水利工程壩基固結(jié)灌漿施工技術(shù)質(zhì)量控制研究

蘇建江 塔城地區(qū)水利水電勘察設(shè)計(jì)院

1.水利工程壩基固結(jié)灌漿施工技術(shù)的工藝流程

1.1 鉆孔

首先，施工人員參照設(shè)計(jì)圖紙，確定灌漿孔位置，在灌漿孔內(nèi)設(shè)置預(yù)埋管，如埋設(shè)50mm直徑的鐵管，將其在混凝土墊層內(nèi)進(jìn)行埋設(shè)，在預(yù)埋管內(nèi)開展鉆孔作業(yè)。其次，根據(jù)施工需求，配置TY-28型風(fēng)鉆機(jī)等型號(hào)的鉆機(jī)設(shè)備，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行硬化整平處理，測(cè)量調(diào)整鉆機(jī)安裝位置及垂直度，確定位置與垂直度符合標(biāo)準(zhǔn)后，將鉆機(jī)安裝固定，保持鉆桿中心點(diǎn)與灌漿孔中心點(diǎn)的重合狀態(tài)。再次，在鉆頭鉆進(jìn)過(guò)程中，定期對(duì)鉆桿垂直度進(jìn)行測(cè)量校正，如果垂直度偏差超過(guò)允許范圍，則對(duì)孔壁偏斜部位進(jìn)行填補(bǔ)壓實(shí)處理，以修正孔壁垂直度。在必要情況下，重新開展鉆孔作業(yè)。最后，嚴(yán)格控制鉆孔，在鉆頭鉆進(jìn)地層一定深度后，再適當(dāng)上提鉆孔速度，而在鉆頭抵達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高后，即可結(jié)束鉆孔作業(yè)，緩慢上提鉆桿至孔。

1.2 清孔

清孔時(shí)應(yīng)檢查成孔質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，如測(cè)量孔深與孔壁垂直度，觀察孔壁結(jié)構(gòu)完好性，確定無(wú)誤后，采取高壓風(fēng)水聯(lián)合方式，沖洗孔壁及孔底灰塵殘?jiān)?，將孔底沉渣層厚度控制?0mm內(nèi)。待清孔結(jié)束后，開展壓水試驗(yàn)，使用脈沖式灌漿機(jī)沖洗孔壁裂隙，將沖洗時(shí)間控制在10min左右，將壓水時(shí)間保持在20min及以上，將壓水壓力設(shè)定為灌漿壓力的80%。同時(shí)，每隔5min對(duì)實(shí)時(shí)壓水流量進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果來(lái)判斷灌漿孔透水率，其計(jì)算公式為q=Q/PL，q為透水率，Q為壓入流量，P為試驗(yàn)段壓水壓力。

1.3 灌漿

為控制灌漿質(zhì)量，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合工程情況合理選擇灌漿順序與灌漿方法，如選擇孔內(nèi)循環(huán)方式，一次性完成全孔灌漿作業(yè)。同時(shí)，也可選擇采取孔內(nèi)分段方式，將灌漿孔劃分為若干節(jié)段，按照從上到下順序分別開展阻塞灌漿作業(yè)，并在已完成灌漿段底面上方50cm處設(shè)置灌漿塞，預(yù)防漏灌問(wèn)題出現(xiàn)。此外，在灌漿環(huán)節(jié)，應(yīng)掌握以下技術(shù)要點(diǎn)：第一，灌漿壓力控制。根據(jù)試驗(yàn)段施工情況，準(zhǔn)確驗(yàn)算最佳灌漿壓力值，保持灌漿壓力值固定不變。同時(shí)，在灌漿期間出現(xiàn)注入率大幅提升現(xiàn)象時(shí)，必須采取分級(jí)升壓方式，根據(jù)灌漿情況適當(dāng)上調(diào)灌漿壓力值，將注入率大小作為灌漿壓力值的調(diào)整依據(jù)。第二，水漿比控制。將水漿比控制在0.6:1，如果實(shí)際灌漿量超過(guò)300L，或是在持續(xù)灌漿1h后灌漿壓力及注入率并未出現(xiàn)明顯變化時(shí)，則對(duì)水漿比加以調(diào)整，如調(diào)整至0.5:1，隨后，繼續(xù)開展灌漿作業(yè)。第三，灌漿時(shí)間控制。在灌漿期間，持續(xù)對(duì)灌漿壓力與注入率進(jìn)行觀測(cè)，如果注入率始終未超過(guò)1.0L/min，則將灌漿時(shí)長(zhǎng)控制在30min左右即可。同時(shí)，在灌漿期間出現(xiàn)突發(fā)問(wèn)題致使灌漿中斷，且中斷30min后問(wèn)題仍未得到解決時(shí)，重新開展鉆孔灌漿作業(yè)。

1.4 封孔

首先，檢查灌漿質(zhì)量，遵循相關(guān)工藝規(guī)范開展壓水試驗(yàn)，將檢查孔數(shù)量保持在灌漿孔總量的5%及以上，如果孔段合格率達(dá)到80%，且不合格孔段透水率不超過(guò)設(shè)計(jì)值50%時(shí)，可以直接開展封孔作業(yè)。反之，則表明灌漿質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，需要進(jìn)行返工處理，直至試驗(yàn)檢測(cè)通過(guò)。其次，觀察灌漿孔是否存在涌水與泛漿等異?，F(xiàn)象，如果出現(xiàn)此類問(wèn)題，則根據(jù)嚴(yán)重程度將灌漿孔靜置一定時(shí)間，待凝持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)度視實(shí)際情況而定。最后，在確定無(wú)異常現(xiàn)象，或是漿液凝結(jié)后，使用水膠比0.5:1的濃漿開展全孔封孔作業(yè)，并使用干硬性預(yù)縮水泥等材料將孔口壓實(shí)抹光，保持封孔表面以及混凝土表面的齊平狀態(tài)。

2.水利工程壩基固結(jié)灌漿施工技術(shù)質(zhì)量控制措施

2.1 施工方案優(yōu)化

為保證壩基固結(jié)灌漿施工方案切實(shí)可行，應(yīng)及時(shí)處理方案中存在的技術(shù)性問(wèn)題。因此，在正式施工前，需要將固結(jié)灌漿方案審核論證，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件與工程情況，判斷方案可行性，基于論證意見對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，并檢查施工圖紙是否存在缺項(xiàng)漏項(xiàng)問(wèn)題，對(duì)圖紙缺漏項(xiàng)部位進(jìn)行補(bǔ)充標(biāo)注。另外，組織試驗(yàn)段施工，從施工現(xiàn)場(chǎng)中選擇具備良好灌漿性能或是代表性的地段作為施工段，按照方案開展壩基固結(jié)灌漿作業(yè)。隨后，對(duì)試驗(yàn)段施工過(guò)程進(jìn)行觀測(cè)，根據(jù)試驗(yàn)段施工結(jié)果驗(yàn)證技術(shù)方案可行性，對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，如選擇采取一次性成孔灌漿方式還是分段灌漿方式。

2.2 水灰比控制

在壩基固結(jié)灌漿施工期間，必須根據(jù)固結(jié)灌漿實(shí)時(shí)情況來(lái)調(diào)整水灰比，如果水灰比調(diào)整不當(dāng)，將對(duì)固結(jié)灌漿效果造成影響。而水灰比控制要點(diǎn)如下：第一，在灌漿壓力不變，吸漿量持續(xù)降低時(shí)，無(wú)需調(diào)整水灰比。同時(shí)，在灌漿壓力持續(xù)升高，且吸漿量基本不變時(shí)，無(wú)需調(diào)整水灰比。第二，在任意一級(jí)水灰比漿液的實(shí)際灌注量超過(guò)300L，且吸漿量以及灌漿壓力值并未出現(xiàn)明顯變化時(shí)，則將漿液水灰比濃度上調(diào)一級(jí)，隨后恢復(fù)灌漿作業(yè)。第三，在灌漿孔實(shí)際吸漿量超過(guò)30L/min時(shí)，需要對(duì)漿液水灰比進(jìn)行越級(jí)調(diào)濃處理。第四，在漿液水灰比調(diào)整后，如果出現(xiàn)吸漿量驟然增減與灌漿壓力異常提升現(xiàn)象，必須分析問(wèn)題成因，在問(wèn)題得到解決后再恢復(fù)灌漿作業(yè)。

2.3 固結(jié)灌漿成效分析

在壩基固結(jié)灌漿施工結(jié)束后，需要對(duì)固結(jié)灌漿成效進(jìn)行分析，評(píng)判壩基固結(jié)灌漿質(zhì)量，如果質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，或是實(shí)際固結(jié)灌漿成效未得到施工預(yù)期，則開展返工作業(yè)，在必要情況下重新開展固結(jié)灌漿施工。

首先，在固結(jié)灌漿施工期間，測(cè)量平均透水率。觀察巖體結(jié)構(gòu)在有無(wú)蓋重條件下是否分布有松弛裂隙，并對(duì)試驗(yàn)段透水率進(jìn)行測(cè)量，如果試驗(yàn)段中超過(guò)80%灌漿孔的透水率達(dá)標(biāo)，且未達(dá)標(biāo)灌漿孔透水率不超過(guò)設(shè)計(jì)值50%，則表明固結(jié)灌漿成效符合施工標(biāo)準(zhǔn)。隨后，開展抬動(dòng)觀測(cè)作業(yè)，在上下游區(qū)域分別設(shè)置抬動(dòng)變形觀測(cè)點(diǎn)，持續(xù)對(duì)壩基固結(jié)灌漿過(guò)程進(jìn)行觀測(cè)，根據(jù)壩段蓋重條件，提前設(shè)定相對(duì)應(yīng)的灌漿壓力值。在施工期間，將測(cè)量值與額定值對(duì)比分析，根據(jù)對(duì)比結(jié)果判斷是否存在抬動(dòng)變形問(wèn)題，準(zhǔn)確判斷抬動(dòng)變形程度。

其次，在壩基固結(jié)灌漿施工完畢后，對(duì)施工成果質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，如采取聲波檢測(cè)技術(shù)，在現(xiàn)場(chǎng)布置若干數(shù)量的聲波檢查孔，向灌漿孔內(nèi)發(fā)射探測(cè)聲波，接收反射聲波，以此來(lái)判斷固結(jié)灌漿結(jié)構(gòu)情況，如果存在嚴(yán)重質(zhì)量缺陷，則對(duì)壩基開展全面性的補(bǔ)強(qiáng)灌漿作業(yè)。而在固結(jié)灌漿結(jié)構(gòu)中存在局部缺陷部位，且缺陷程度較為輕微時(shí)，對(duì)缺陷部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)灌漿即可。

2.4 特殊狀況的處理

在壩基固結(jié)灌漿施工期間，受到人為操作與環(huán)境等因素影響，偶爾出現(xiàn)串漿、泛漿等突發(fā)問(wèn)題，如果問(wèn)題未得到及時(shí)有效解決，將對(duì)固結(jié)灌漿效果造成影響。因此，技術(shù)人員必須全面掌握各類特殊狀況的有效處理手段。例如，在出現(xiàn)串漿問(wèn)題后，根據(jù)實(shí)際灌漿情況與串漏量，選擇上調(diào)漿液濃度或是調(diào)整灌漿壓力。例如，在灌注濃稠漿液后，濃漿凝結(jié)后起到嵌堵效果，隨后開展掃孔復(fù)灌作業(yè)即可。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為預(yù)防壩體滲漏與結(jié)構(gòu)沉降變形等問(wèn)題的出現(xiàn)，在現(xiàn)代水利工程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)固結(jié)灌漿施工技術(shù)的研究，創(chuàng)新優(yōu)化技術(shù)體系，完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制各施工環(huán)節(jié)質(zhì)量，為水利工程質(zhì)量提供技術(shù)保障。