灌漿技術(shù)在水利水電工程大壩施工中的應(yīng)用分析

趙永鋒

（合肥工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)院（集團(tuán)）有限公司，安徽 合肥 230009）

大壩建設(shè)施工是水利水電工程施工中的重要組成部分，大壩的建設(shè)質(zhì)量直接影響著整個水利水電工程的整體質(zhì)量和水利水電工程后續(xù)的運(yùn)營使用感受。大壩施工涉及的施工技術(shù)類型多，其中灌漿技術(shù)就是其中一種。為了保證水利水電工程能夠真正地為民生服務(wù)，就必須重視大壩施工，開展實(shí)地調(diào)研工作，根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告與施工要求來設(shè)計(jì)編制科學(xué)的施工方案，選擇恰當(dāng)?shù)墓酀{技術(shù)，避免滲漏問題的出現(xiàn)，提升大壩結(jié)構(gòu)施工的穩(wěn)定性，從而建設(shè)出高質(zhì)量的水利水電工程，服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與滿足民生需求。

1 工程概況

某水庫地處邯鄲涉縣與山西省黎城縣交界處，該水庫主要承擔(dān)著防洪、養(yǎng)殖及灌溉等功能，是一座具備多種功能的綜合性水庫。該水庫總庫容量為2 100萬m3，其中樞紐工程主要由大壩、溢洪道、高低涵等組成，大壩高度為37.5 m，壩長為535 m，灌溉面積12萬畝，多年平均供水量2 000余萬m3。

2 灌漿技術(shù)概述

2.1 灌漿技術(shù)的定義

灌漿技術(shù)優(yōu)勢突出，價(jià)值高，在水利水電大壩施工中應(yīng)用廣泛。灌漿技術(shù)的應(yīng)用情況直接影響著大壩的建設(shè)質(zhì)量，恰當(dāng)運(yùn)用灌漿技術(shù)能夠提升水利水電的施工質(zhì)量，減小對環(huán)境的影響，保護(hù)周邊居民與建筑安全。

2.2 灌漿技術(shù)的分類

根據(jù)水利水電工程的施工特點(diǎn)可將灌漿技術(shù)細(xì)分為多種類型，如帷幕灌漿、固結(jié)灌漿等。灌漿技術(shù)的應(yīng)用原理是向建筑物的縫隙處灌注易凝固的液體材料，液體材料配比及用量要根據(jù)建筑物的施工實(shí)際來確定，并且在施工過程中需要通過專業(yè)的灌漿設(shè)備，輔助鉆孔設(shè)備來完成灌注，從而使得漿液充分填充到縫隙內(nèi)部。其中，基巖的灌漿方式也可以分循環(huán)式與純壓式兩種。兩種灌漿方式所應(yīng)用的設(shè)備及遵循的技術(shù)操作規(guī)范有所不同，純壓式灌漿技術(shù)比較適用于裂縫較大的縫隙施工，在施工時灌漿孔的深度要達(dá)到10 m，平緩灌漿，排除冒泡。而循環(huán)式灌漿的適用性好，適用于各種類型的裂縫，施工位置為注漿孔的空白區(qū)域，在灌漿過程中需要保證漿液持續(xù)流動，并做好顆粒下沉的預(yù)防工作。目前，國內(nèi)水利水電大壩施工中循環(huán)式灌漿技術(shù)應(yīng)用更廣。

2.3 灌漿施工的重要性

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的步伐逐步加快，水利水電工程的數(shù)量和規(guī)模在不斷地加大，對我國水利工程的質(zhì)量也提出了更高的要求。水利水電工程在社會發(fā)展中一直都發(fā)揮著重要的作用，如果在使用的過程中出現(xiàn)了任何質(zhì)量問題，就會誘發(fā)更加嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至直接給工程承建方帶來不良的影響。因此，灌漿施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用顯得尤為重要。

2.4 灌漿施工的原則

水利水電工程灌漿施工的原則如下：第一，采用混凝土澆筑的方法進(jìn)行施工，最大限度地為后續(xù)工程施工奠定良好的基礎(chǔ)。第二，在灌注水利水電工程時需要嚴(yán)格遵循新的灌注順序，更需要遵循“先重大，后重小”的重要原則。

3 灌漿技術(shù)在大壩中的問題

隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與社會的發(fā)展，我國的水利水電工程建設(shè)規(guī)模正在不斷擴(kuò)大，建設(shè)要求也更加的高。然而，雖然我國水利水電工程的建設(shè)數(shù)量在不斷增加，但是在質(zhì)量控制上仍存在著一些不足。我國國土面積遼闊，不同地區(qū)之間的水文及地形情況差異巨大，水利水電工程大壩環(huán)境復(fù)雜，施工難度大，加上當(dāng)前加固技術(shù)有限，國內(nèi)的水利水電工程大壩的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較低，水利水電工程建設(shè)水平還有較大的提升空間。在大壩施工中選擇合適的灌漿技術(shù)，能夠加固大壩，處理施工中的突發(fā)情況，彌補(bǔ)缺陷。目前施工中存在的問題包括以下幾點(diǎn)：

3.1 未能做好大壩加固處理

未能做好大壩的加固處理，或者是加固不到位，就會導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，發(fā)生滲漏問題，影響水利水電工程的正常運(yùn)營。影響大壩加固質(zhì)量，產(chǎn)生裂縫的因素較為復(fù)雜，可能是灌注漿液材料在凝固后彈性發(fā)生斷崖式下降，不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，或者可能受到溫度的影響，熱脹冷縮嚴(yán)重，大壩結(jié)構(gòu)應(yīng)力差巨大，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。此外，溫度過高及溫差過大容易導(dǎo)致在灌漿過程中發(fā)生冒泡現(xiàn)象，一旦漿液材料在施工過程中冒泡，就會形成泡沫狀結(jié)構(gòu)，這種泡沫狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、脆弱，整個大壩結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，增加項(xiàng)目成本，拉低整個水利水電工程的建設(shè)質(zhì)量。

3.2 未能對大壩定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和維修

若在水利水電工程投入運(yùn)行使用后，未能夠定期對大壩進(jìn)行定期養(yǎng)護(hù)和維修，那么大壩的使用壽命也很難得到保證。因?yàn)樵谒姽こ贪l(fā)揮灌溉、防洪及發(fā)電等作用時，大壩要承擔(dān)其應(yīng)有的責(zé)任，長此以往大壩就會出現(xiàn)腐蝕與損壞。如果不對大壩及其他構(gòu)件進(jìn)行有效養(yǎng)護(hù)，就會使得大壩結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，設(shè)備出現(xiàn)老化，影響水利水電工程服務(wù)經(jīng)濟(jì)與民生。

3.3 未能遵循有關(guān)的施工規(guī)范

水利水電工程的施工未遵循明確的施工規(guī)范，其防汛、照明等系統(tǒng)的施工沒有立足施工實(shí)際，忽視施工操作規(guī)范，質(zhì)量管理控制方案編制不合理，管理經(jīng)驗(yàn)落后，管理模式單一。若未能根據(jù)施工規(guī)范來進(jìn)行各個系統(tǒng)的施工管理，就會造成難以在規(guī)定工期內(nèi)完成施工，不能滿足新形勢下對水利水電工程的需求，影響國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，降低人民群眾的幸福感。

3.4 沒有認(rèn)識到水利施工清理的重要性

在進(jìn)行水利水電施工時，未能夠認(rèn)識到清理工作的重要性，清理工作做得不到位，進(jìn)而導(dǎo)致灰塵或落葉殘根飛入地基，灰塵與落葉殘根不是施工材料，或者說不是直接的施工材料，強(qiáng)度低，飛入地基后將使得原來材料的強(qiáng)度被降低，影響大壩建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性，進(jìn)而造成整個水利水電工程質(zhì)量下降。

4 灌漿技術(shù)的應(yīng)用

灌漿技術(shù)在水利水電工程大壩施工中應(yīng)用的范圍大，結(jié)合施工實(shí)際與水利水電工程項(xiàng)目需求，需要應(yīng)用灌漿技術(shù)對大壩加固，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性；出現(xiàn)坍塌或裂縫時也需要應(yīng)用灌漿技術(shù)來對大壩進(jìn)行施工；為了減小自然因素對大壩的破壞，如地震等地質(zhì)災(zāi)害，需要應(yīng)用灌漿技術(shù)來加固大壩；出現(xiàn)突發(fā)情況，如滲漏問題時，也要開展灌漿作業(yè)，彌補(bǔ)缺陷，提高水利水電工程的質(zhì)量。灌漿施工的機(jī)制主要包括擠壓灌漿、滲透灌漿及劈裂灌漿，在選擇灌漿技術(shù)時要充分考慮大壩施工的實(shí)際情況，下面對水利水電大壩施工中灌漿技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行介紹：

4.1 控制泥漿凝結(jié)速度

灌漿技術(shù)的應(yīng)用及灌漿作業(yè)的時間安排，要根據(jù)施工方案與施工工期來進(jìn)行確定。鑒于在開展水利水電工程大壩施工時，泥漿的凝結(jié)速度會受到地形地質(zhì)以及天氣水文等因素的影響，為了保證大壩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，就要對泥漿凝結(jié)速度進(jìn)行合理控制，避免因?yàn)槟酀{凝結(jié)時間過長而導(dǎo)致底部滲漏問題的出現(xiàn)。泥漿凝結(jié)速度的控制可以從了解控制泥漿的流動情況入手，實(shí)施逐漸灌漿，科學(xué)合理控制泥漿的流動速度及吸漿現(xiàn)象，還可以根據(jù)施工實(shí)際來調(diào)整配比，保證泥漿組份與灰水比重恰當(dāng)，必要時可以適當(dāng)添加外加劑，從而實(shí)現(xiàn)對泥漿凝結(jié)速度的控制。此外，也可間歇性地開展灌漿作業(yè)，保證泥漿凝結(jié)質(zhì)量，提高大壩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

4.2 漏水通道灌漿

由于我國地形變化大，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多樣，所以不同地區(qū)的水利水電大壩施工環(huán)境與施工條件也存在巨大差異。針對漏水結(jié)構(gòu)的灌漿作業(yè)，需要運(yùn)用模袋灌漿技術(shù)，選擇合適的填充配料，通常選擇的填充材料是大粒徑砂石，再利用尼龍或聚丙烯材質(zhì)的袋子來展開配料的填充，輔助雙槳灌漿技術(shù)，并使得水泥漿與速凝劑充分混合，再將混合好的材料灌入施工區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)對漏水點(diǎn)的控制，提升水利水電工程的整體質(zhì)量，延長使用年限。

4.3 接縫灌漿技術(shù)

壩體的填筑是整個水利水電大壩施工的重要組成部分，壩體的填筑質(zhì)量直接決定著大壩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，影響著水利水電工程的整體質(zhì)量。因而，在開展壩體填筑施工時，要對填筑工作進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)與合理規(guī)劃，結(jié)合工作量和水利水電工程項(xiàng)目需求來編制施工方案，選擇恰當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)及工藝。其中，在進(jìn)行壩體填筑時要格外重視接縫的處理，合理選擇處理技術(shù)。應(yīng)用最多的接縫處理技術(shù)主要包括重復(fù)灌漿、騎縫灌漿和盒式灌漿3種。為了保證接縫處理質(zhì)量，要立足施工實(shí)際情況，綜合考慮接縫類型和灌漿技術(shù)的特點(diǎn)，科學(xué)選擇灌漿技術(shù)，并且可以使得這三種灌漿技術(shù)相互補(bǔ)充來進(jìn)行施工初級，提高灌漿作業(yè)的效率。在進(jìn)行灌漿施工時要控制灌漿壓力，保證泥漿流動，并保證泥漿粒徑達(dá)到設(shè)計(jì)要求，接縫灌漿開張到位，通常情況下，灌漿作業(yè)時的壓力保持在0.2 MPa左右，接縫灌漿開張度應(yīng)控制在1～3 mm范圍內(nèi)。

4.4 淺層巖溶地區(qū)灌漿技術(shù)

不同地區(qū)所要配合的灌漿技術(shù)也會有所不同。廣大施工人員需要在分析當(dāng)?shù)鼐唧w情況的基礎(chǔ)上選擇真正合適的灌漿技術(shù)。在淺層巖溶地區(qū)運(yùn)用灌漿技術(shù)時注意先挖出巖溶地區(qū)內(nèi)部的砂石，之后再配合水泥進(jìn)行填充，這樣才能夠保證巖溶地區(qū)壩體變得更加穩(wěn)定，為人類事業(yè)造福。

4.5 深層巖溶地區(qū)灌漿技術(shù)

通?？梢詫r溶深度大于50 m之處稱為深層巖溶地區(qū)。面對如此特殊的地理環(huán)境，專業(yè)人員需要運(yùn)用灌漿技術(shù)來使得內(nèi)部的材料在較短的時間內(nèi)得以融合，最終能夠在控制施工成本的基礎(chǔ)上延長大壩使用的時間。

4.6 高壓旋噴灌漿技術(shù)

在巖溶地區(qū)修建大壩時需要配合高壓旋轉(zhuǎn)灌漿技術(shù)來直接修復(fù)壩體。多數(shù)施工人員會借助高壓旋噴技術(shù)來直接灌溉大壩，之后再利用合適的鉆井設(shè)備進(jìn)行灌溉，這樣才能夠使得灌漿的過程達(dá)到理想的深度。

從上述的分析可以看出，只有結(jié)合實(shí)際情況來充分重視灌漿技術(shù)內(nèi)部的每個環(huán)節(jié)，才能夠讓灌漿技術(shù)發(fā)揮更大的作用。施工人員可以運(yùn)用裝有尖端的噴嘴來直接進(jìn)行灌漿，這樣才能夠使得灌漿可以直接深入理想的深度，如果能夠和周圍的土壤進(jìn)行攪拌之后再進(jìn)行灌漿，自然可以使得大壩變得更加穩(wěn)定。

5 結(jié)語

綜上所述，科學(xué)應(yīng)用灌漿技術(shù)能夠有效提升大壩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證水利水電工程施工質(zhì)量。要綜合根據(jù)水利水電工程的項(xiàng)目需要和灌漿技術(shù)的特點(diǎn)來選擇灌漿技術(shù)，從而為大壩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提供技術(shù)支持。在完成灌漿施工后，要做好質(zhì)量檢驗(yàn)，對大壩施工及整個水利水電工程施工進(jìn)行檢驗(yàn)，保證質(zhì)量達(dá)標(biāo)后再投入運(yùn)行使用，并且要重視后期的養(yǎng)護(hù)與檢修，做好日常養(yǎng)護(hù)，保證大壩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，促進(jìn)我國水利水電工程建設(shè)的健康發(fā)展，滿足人民群眾的多樣化需要，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供動力。相信未來灌漿技術(shù)在水利水電工程中發(fā)揮更大的作用。