水利工程中壩體劈裂灌漿施工技術(shù)探討

王婷 顧杰

摘要：在水利工程中，壩體劈裂灌漿施工技術(shù)不僅應(yīng)用頻率越來(lái)越高，而且其重要性日益凸顯。壩體劈裂灌漿施工的目的在于提高壩體質(zhì)量，避免出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，提高壩體填筑材料的密實(shí)性。為了合理使用壩體劈裂灌漿施工技術(shù)，就需要掌握其施工原理，了解具體的應(yīng)用步驟，方可有效提高施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水利工程；壩體劈裂灌漿；施工技術(shù)

引言

隨著水利工程不斷發(fā)展，建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，其對(duì)我國(guó)壩體施工技術(shù)提出更加嚴(yán)格的要求。由于一些壩體在長(zhǎng)期使用的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)程度各異的漏水現(xiàn)象，因此，有必要加強(qiáng)劈裂灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用，有效解決漏水問(wèn)題。實(shí)踐證明，使用劈裂灌漿施工不僅可以達(dá)到有效的防滲效果，還可以提高壩體質(zhì)量。

一、劈裂灌漿施工原理

劈裂灌漿施工主要以灌漿為主，可以提高壩體的抗?jié)B性能，穩(wěn)固壩體，在水利工程等項(xiàng)目中多有涉獵。劈裂灌漿施工包含的內(nèi)容與理論知識(shí)比較多，具有很高的技術(shù)含量。進(jìn)行劈裂灌漿施工設(shè)計(jì)時(shí)，需要明確灌漿目的，結(jié)合壩體所在實(shí)際位置，通過(guò)詳細(xì)勘察后，再制定灌漿方案。

劈裂灌漿施工通常是根據(jù)土體水利劈裂的原理，利用最小主應(yīng)力面和堤軸線方向一致的規(guī)律順堤向布孔，在灌漿壓力下以適宜的泥漿液為能量載體，從而保證壩體的裂縫和縫隙得到有效的填充[1]。灌漿所采用的材料多為泥漿，其不僅可以提高密實(shí)度，還有很好的加固作用。進(jìn)行劈裂灌漿施工時(shí)，需嚴(yán)格按照順序進(jìn)行操作。由于灌漿工程需要設(shè)置相應(yīng)的孔，因此，灌漿之前，可以將灌漿孔設(shè)置在土壩軸線或在軸線附近，穿過(guò)滲漏部位，再進(jìn)行重復(fù)的灌漿，確保每一個(gè)灌漿孔都能夠有足夠的漿液。當(dāng)孔中充滿(mǎn)漿液后，要施加一定的壓力，保證土體能夠有裂縫，使灌漿能夠進(jìn)入其中。該裂縫的位置和方向是順壩軸線方向延伸，這樣就可以保證每一道裂縫互為聯(lián)系，形成統(tǒng)一的整體，在進(jìn)行充分的灌漿操作后，等待漿液凝固，就可以提高壩體的牢固性。

劈裂灌漿技術(shù)常用對(duì)壩體的加固操作之中，不僅效率高，而且可以節(jié)省成本，容易操作。劈裂灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，在操作的過(guò)程中，需嚴(yán)格掌握相應(yīng)的施工要點(diǎn)，使灌漿能夠更加到位[2]。

二、劈裂灌漿施工技術(shù)應(yīng)用

1.做好灌漿施工準(zhǔn)備

由于劈裂灌漿施工需要連續(xù)不斷進(jìn)行，這就需要提前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備，不打無(wú)把握之仗。要加強(qiáng)對(duì)各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備的檢查，做到全面、細(xì)致，確保設(shè)備能夠正常操作。要選擇足夠數(shù)量的料場(chǎng)土料，充分滿(mǎn)足灌漿需求。提前選好水源，保證劈裂灌漿施工可以獲取充足的水分。

2.鉆孔

在劈裂灌漿施工中，鉆孔施工是一項(xiàng)很重要的內(nèi)容。鉆孔所使用的設(shè)備是回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，使用該設(shè)備時(shí)，要保證鉆孔的孔徑在75mm左右，鉆孔開(kāi)孔位置與設(shè)計(jì)位置偏差不宜過(guò)大。在進(jìn)行施工時(shí)，要避免孔發(fā)生傾斜，采取有效的預(yù)防措施。要對(duì)孔斜進(jìn)行測(cè)量，保證孔底偏斜率不應(yīng)超過(guò)1.5%。鉆孔的要穿過(guò)待注漿地層并進(jìn)入下部地層1.0～2.0m。選定部分序孔作為向?qū)Э?，采用芯樣、劃分層位，保證深度足夠深，以超過(guò)墻體深度為宜，間距不宜過(guò)大，也不可太近。進(jìn)行鉆孔的過(guò)程中，要隨時(shí)觀察孔的位置和深度等指標(biāo)，及時(shí)對(duì)其變化進(jìn)行記錄，還要確定地層的變化，減少漿液漏出的情況[3]。

在進(jìn)行鉆孔和注漿時(shí)，要合理埋設(shè)孔口管，避免孔口出現(xiàn)塌陷，或者漿液返回的問(wèn)題。孔口管要分擔(dān)一部分注漿壓力，穩(wěn)固地層，避免出現(xiàn)裂縫。要保證漿液不會(huì)溢出，可增加一定的壓力，保證漿液迅速固結(jié)。當(dāng)壓力逐漸減小后，漿液的固結(jié)速度會(huì)進(jìn)一步加速，提高其密實(shí)性。根據(jù)注漿壓力和地層性質(zhì)，確定是否要加大孔口管的深度。如果是粘性土質(zhì)，就可以適當(dāng)加深孔口管深度，利用粘結(jié)力避免出現(xiàn)漿液溢出的情況。如果地層比較松散，在壓力較大的情況下，要提前挖出一定深度的坑，將孔口管下伸一部分，再利用粘性土質(zhì)夯實(shí)孔口管四周，提高其密實(shí)性。

3.護(hù)壁管的設(shè)置

護(hù)壁管的設(shè)置目的是避免堤頂提前劈裂，提高灌漿質(zhì)量，避免漏漿。護(hù)壁管的材質(zhì)一般是鋼材質(zhì)，保證管沒(méi)有縫隙。在進(jìn)行設(shè)置時(shí)，首先要將管材以懸吊的方式放入到孔中，保證口的上端與地面保持1m左右的距離時(shí)，再用布將護(hù)壁管纏繞，緩緩進(jìn)行放置。然后還要再用布對(duì)孔口進(jìn)行封堵，填土，壓實(shí)，保證漿液不會(huì)冒出。

4.制漿和灌漿

制定注漿漿液時(shí)，可采用攪拌機(jī)作為制漿工具，對(duì)泥漿隨時(shí)進(jìn)行測(cè)定，保證泥漿密度和漿液的比例合理，符合設(shè)計(jì)要求。在壩體劈裂之前，要采用濃度較低的漿液灌注；壩體劈開(kāi)后，再用濃度較高的漿液。灌漿時(shí)，要選擇粘性土，如果沒(méi)有，就要選擇粉質(zhì)壤土。

要采用循環(huán)式劈裂灌漿手段，保證漿液順利灌注?？稍谔坠茼敳考釉O(shè)漿管，這樣就可以應(yīng)對(duì)較大的壓力，使?jié){液的流動(dòng)速度加快，避免出現(xiàn)沉淀。灌漿的先后順序是濃度較低灌漿放在首位，然后再進(jìn)行濃漿灌注，要有一定的灌注順序，加大重復(fù)力度，保證孔內(nèi)充分有漿液，對(duì)漿液的量進(jìn)行嚴(yán)格控制。在進(jìn)行施工時(shí)，要保證注漿管與鉆孔底部有一定距離。噴出漿液時(shí)，要利用灌漿泵。為了保證泥漿順利進(jìn)入到壩體內(nèi)，一般要在孔的底部施加一定的壓力，保證壩體劈裂，這樣就可以實(shí)現(xiàn)注漿劈裂操作。在全孔灌注的情況下，漿液會(huì)從底部流出，從壓力大的位置流向壓力小的位置。每次灌漿完畢后，要適當(dāng)活動(dòng)一下注漿管，避免孔底的漿液堵塞，或者出現(xiàn)漿液溢出的情況[4]。

5.終灌與封孔

在進(jìn)行重復(fù)多次的漿液關(guān)注后，要保證漿體帷幕厚度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)20cm。如果各孔不再允許漿液進(jìn)入連續(xù)超過(guò)三次，或者漿液溢出現(xiàn)象連續(xù)出現(xiàn)三次，就可以不必再操作。進(jìn)行封孔時(shí)，要將注漿管插入到孔的底部，以置換的方式保證濃漿能夠全部填滿(mǎn)孔。封孔操作要保證以?xún)纱螢橐耍@樣就可以提高注漿質(zhì)量。

三、需要注意的問(wèn)題

1、對(duì)孔口漿液溢出的問(wèn)題處理

如果孔口有漿液溢出，可以采取回填黏土的方法提高密實(shí)性，或者在黏土中加入適量水泥，保證外壁和孔壁之間沒(méi)有間隙。如果不是在孔口，而是在其他部位出現(xiàn)漿液溢出，可以采取限流、限壓及嵌縫等方法進(jìn)行處理。

2、串漿處理

如果兩個(gè)位置比較近的孔漿液溢出，就可以說(shuō)明劈裂已經(jīng)形成，是典型的串漿現(xiàn)象，為了避免繼續(xù)串漿，一方面要利用止?jié){塞堵住溢出漿液的孔，另一方面要繼續(xù)注漿；或者直接將注漿孔和冒漿孔以并聯(lián)的方式處理，同時(shí)進(jìn)行注漿。

3、隆起處理

在注漿的過(guò)程中，一旦出現(xiàn)地層隆起的情況，首先是因?yàn)閴误w產(chǎn)生劈裂，在壓力的影響下，底層就會(huì)出現(xiàn)隆起的情況。在處理時(shí)，要考慮到注漿的量控制，對(duì)壓力進(jìn)行合理限制，避免出現(xiàn)壓力過(guò)大的情況。還有一種情況是在注漿過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生較大的壓力，這一壓力會(huì)對(duì)濕陷性大的土體造成擠壓，導(dǎo)致土體隆起。一旦發(fā)現(xiàn)這種情況，就要及時(shí)調(diào)整壓力[5]。

四、灌漿效果檢測(cè)

在灌漿過(guò)程中，由于許多操作的隱蔽性較強(qiáng)，因此，必須要對(duì)其進(jìn)行全面的檢查，保證質(zhì)量符合要求。對(duì)灌漿現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，保證現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境安全，排除安全隱患。加強(qiáng)對(duì)巖土水體的檢查，以及其所發(fā)生的變化。對(duì)地質(zhì)條件較差的部分進(jìn)行檢查，或者對(duì)不確定質(zhì)量的灌漿路段進(jìn)行檢查，可采用壓水、注水等方法對(duì)流量等數(shù)值進(jìn)行測(cè)定。進(jìn)行鉆孔監(jiān)測(cè)時(shí)，要通過(guò)抽樣調(diào)查的方式對(duì)比觀察巖芯，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)巖芯的物理力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行全面分析和監(jiān)測(cè)，客觀評(píng)測(cè)灌漿效果。

結(jié)束語(yǔ)

總之，在水利工程中，壩體劈裂灌漿施工技術(shù)的重要性不言而喻。本文通過(guò)分析該技術(shù)的原理、應(yīng)用、需要注意的問(wèn)題和效果監(jiān)測(cè)，旨在說(shuō)明劈裂灌漿施工越合理，就越可以給壩體質(zhì)量提供充分保障。

參考文獻(xiàn)

[1]趙華林.探討水利水電工程中灌漿施工技術(shù)的要點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)[J].智能城市，2018，4（16）：129-130.

[2]余先雨.水利工程中基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用探究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（22）：116-117.

（作者單位：宜興市水利工程有限公司）