水利施工技術(shù)及灌漿施工應(yīng)用研究

田洪波

（秀山土家族苗族自治縣水利調(diào)度中心, 重慶 409900）

關(guān)鍵字：水利施工技術(shù)；灌漿施工

0 引言

水利工程是適當(dāng)調(diào)配控制自然界中水資源并避免和防治水患。按照工程承擔(dān)的任務(wù)不同,水利工程可分為防洪、供水、發(fā)電、農(nóng)田水利等基礎(chǔ)工程類(lèi)型。水利工程是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一,為了服務(wù)于社會(huì)的快速發(fā)展，發(fā)展和建設(shè)水利工程十分重要。水利工程作為基礎(chǔ)工程之一，具有工程量大,所需投資多,工期和運(yùn)營(yíng)時(shí)間較長(zhǎng)等特點(diǎn)。目前我國(guó)水利建設(shè)投資4345.1 億元計(jì)劃已落實(shí),水利工程受到國(guó)家重視,并在不斷發(fā)展中[1]。

灌漿施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用是十分廣泛的，也是確保水利工程質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)之一。在灌漿技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，需要提前做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，對(duì)灌漿施工技術(shù)的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制，切實(shí)確保施工過(guò)程不出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題與安全隱患，采取積極有效的舉措，保障灌漿施工技術(shù)應(yīng)用達(dá)到預(yù)期效果，為水利工程綜合效益的實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)。

1 灌漿施工技術(shù)的認(rèn)知

在水利工程施工作業(yè)時(shí)，所面臨的水文環(huán)境、地質(zhì)條件是較為復(fù)雜且多變的，通常情況下，天然地基難以滿(mǎn)足水利工程的作業(yè)要求，為此，需要采取一定的技術(shù)手段進(jìn)行處理，如灌漿施工技術(shù)。灌漿施工技術(shù)指的是按照一定配合比制備水泥漿液，應(yīng)用鉆孔強(qiáng)壓等方式，將水泥漿液注入至巖石裂縫、建筑裂縫之中，在水泥漿液凝固后，可以增強(qiáng)地基的抗?jié)B性、強(qiáng)度與承載能力等[2]。在灌漿施工技術(shù)使用過(guò)程中，為確保灌漿作業(yè)的順利進(jìn)行，需要科學(xué)把握灌漿材料，選擇合適的灌漿方法，分析作業(yè)特征，編制合理的灌漿施工方案。在水利工程防滲、加固等作業(yè)中，灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用十分普遍。

基于灌漿作業(yè)目的差異來(lái)分析，灌漿施工主要表現(xiàn)為帷幕灌漿、接觸灌漿、固結(jié)灌漿、接縫灌漿與補(bǔ)強(qiáng)灌漿等。在地基防滲處理時(shí)，通常會(huì)應(yīng)用帷幕灌漿，通過(guò)這種方式，在水利工程壩基內(nèi)部生成防滲幕墻，從而阻隔壩體地下水滲透，減少壩體滲流問(wèn)題，保障壩體安全。帷幕灌漿又分為多排孔帷幕灌漿與排孔灌漿兩種，可以按照水利工程實(shí)際需求來(lái)選擇，在考察實(shí)際需要的基礎(chǔ)上，科學(xué)界定帷幕厚度、長(zhǎng)度、軸線(xiàn)與深度等參數(shù)。在壩體與壩基之間出現(xiàn)裂縫時(shí)，可以采用接觸灌漿技術(shù)，確保壩體、壩基之間可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫接觸?；谒貌牧系牟町悂?lái)分析，灌漿施工又分為瀝青灌漿、黏土灌漿、化學(xué)灌漿與水泥灌漿等，其中水泥灌漿應(yīng)用最為廣泛。

2 水利施工技術(shù)中的灌漿施工過(guò)程分析

2.1 灌漿施工前的準(zhǔn)備工作

在灌漿作業(yè)之前，需要完成一定的準(zhǔn)備工作，為灌漿作業(yè)的順利開(kāi)展提供支持。如需要充分調(diào)查水利工程所在地的水文環(huán)境、地質(zhì)條件與影響因素，并據(jù)此編制科學(xué)完善的施工方案。高度重視灌漿材料的質(zhì)量問(wèn)題，選擇具備良好信譽(yù)、供應(yīng)穩(wěn)定的材料商。做好灌漿問(wèn)題處置方案，針對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題形成預(yù)案，保障灌漿作業(yè)的順利開(kāi)展。

2.2 灌漿施工的具體步驟分析

2.1.1 鉆孔

在水利工程施工中應(yīng)用灌漿技術(shù)，第一步便是鉆孔作業(yè)，鉆孔要求垂直、穩(wěn)定。在實(shí)際作業(yè)中，需要結(jié)合工程狀況對(duì)鉆孔區(qū)域進(jìn)行合理劃分，區(qū)域不同，對(duì)鉆孔作業(yè)的要求也存在著一定差異。鉆孔設(shè)備在鉆孔過(guò)程中需要對(duì)孔洞的直徑、深度與穩(wěn)定性等進(jìn)行有效控制。鉆孔作業(yè)人員應(yīng)按照規(guī)范要求科學(xué)作業(yè)，充分保證鉆孔的質(zhì)量。在鉆孔操作環(huán)節(jié)，需要關(guān)注地基結(jié)構(gòu)，關(guān)注水利工程的現(xiàn)實(shí)狀況，科學(xué)選擇應(yīng)用鉆機(jī)的型號(hào)，鉆頭的型號(hào)。當(dāng)下，應(yīng)用較多的便是金剛石、硬質(zhì)合金鉆頭。在實(shí)際鉆孔過(guò)程中，作業(yè)人員還需要關(guān)注環(huán)境的制約性因素，結(jié)合工程現(xiàn)實(shí)調(diào)整鉆機(jī)位置[3]。若是鉆孔的地層表現(xiàn)為砂礫石層，為保障作業(yè)穩(wěn)定進(jìn)行，可以引入泥漿同壁法等技術(shù)。

2.1.2 沖洗

在鉆孔完成之后，便需要進(jìn)入至鉆孔沖洗作業(yè)環(huán)節(jié)，沖洗不當(dāng)則會(huì)在一定程度上影響灌漿施工質(zhì)量。在實(shí)踐中，進(jìn)行鉆孔沖洗多選用的是高壓水槍?zhuān)@種裝置的應(yīng)用能夠有效清潔孔洞，提高孔洞質(zhì)量。但因?yàn)楦邏核畼尩膲毫ζ?，在沖洗過(guò)程中很可能會(huì)帶來(lái)孔洞內(nèi)壁開(kāi)裂等問(wèn)題，帶來(lái)質(zhì)量缺陷與安全問(wèn)題。為此，在孔洞清理之前，需要進(jìn)行一定的防護(hù)工作，合理控制沖洗壓力。

2.13 壓水

在完成沖洗作業(yè)之后，需要進(jìn)行壓水作業(yè)，在壓水作業(yè)之前，施工人員需要全面分析與考察孔洞底層狀況，對(duì)孔洞的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行分析，記錄所有的孔洞數(shù)據(jù)，對(duì)孔洞滲透能力進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.1.4 灌漿

在灌漿作業(yè)之前，需要在確保成孔質(zhì)量的基礎(chǔ)上，明確灌漿的順序，選擇合適的灌漿方法，確保灌漿作業(yè)穩(wěn)定、有序、不間斷。常用的灌漿作業(yè)表現(xiàn)為兩種，即純壓力式灌漿與循環(huán)式灌漿。在水利施工技術(shù)中，應(yīng)用最多的是循環(huán)式灌漿，這種灌漿方法的漿液流動(dòng)性較強(qiáng)，灌漿品質(zhì)與整體效果突出。這里的循環(huán)式灌漿又可以劃分為兩個(gè)內(nèi)容，一個(gè)是孔內(nèi)循環(huán)，另一個(gè)則是孔口循環(huán)。從作業(yè)機(jī)理的角度來(lái)把握，循環(huán)式灌漿是灌入漿液數(shù)量多于裂縫吸收漿液，剩余的漿液則會(huì)在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下，回到攪拌機(jī)內(nèi)部。這種操作的實(shí)現(xiàn)，能夠讓漿液維持良好的流動(dòng)狀態(tài)，降低孔洞之中的顆粒沉淀，其成孔的質(zhì)量也會(huì)更為優(yōu)異。

正是基于這種優(yōu)勢(shì)，人們?cè)诓僮髦型鶗?huì)選擇這類(lèi)作業(yè)方式。分析純壓力式灌漿作業(yè)，其面向巖石裂縫、鉆孔注入漿液，這種操作，是以壓力促使?jié){液進(jìn)入至孔隙之中，但其并不支持漿液循環(huán)，若是巖石裂縫本身較小，還會(huì)帶來(lái)堵塞問(wèn)題。目前較多采用單管旋噴注漿技術(shù)，其流程如圖1所示。

2.2.5 封孔

在灌漿作業(yè)完成后，需要進(jìn)入至封孔階段，高質(zhì)量的封孔工作，也是保障灌漿施工水平的重要舉措。在結(jié)束灌漿施工后，通常由質(zhì)量檢測(cè)人員與技術(shù)人員進(jìn)行封孔，采取的方法主要為壓力法。應(yīng)用壓力法封孔，不僅可以保障封孔的安全，還可以增強(qiáng)鉆孔內(nèi)部注入漿液的穩(wěn)定性。封孔操作是十分關(guān)鍵，在這里對(duì)其步驟作詳細(xì)闡述：第一，需要對(duì)灌漿質(zhì)量進(jìn)行深入檢查。按照操作規(guī)范，以壓水試驗(yàn)的方式進(jìn)行分析。在灌漿孔總數(shù)中，選擇不低于5%的孔進(jìn)行壓力試驗(yàn)，需要確保其合格率不低于80%。對(duì)于不合格孔段，分析其透水率，若在設(shè)計(jì)參數(shù)的50%以?xún)?nèi)，則允許進(jìn)入封孔作業(yè)，若是超出該指標(biāo)，則要求返工；第二，對(duì)灌漿孔進(jìn)行質(zhì)量觀(guān)察，查看其是否存在泛漿、涌水等問(wèn)題[4]。若存在，則需要按照問(wèn)題的程度，靜置一段時(shí)間灌漿孔；第三，在沒(méi)有異常與問(wèn)題的基礎(chǔ)上，進(jìn)行封孔操作。封孔作業(yè)應(yīng)用濃漿進(jìn)行，其水膠比具體是0.5:1。在操作過(guò)程中，還應(yīng)引入干硬性預(yù)縮水泥等，針對(duì)孔口作壓實(shí)、抹光處理。

3 灌漿施工質(zhì)量控制的舉措

3.1 對(duì)灌漿漿液濃度進(jìn)行科學(xué)管控

在灌漿施工進(jìn)行之前，施工作業(yè)人員需要考察所在地質(zhì)、水文等狀況，考察灌漿巖層縫隙吸漿狀況，計(jì)算完成灌漿所需要的漿液量，并據(jù)此合理控制與調(diào)整漿液濃度。水利工程施工環(huán)境較為復(fù)雜、多變，在作業(yè)過(guò)程中需要及時(shí)優(yōu)化、調(diào)整施工細(xì)節(jié)，漿液濃度也需要隨實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。一般而言，漿液濃度值越低，漿液具備的流動(dòng)性越好。但如果漿液濃度過(guò)低，則會(huì)導(dǎo)致漿液自身質(zhì)量較差，且容易引起漿液擴(kuò)散，增加灌漿面積，在漿液凝固、收縮過(guò)程中，也難以有效粘合巖石裂縫，壩基防滲性能偏低。若漿液濃度較高，則會(huì)影響漿液流動(dòng)性，一些小裂縫難以充分填充，凝結(jié)時(shí)效果較好，可以增強(qiáng)壩基防滲性能、牢固水平與承載力，但成本較高，所需壓力較高。為此，需要選擇合適的漿液濃度，合理實(shí)現(xiàn)灌漿作業(yè)質(zhì)量與效益。

3.2 做好預(yù)案，高效應(yīng)對(duì)突發(fā)問(wèn)題

灌漿施工作業(yè)要求連續(xù)、不中斷，但在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)一些突發(fā)事故，影響灌漿作業(yè)順利進(jìn)行。為保障灌漿施工質(zhì)量，作業(yè)人員需要提前做好施工預(yù)案，一旦出現(xiàn)突發(fā)問(wèn)題，可以冷靜地進(jìn)行處理、應(yīng)對(duì)。如灌漿作業(yè)發(fā)生意外，被迫中斷，此時(shí)需要及時(shí)進(jìn)行清洗鉆孔等工作，做好掃孔作業(yè)，盡早恢復(fù)灌漿。在灌漿恢復(fù)之后，要求漿液配比、質(zhì)量應(yīng)高于或不低于之前灌漿漿液。如在作業(yè)中出現(xiàn)冒漿問(wèn)題，則可以通過(guò)表面封堵、降低壓力、控制流量、嵌縫、濃漿等措施進(jìn)行處置。做好突發(fā)問(wèn)題應(yīng)對(duì)預(yù)案，可以確保施工人員在面對(duì)各種突發(fā)問(wèn)題時(shí)沉著應(yīng)對(duì)，及時(shí)解決施工問(wèn)題，保障灌漿作業(yè)的有效進(jìn)行。

3.3 對(duì)灌漿壓力進(jìn)行科學(xué)控制

影響灌漿壓力的因素較多，如水利工程的地質(zhì)條件、打孔深度、應(yīng)用的灌漿方法等。在灌漿之前，需要進(jìn)行充分的壓水測(cè)試，為灌漿壓力參數(shù)的界定與選擇提供科學(xué)依據(jù)。灌漿壓力是影響灌漿質(zhì)量的重要參數(shù)，如果灌漿壓力取值過(guò)大，會(huì)引起巖石層與地面抬動(dòng)，引起漿液擴(kuò)散，影響灌漿效果。如壓力取值過(guò)小，則難以確保漿液充分流動(dòng)，漿液無(wú)法進(jìn)入一些小裂縫，對(duì)整體灌漿的質(zhì)量帶來(lái)負(fù)面影響。為此，需要科學(xué)控制灌漿壓力[5]。

3.4 做好灌漿質(zhì)量檢測(cè)工作

灌漿作業(yè)是確保水利工程整體質(zhì)量的重要舉措，其隱蔽性較強(qiáng)，通常處在地下，難以進(jìn)行灌漿質(zhì)量檢查與控制。為切實(shí)保證灌漿質(zhì)量，作業(yè)人員可以對(duì)灌漿作業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制，規(guī)范灌漿作業(yè)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，做好材料、施工工藝控制，同時(shí)構(gòu)建質(zhì)量分析與檢測(cè)體系，做好檢測(cè)技術(shù)創(chuàng)新[6]。對(duì)于大鉆孔灌漿，可以應(yīng)用地震衰減系數(shù)、彈性波速等技術(shù)手段來(lái)輔助檢測(cè)，對(duì)于小鉆孔灌漿，可以通過(guò)孔內(nèi)電視、鉆孔相機(jī)等方式進(jìn)行檢測(cè)，切實(shí)確保灌漿質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

水利項(xiàng)目施工作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，對(duì)社會(huì)主義建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)起著重要的作用，然而水利項(xiàng)目施工的過(guò)程中，如果不做好必要的防護(hù)措施，必然會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，產(chǎn)生各種各樣的環(huán)境污染問(wèn)題，不利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，因此對(duì)于施工技術(shù)的要求會(huì)不斷提高。

在水利施工技術(shù)中，灌漿施工技術(shù)是十分常見(jiàn)的，也是確保水利工程壩基、壩體防滲性能、穩(wěn)固性、承載力的重要技術(shù)。因水利工程施工地質(zhì)條件較為復(fù)雜，為切實(shí)確保灌漿施工質(zhì)量，需要提前做好施工準(zhǔn)備，科學(xué)控制鉆孔、沖洗、壓水、灌漿、封孔等工作，科學(xué)控制灌漿壓力與漿液濃度，做好預(yù)案，高效應(yīng)對(duì)突發(fā)問(wèn)題，同時(shí)加強(qiáng)檢測(cè)，確保灌漿施工技術(shù)應(yīng)用的綜合效益。