水利工程灌漿施工之我見

胡國慶

摘要：水利工程灌漿施工是一次較為復雜的序，要順利完成灌漿施工工作，就必須對灌漿的材料、灌漿的方法等進行細致的分析研究，再根據(jù)實際的工程需要對材料和施工工藝進行科學的調整。這樣才能保證灌漿施工的質量，才能保證整個水利工程的質量。

關鍵詞：水利；工程；灌漿

1灌漿材料

1．1水泥灌漿

水泥灌漿具有膠凝性好、結石強度高、施工方便、成本低等特點，因此在水利灌漿工程施工中得到了廣泛的應用。為了保證工程的質量，要求用顆粒細、穩(wěn)定性好、膠結性強、耐久性好的水泥作為灌漿水泥。主要用硅酸鹽大壩水泥或普通硅酸鹽水泥，當然如果情況特殊，也可采用特種水泥如抗酸水泥等。水泥的細度是決定灌漿效果的重要因素。灌漿的生效，要求水泥顆粒的粒徑要小于裂隙寬度的1／3～1／5。因為細粒水泥的漿液較為穩(wěn)定，不易沉淀分離，水化反應充分，強度砌，膠結牢固，而且更易于灌入細小的裂縫。而如果裂隙較大，則可以摻人一些砂、粘土及扮煤灰等惰性材料。

1．2粘土灌漿

遇水能迅速分解，吸水膨脹并有一定的穩(wěn)定性和粘結力的粘土，才符合灌漿粘性土的要求。灌漿用的粘土漿，一般將土料浸泡、攪拌、篩濾凈化之后拌制而成。為改善漿液的膠結性能，提高結石強度，加速固結，且在水下也能繼續(xù)凝固，帷幕灌漿，一般多采用水泥粘土漿，而較少用純粘土漿。漿液的配比是根據(jù)帷幕的設計要求而定的。

1．3化學灌漿

化學灌漿以高分子為主要材料配制而成的溶液作為漿液，是一種新型的灌漿?；瘜W漿液具有較好的防滲、堵漏和補強加固功能，常用的化學灌漿材料有環(huán)氧樹脂、水玻璃、鉻木素、甲凝、丙凝和聚氨院漿液等。但是，由于化灌材料大多帶有毒性，會污染環(huán)境，而且施工工藝復雜，價格也較貴，所以在使用上受到一定的限制。

2巖基灌漿

巖基灌漿有固結灌漿、帷幕灌漿和接觸灌漿這三類。固結灌漿涉及的平面范圍大，孔深一般在5-10m之間。其目的是將壩基裂隙巖石膠結起來，以提高其整體性、均勻性和承載能力。帷幕灌漿是在壩基偏上游部位進行1～3排深孔灌漿，充填和膠結裂隙，構成一道不透水的帳幕，可以減少壩基滲漏，并降低壩底揚的壓力。為加強結合，提高壩體的抗滑穩(wěn)定性，防止巖面集中滲漏并增加巖基表面的固結強度，一般采用接觸灌漿，即在壩體與巖基的結合面上進行灌漿。灌漿施工一般可以分為鉆孔、沖洗、壓水試驗、灌漿四個工序。

2．1鉆孔

灌漿孔一般用回轉式鉆機鉆成，孔深小于10m的，也可用風鉆或架鉆進行。

因為鉆孔的質量直接影響著灌漿的質量，因此，為保證灌漿的質量，就要確?？紫?、扎深的設計符合要求，保證鉆徑上下均一，孔壁平整，這樣可以使灌漿塞易于卡緊，而且在灌漿時不會產(chǎn)生返漿。而且如果鉆孔的巖粉細屑少，就可以減少堵塞孔壁裂隙的情況。而鉆孔方向不能偏斜，鉆孔深度也要達到標準，否則灌漿帷幕可能會出現(xiàn)缺口，留下漏水通道，會大大降低防滲的效果。

2．2沖洗

因為鉆孔后會有巖粉殘留在孔底和孔壁上，因此為了保證灌漿的質量，必須對巖層裂隙和孔洞進行沖洗，把巖粉沖出孔外。沖洗順序應是先沖洗鉆孔，再沖洗巖層裂縫。為了提高沖洗效率和質量，可以用壓力水沖洗。如用壓力水和壓縮空氣輪流沖洗或混合沖洗。在沖洗時，應該注意把沖洗的壓力控制在同孔段灌漿壓力的80％左右，盡量免引起裂縫擴張和巖層的松動、變形，鉆孔沖洗裝置如圖1所示。

一般來說，為了讓孔內回水的流速可以有效的將留在孔內的巖粉沖洗干凈，可以采用風、水聯(lián)合沖洗或由導管通人大流量水流從孔底向孔外沖洗的方法。當?shù)叵滤桓邥r，也可使用揚水沖洗，即將鉆孔敞口而將通氣管宜插孔底，壓入高壓空氣，順利實現(xiàn)清洗工作。而在沖洗巖層裂縫時，可以采用單孔和群孔沖洗這兩種方法。單孔沖洗，可以將充填擠到灌漿范圍以外或沿裂隙沖出地面。而群孔沖洗是同時對幾個孔壓入水或氣，使孔間裂隙中的充填物從敞口孔中帶出地面。為了提高沖洗效果，可在沖洗液中加人適量化學藥物如碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸氫鈾等，以促進泥質充填物的溶解。

2．3壓水試驗

為了給巖基灌漿的施工設計提供必要的依據(jù)，可通過單位吸水率的測定來了解巖層的滲透性能，即在灌漿前進行壓水試驗。而在灌漿后，也可以通過壓水試驗，檢查灌漿的質量和效果。

3灌漿施工

3．1灌漿方法

以灌漿時漿液是否部分返回地面和重復使用為依據(jù)，灌漿方法可以分為純壓式和循環(huán)式兩種，如圖2所示。

純壓式設備簡單，操作方便，只需采用單根灌漿管，在漿液壓人鉆孔后，完成在間縫隙的擴散，但其漿液流速小，如果灌漿材料是粒狀，則會容易產(chǎn)生沉淀并堵塞巖隙和管道，影響灌漿質量。在吸漿量大，有大裂隙存在和孔深不超過12～15m，以及化學漿材都是稀溶液，中途沉淀情況較少的情況下，一般都采用純壓法。而循環(huán)式灌漿法則多用于水泥和粘土灌漿，就是把漿液壓人鉆孔后，讓一部分進入巖隙，另一部分則由回漿管返回拌漿筒中攪拌后再用。使用這種方法可根據(jù)進漿與回漿漿液的比重差值，判斷巖層吸漿情況．而且漿液始終保持循環(huán)流動不沉淀，攆漿效果也比較好。

而按照灌漿順序，灌漿方法又可分為四種：全孔一次溜漿法、自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法和綜合灌漿法。

①全孔一次灌漿法。這種方法施工簡單，就是將灌漿孔一次鉆至全深，灌漿塞置于孔口，一次完成全孔灌漿。但這種方法的灌漿效果較差，使用范圍也較窄，僅適于孔深不超過lOm、巖隙少、透水性不大的情況。

②自上而下分段灌漿法。就是將孔深分為段長3～5m的若干段，自上而下鉆一段灌一段。在上一段漿液凝固后再鉆并灌下一段。如此反復，直至完成。如果地質條件差、巖層破碎、豎向節(jié)理裂隙發(fā)育，而且灌漿質量要求較高，就采用這種方法。這種灌漿方法可以根據(jù)段深的加大，不斷地增加灌漿壓力，提高灌漿質量，而且當上部灌實后形成完整結石后，在灌下部時，地面野不會冒漿，巖層不會被抬動。此外，采用分段鉆灌，進行分段壓水試驗，更有利于判斷各段灌漿質量。但是由于鉆機移動次數(shù)較多，鉆孔工作量大，持凝時間長，所以工作效率低。

③自下而上分段灌漿法。即一次將孔鉆至全深，然后自下而上逐段灌漿。這種方法工作量小，施工簡便、工效高，但是使用時有所限制，如當上部巖隙多，地層易松動，易冒漿時，就不宜使用，只有當巖層較完整，裂隙少或巖層傾角小于地面且不易留漿時才采用。

④綜合灌漿法。實際工作中，巖層多是上部裂隙多而下部完整。因此，在實際工作中可以根據(jù)施工的現(xiàn)場情況，兼取以上兩法的優(yōu)點，即上那采用自上而下、下部采用自下而上的鉆灌方法。

3．2灌漿壓力

所謂灌漿壓力指的是灌漿時灌漿段中心處漿液承受的實際壓力。為了使?jié){液更好地壓人細小裂縫，并增大漿液的擴散半徑，分析：多余的水分，提高強漿結石的密實度，可以提高灌漿壓力，以有效提高防滲和固結質量。但是如果壓力過高，就有可能出現(xiàn)裂縫擴大或抬動上部巖層和壩體的情況，而且漿液也可能會壓出應灌范圍外，造成浪費。因此，對壓力的控制要適當。

3．3漿液濃度的控制

為保證灌漿的質量，在灌漿過程中，必須根據(jù)吸漿量的變化情況及時調整漿液的濃度。一般來說稀漿流動性較好，但可能會出現(xiàn)漿液擴散到施工范圍以外，造成材料浪費，而且當漿液凝固時其收縮性大，容易造成水泥結石與巖石縫面的分離。而稠漿凝固時收縮小，與縫面粘結較好，防滲、固結質量相對提高。但是，其流動性差，擴散范圍小，細小裂縫一般很難灌進去。因此?？刂茲{液的濃度至關重要，在施工中應該根據(jù)實際情況進行調整。在進行漿液濃度的變換時，可以根據(jù)每一級濃度的漿液灌人量進行控制。即當某一級濃度的漿液灌入量已達到限量標準，但此時灌漿壓力及吸漿量卻都沒有明顯改變時，就換濃一級漿液灌注。而當變濃后吸漿量突然顯著下降或灌漿壓力突然上升時，則說明變濃不適當，應迅速恢復原濃度繼續(xù)灌注。

4總結

灌漿施工質量的好壞直接影響到水利工程的質量，因此，在水利工程施工建設中必須重視水利工程灌漿施工的質量，以保證工程的整體建設。