灌漿流量等施工參數(shù)?？刂茲{液的擴(kuò)散距離，漿液既不能被水沖離擴(kuò)散造成材料浪費(fèi)，又不能因漿液擴(kuò)散范圍太小使防滲體強(qiáng)度不夠。

4 結(jié)語

為強(qiáng)化巖溶區(qū)水利工程地基基礎(chǔ)的安全性，保證巖溶區(qū)水利工程地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量，施工單位一定要結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行分析，并且結(jié)合以往成功的巖溶區(qū)水利工程地基基礎(chǔ)施工案例，對巖溶區(qū)基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)和弊端進(jìn)行全面掌控，從而保證水利工程地基基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)優(yōu)勢可以更好地發(fā)揮出來，巖溶區(qū)基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)可以在提升工程施工質(zhì)量的同時(shí)降低資源應(yīng)用程度，對于促進(jìn)水利工程項(xiàng)目建設(shè)發(fā)展有著積極作用。