水利水電工程防滲灌漿技術(shù)要點(diǎn)分析

（中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司，天津300350）

隨著我國社會主義建設(shè)步伐的加快，我國的水利水電工程建設(shè)水平亦迅速提高。然而，我國的水力資源是有限的，不可能隨著水利工程項(xiàng)目的增加而增加，所以我國用來進(jìn)行水利水電工程建設(shè)的基地正在逐漸減少，因此必須要求水利水電建設(shè)項(xiàng)目保證工程質(zhì)量。在水利水電工程建設(shè)過程中，基礎(chǔ)施工質(zhì)量的高低對工程主體有著舉足輕重的影響，因而，對水利水電工程基礎(chǔ)的防水防滲性和堅(jiān)固穩(wěn)定性要求比較嚴(yán)格。

通常來說，灌漿具有填充、嚴(yán)密、粘合、加固等重要作用，通過灌漿技術(shù)的運(yùn)用，不但可以對地層施加壓力從而有效提高地層的密實(shí)性，并且可以使脫落的巖塊、裂縫等得到填充而粘合在一起，從而改善結(jié)構(gòu)的承載力。防滲灌漿技術(shù)是根據(jù)水利工程中地層及地質(zhì)的情況，通過孔口進(jìn)行灌漿、加壓從而提高工程的整體防滲功能的技術(shù)，具有施工操作簡單、省時(shí)省力等特點(diǎn)，不但可以有效提高灌漿的質(zhì)量、縮短施工工期，還可以全面地提升工程的抗?jié)B性能及穩(wěn)定性。

1 灌漿技術(shù)在水利水電工程中的作用

水利水電工程與人們的生活、生命息息相關(guān)，所以，如何提高工程的質(zhì)量一直是工程施工中關(guān)注的問題，工程的防滲功能又直接影響著水利水電工程的整體質(zhì)量，所以，對水庫的地基進(jìn)行加固處理成為了水利水電工程施工的重要環(huán)節(jié)。灌漿施工是水利水電工程建設(shè)中常用來對地基進(jìn)行加固的技術(shù)，灌漿技術(shù)的質(zhì)量直接影響著工程的防滲性能，進(jìn)而關(guān)系著水利工程的整體功能及效益的發(fā)揮，所以，在灌漿施工過程中，一定要根據(jù)地質(zhì)的條件，綜合考慮氣候、環(huán)境等影響因素，合理選擇灌漿的方法，對灌漿質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)。

2 防滲灌漿技術(shù)的類型及施工要點(diǎn)

按照灌漿施工目的來劃分，灌漿施工可分為固結(jié)灌漿、接觸灌漿和帷幕灌漿三種。其中，固結(jié)灌漿受堤壩地基的地質(zhì)條件、壩型等條件影響比較大，固結(jié)灌漿不僅可以有效改善巖基的物理學(xué)性能，而且可以降低開挖的深度，從而使防滲效果得到增強(qiáng)。灌漿的孔深一般在5～8m之間，并在平面中網(wǎng)格型交錯(cuò)布局，群孔沖洗和群孔灌漿是常用的施工方式。接觸灌漿是以提高壩體的抗滑穩(wěn)定性能及增強(qiáng)地基防滲性能及固結(jié)強(qiáng)度為目的的，它的施工要點(diǎn)是：為避免混凝土拉裂和冷縮現(xiàn)象的出現(xiàn)，應(yīng)該在壩體混凝土穩(wěn)定后在進(jìn)行灌漿，并且對灌漿壓力有嚴(yán)格的要求，一般在0.1～0.3MPa之間。為了確保壩體地基的滲透穩(wěn)定性，有效減少滲流量及降低滲透壓，就可以采取帷幕灌漿，它是一道連續(xù)而垂直或者向上游傾斜的幕墻，一般布置在壩基迎水面內(nèi)。它的施工要點(diǎn)是：灌漿孔要求比較深，多采用單孔灌漿，一般在水庫蓄水之前完成施工，灌漿壓力要求也比較大，整個(gè)灌漿施工過程都是在基礎(chǔ)灌漿廊道中完成。

3 水利水電施工防滲灌漿方式的選擇和控制

3.1 純壓式灌漿

如果壩體地基的巖層裂縫很大，但是孔深不是很深，那么就可以選擇沒有返回循環(huán)壓灌的純壓式灌漿方式。因?yàn)檫@種方式只是簡單的把濃度較高的漿體通過管口壓入孔內(nèi)，所以在施工過程中容易出現(xiàn)細(xì)小裂隙的堵塞問題，使得縫隙填充施工受阻，施工很難達(dá)到預(yù)期效果。

3.2 循環(huán)式灌漿

該方式通過保持漿體在孔段中的流動性而使得顆粒的沉淀量比較少，從而使灌漿質(zhì)量得到有效的提高。包括孔口循環(huán)和孔內(nèi)循環(huán)式灌漿的兩種方式，孔口循環(huán)即為漿體在孔口位置的循環(huán)，是一種純壓式循環(huán)方法；孔內(nèi)循環(huán)是一種返回孔內(nèi)的循環(huán)模式，循環(huán)是在內(nèi)外兩管間的縫隙進(jìn)行的。

3.3 高壓灌漿

高壓灌漿就是指通過高壓進(jìn)行灌漿的一種施工方法，由于這種灌漿方式可以有效提高填充材料的密實(shí)度，所以在巖溶地帶運(yùn)用此灌漿方法，巖溶的穩(wěn)定性和抗?jié)B性能可以得到最大的提高，同時(shí)，高壓灌漿還可以確保水泥成條形狀態(tài)灌注到土體中，并呈現(xiàn)網(wǎng)格包裹狀，從而大大提高了壩體的整體性能。

3.4 高壓旋噴灌漿

高壓旋噴灌漿方法主要是利用高壓脈沖力對地基加固的方法。這種灌漿方式中，灌漿管通常安裝有特殊的噴嘴，并利用鉆機(jī)把噴嘴鉆進(jìn)土層的設(shè)定位置，然后利用高壓脈沖泵將水泥漿液高速的射入土體中，利用漿液流體巨大的沖擊力使得土體遭受破壞。因?yàn)樵阢@機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，還一面低速地緩緩上升，使得土體與水泥漿液得到更加充分地?cái)嚢琛⒒旌?，地基得到更好的加固?/p>

4 灌漿施工對于漿液材料的基本要求

灌漿材料對灌漿水平有著重大的影響，所以，要確保灌漿的質(zhì)量，就首先要對灌漿的材料進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)。就目前水利水電工程施工情況來看，水泥漿是灌漿中最為常用的材料，它是一種以水泥為主要原料，通過按照一定的比例添加其他材料以增加漿體粘合性的灌漿液體。一般情況下，灌漿漿液要達(dá)到以下要求：第一，具有5MPa以上的壓強(qiáng)承受力。為了保證漿液的壓強(qiáng)，一般采用抽樣的方式對漿液進(jìn)行漿液壓強(qiáng)檢測，即正常施工條件下，將漿液進(jìn)行一個(gè)星期的養(yǎng)護(hù)后再進(jìn)行壓強(qiáng)檢驗(yàn)，看漿液承受的壓強(qiáng)是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，如果檢驗(yàn)不合格，就需要對漿液進(jìn)行重新配置并檢驗(yàn)。第二，漿液要有一定的保水性及機(jī)械泵施工性能。也就是，灌漿漿液的粘稠度一定要合適，既不能太稠，也不能過于稀釋，粘稠度只有在一定的范圍內(nèi)才能使灌漿達(dá)到理想的效果，保證抗壓力。第三，漿液要有流動性。漿液的流動可以保證灌漿施工能夠勻速的進(jìn)行，所以，灌漿漿液一定要保持流動狀態(tài)。

5 不同工程條件下灌漿方法的選擇

5.1 冒水地基灌漿方法

由于水利水電工程地質(zhì)的復(fù)雜性，大部分壩體地基在灌漿施工過程中都存在冒水的情況，這種情況下就需要根據(jù)實(shí)際的冒水量及水量集中等情況進(jìn)行相關(guān)的灌漿處理。如果冒水量較大，就要通過埋入孔口管等方式將水導(dǎo)出，并以砂漿填堵裂縫，然后通過先低壓后高壓的方式對孔進(jìn)行灌漿。對于冒水量比較小的地基，可以運(yùn)用U形槽等方式對裂縫進(jìn)行處理后再進(jìn)行灌漿。

5.2 大吸漿量灌漿方法

在水利水電工程灌漿施工過程中，還經(jīng)常遇到吸漿量大的地基，這種情況就要采用降壓或自流式的灌漿方式。這種方式主要通過速凝劑的添加來加快漿液的凝結(jié)，并對漿液的注入率進(jìn)行一定的限制，在設(shè)定的壓力下經(jīng)過反復(fù)的灌注來進(jìn)行灌漿。

5.3 漏水通道灌漿方法

對于漏水比較嚴(yán)重的通道進(jìn)行灌漿，如果通道內(nèi)的水流作用較強(qiáng)，且傾角較大，可以通過在中途利用稠度比較大的水泥漿對裂縫進(jìn)行封堵；如果通道內(nèi)沒有水流作用或水流作用比較小，且傾角也較小，定量灌漿的方式就比較適合。

5.4 巖溶地段灌漿方法

有無填充物是巖溶地段灌漿處理的依據(jù)。如果有填充物，可以通過在溶洞內(nèi)插入帶孔鋼管，并將水泥漿經(jīng)過高壓灌漿設(shè)備注入孔壁中的方法進(jìn)行灌漿，施工過程中，由于高壓水泥漿具有劈裂作用，可以使?jié){液以帶狀的形態(tài)穿插于土體中，并形成網(wǎng)格包裹結(jié)構(gòu)。對于沒有填充物的情況，可以通過高流態(tài)混凝土的回填等方式直接往孔內(nèi)填入碎石后進(jìn)行水泥砂漿灌注即可。

6 水利水電施工防滲灌漿質(zhì)量監(jiān)控要點(diǎn)

6.1 嚴(yán)格工作制度，全程控制質(zhì)量

在水利水電工程中運(yùn)用灌漿技術(shù)雖然投資小，防滲防漏效果顯著，但是灌漿技術(shù)的要求也比較高，技術(shù)運(yùn)用得好才能達(dá)到預(yù)期的效果。所以，在整個(gè)灌漿施工中，一定要制定嚴(yán)密的施工方案，施工前后都要按照嚴(yán)格的規(guī)范和技術(shù)要求對灌漿的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，以確保灌漿施工高質(zhì)量的完成。首先，要制定嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)督制度和檢查制度。根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，為確保灌漿施工技術(shù)的規(guī)范性和可靠性，做好施工過程中灌漿各個(gè)環(huán)節(jié)的檢查和跟蹤工作。其次，抓好灌漿質(zhì)量控制要點(diǎn)，明確施工要求，嚴(yán)格按照要求和規(guī)范進(jìn)行灌漿施工操作。第三，還要重點(diǎn)抓好灌漿施工中的各項(xiàng)自檢和初檢工作，按照相關(guān)的工序安排相關(guān)人員負(fù)責(zé)灌漿施工執(zhí)行情況，做好工作跟蹤記錄，并且發(fā)現(xiàn)情況及時(shí)匯報(bào)，以便做好相關(guān)調(diào)整，對每一個(gè)工序的施工都要嚴(yán)格把關(guān)。此外，對灌漿施工中用到的各種設(shè)備和儀器要做好相關(guān)的檢查和準(zhǔn)備工作，檢查各種設(shè)備和儀器的性能，確保灌漿施工的順利完成。最后，做好灌漿施工的現(xiàn)場監(jiān)督、交接以及驗(yàn)收工作。

6.2 灌漿壓力控制

對灌漿壓力的控制是否合適直接影響防滲灌漿的質(zhì)量，所以，在灌漿施工過程中，一定要注意對灌漿壓力的控制。目前，一般使用一次升壓法和分段升壓法兩種方法來對灌漿壓力進(jìn)行控制。其中，一次升壓法通常被用于縫隙不是很大、透水性小而且?guī)r石比較結(jié)實(shí)和完整的情況下。在使用一次升壓法灌漿時(shí)，一定要在最短時(shí)間內(nèi)把壓力升到標(biāo)準(zhǔn)壓力，在漿液吸漿量達(dá)到一定比例后，進(jìn)行漿液配合比的調(diào)配，在漿液濃度逐漸增加中減少吸漿量，直至灌漿施工完成。分段升壓法即分階段把壓力升到規(guī)定壓力值的方法，一般適用于地基巖石滲水較大及吸漿量也較大的情況。在分段升壓灌漿中，為防止吸漿量過大等情況的出現(xiàn)，一定要在合適的壓力等級中進(jìn)行灌漿，且壓力分級不要太多，一般分兩級或三級就可以。

6.3 質(zhì)量檢驗(yàn)

為了確保防滲灌漿的質(zhì)量，對質(zhì)量的檢驗(yàn)非常必要。首先，灌漿前一定要對灌漿孔的設(shè)置進(jìn)行檢查?？椎奈恢靡_(dá)到巖心才能更好地進(jìn)行固結(jié)和帷幕方式的灌漿，且孔徑要在規(guī)定范圍內(nèi)，同時(shí)，還要密切關(guān)注膠結(jié)的情況。灌漿過程中，對孔數(shù)的檢查也很有必要，其中，帷幕灌漿一般按孔總數(shù)的10%進(jìn)行布置，孔徑要大于110mm；固結(jié)灌漿法按5%，孔徑在140mm以上，而且通常把孔設(shè)置在容易出現(xiàn)情況的位置。其次，要認(rèn)真核查原始記錄，分析灌漿情況。原始記錄在確保灌漿質(zhì)量方面也有很大的作用，通過對原始記錄的檢查和對照，并綜合性的分析灌漿資料，可以簡便全面地了解整個(gè)灌漿過程，把握灌漿的質(zhì)量。此外，一定更要重視灌漿孔的壓水實(shí)驗(yàn)檢查。一般在試驗(yàn)前都要對孔進(jìn)行壓力沖洗，沖洗中對的壓力的大小及水流量的穩(wěn)定性等都有嚴(yán)格要求；試驗(yàn)過程中，要嚴(yán)格按照操作規(guī)程對單孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，按照逐級增加的壓力階段進(jìn)行檢驗(yàn)，在嚴(yán)格控制中完成三個(gè)階段的灌漿孔壓水試驗(yàn)。最后，竣工后續(xù)檢查。我們不僅重視灌漿的質(zhì)量，灌漿結(jié)束后也要做好后續(xù)檢查工作。這些檢查主要包括灌漿竣工28天后的鉆孔檢查以及蓄水效果檢驗(yàn)。其中，鉆孔檢查一般是在灌漿區(qū)進(jìn)行，通過壓水試驗(yàn)、巖心膠結(jié)情況來進(jìn)行灌漿質(zhì)量鑒定；蓄水檢驗(yàn)是對灌漿質(zhì)量的重要檢驗(yàn)，蓄水后，工程的整體防滲防漏功能好才是灌漿質(zhì)量的最好評價(jià)。

7 結(jié)束語

綜上所述，水利工程建設(shè)是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)力量，也是惠及廣大人民的重要民生工程。針對我國地質(zhì)復(fù)雜和施工環(huán)境多樣化的特點(diǎn)，在施工之前要做好施工設(shè)計(jì)規(guī)劃，全面考慮影響施工效果的地質(zhì)、環(huán)境因素，選擇合理的灌漿方式，對施工中容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行全面的防范，并在施工完成后進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，從而確保灌漿施工的效果和水利工程的質(zhì)量。

編輯：董剛