固結灌漿技術在水電站中的應用

摘要：固結灌漿的技術施工工藝較為簡單，質量控制相對容易，而其對基巖加固的效果較好，尤其是可以通過水泥漿的配置來達到提高基礎抗滲水的能力，因此在水電站工程中的到了廣泛的應用。在實際的應用中雖然其技術方法較多，但是分段灌漿在工程中應用較多，且技術措施成熟。本文以某工程為例對分段固結灌漿技術在水電站工程中的應用進行了簡要的介紹。

關鍵詞：固結灌漿技術措施鉆孔清孔灌漿施工質量控制

1 固結灌漿技術的基本原理與灌漿方法

1.1 固結灌漿技術原理 所謂的固結灌漿技術就是將一定比例的流動性膠質泥漿通過鉆孔壓入到巖層的裂縫中，經過膠結和硬化后提高整個巖層的強度，此種技術還可以改進巖石基礎的整體性和抗滲性，在水電工程得到了廣泛的應用，目前所使用的灌漿主要是水泥漿。

1.2 固結灌漿技術措施的方法

1.2.1 分段灌漿 此種方式是一種從上至下度分段鉆孔灌漿的技術。目前在水電站工程中固結灌漿和帷幕灌漿多為此種技術措施。特點是：當達到設計深度的時候并達到一定條件時灌漿即告結束，完成一段灌漿后方可進行下一段落施工。

1.2.2 止漿塞灌漿 此種方式是一種從下至上的分段灌漿的措施。灌漿前成孔是一次成型達到設計深度，并進行壓水試驗，然后從孔底開始向上灌漿，利用止漿塞和膨脹塞對灌漿進行分段，使得整個灌漿分為若干段，直至孔底。

1.2.3 分期灌漿 此種方式雖然和分段法相似，首先在施工范圍內設計規則間距的孔，先進行鉆進至第一灌漿深度，而后從巖石的頂部進行灌注，采用的是低壓以此加密灌漿孔，直至最上面的灌漿段達到預計的強度；然后再將另一組孔鉆進到第二階段，從巖層頂部利用高壓進行灌注。根據鉆孔的深度還可以再進行第三次鉆進和灌注，直至最深的灌漿段才達到最大壓力。

2 固結灌漿技術在水電站的應用

固結灌漿的技術施工簡單，施工的成果可以滿足大部分水電站工程的基礎加固需求，因此在水電站工程中應用廣泛。下面就以某工程時間為例進行說明：

2.1 固結灌漿的工藝流程（如圖）

2.2 鉆孔布置 電站基礎固結灌漿措施按照前期的勘測結果決定采用的是分段灌漿的技術措施，因此在灌漿孔布置時采用1、2兩個排序，孔間距為3×3m，各個排在分為兩序施工，設置為梅花形。具體的施工中可根據實際的地質情況進行調整。

2.3 成孔施工 施工中按照設計的孔徑施工，孔深進入巖層為8m，且成孔方向為設計圖紙要求。質量控制要求其成孔的深度與設計深度的差距為20cm內。成孔的時候應按照孔位設計的圖紙進行，并對區域、排等做好標記，放樣中保證開孔的位置與設計差距在20cm內，開孔角度偏差小于2°。施工中完成鉆孔后應經過監理工程師的檢驗，合格后對其進行保護。鉆孔的次序應與設計的灌漿次序一致，同一個灌漿區不相鄰的方可同時施工，下一次成孔必須在上次序施工完成后方可進行，避免對巖層的過度破壞。成孔時，如果遇到特殊情況應進行停工并上報待問題解決后方可繼續施工。

2.4 灌漿工藝 在施工中安全設計要求對同排固結灌漿孔分為兩個次序加密，先對1序孔灌注然后是2序孔。2序孔應在周邊的1序孔施工完成封口后方可進行施工。固結灌漿采用的是一孔一泵的原則，而如果灌注孔與其他孔串通且串孔符合灌漿條件是可以同時灌注，但最多不能超過三個，并隨時監控壓力。

分段灌注的原則，此次灌漿是分段施工，設計分段，基礎下3m范圍的巖體應進行接觸段灌注，即將8m的孔分為3、5m兩段。在灌注方式上則采用的是自上而下的分段灌漿技術。

2.5 清孔和壓水試驗 實施灌漿前應對施工完成的鉆孔進行清理，采用自上而下的分段灌漿時，每個灌漿段落完成后都需要對孔壁進行清理。利用導管通入大量的水對孔內進行徹底的清理。直至孔內返出的水變清為止。清孔后內部殘余的沉積物應控制在20cm內。另外，在分段灌漿中還應對裂隙進行清理，裂隙清理的措施是脈動式清理，必要是應采用風機與灌注清水相結合的方式完成，對裂隙清理的時間不應小于30分鐘，同時配合簡易的壓水試驗，并做好試驗記錄。同時空隙較多的區域應適當的增加水壓和風壓，以此保證其清理的質量。對與群孔裂隙進行清理的時候應控制其不能集中進行，以防止對巖層產生次生破壞。

通常沖洗清孔的壓力應控制在80%的灌漿壓力范圍，如果需要壓力超過1MPa的時候就應采用1MPa的風洗措施，此時的壓力應為灌注壓力的50%。完成灌注段鉆孔清理后，此鉆孔就應當立即進行灌漿作業。如果中間出現了中斷的情況且超過了48小時，則灌漿前應再次進行裂隙清理。

2.6 灌漿壓力的控制 灌漿中壓力的控制也是十分重要的技術指標，接觸段和注入率較大的孔段應采用逐級增壓的措施逐步達到設計壓力。具體的操作以壓水試驗的壓力為參考，按照0.05MPa為一個級別逐級增加，分級升壓的時候每一個級別也應保持15分鐘。如果存在串通孔和多孔灌漿時，分別控制灌漿壓力，同時加強基礎的抬動檢測，防止原有的基礎出現破壞。灌漿的時候為了防止前階段施工的成果安全，必須控制壓漿壓力和注入率。具體的參數可以按照試驗結果進行。

2.7 灌漿的灰水比控制 灌漿前應對采用的灰水比進行測試，即在相關人員的監督下進行試驗性灌注，并且對灰水比進行調整，直至到達設計的標準。并記錄當時采用的灰水比以備施工應用。制備站應按照試驗所產生的灰水比進行水泥漿的配置，并按照灌注的實際要求采用不同級別的混合灰水比配置水泥漿。

2.8 灌漿完成標準和后續處理 在施工中如果單孔灌漿段在規定的與壓力下持續灌注，注入率小于1L/分鐘時，持續灌注半小時，就可以認定灌注工作完成。然后就進入到封孔階段，此時固結灌漿孔的封閉采用的是全孔封閉，在灌注完成后，利用濃度較高的水泥漿對孔內的泥漿進行置換，直接在孔口進行封閉灌漿，分開壓力為最上段的灌漿壓力。單元工程完成后應對抬動觀測孔和物探孔等進行封孔處理，其封孔的要求與固結灌注封孔工藝是相同的。

3 工藝控制要點分析

固結灌漿技術雖然工藝較為簡單但是在施工中仍需對以下環節進行重點控制，這樣才能達到基礎加固的目標。

3.1 成孔的工藝控制，成孔是應對放樣進行質量控制，保證其位置與圖紙相一致，開孔的位置與設計的位置差異不等超過相應的標準。因為外界因素而改變孔位的應上報監理和相關部門備案，征得同意后方可鉆孔并記錄位置；固結鉆孔孔的斜度也應控制在設計允許的范圍內，以滿足施工要求；鉆孔的過程中如出現地質缺陷的時候應記錄孔內的事故情況，并上報進行分析；灌注后的取芯孔獲得率應滿足大多數成孔的質量要求，并符合技術規范的要求。

3.2 灌漿的要點，灌漿孔段在沖洗清理的過程中應保證按照技術標準進行，而施工中的阻塞位置、分段長度、灌注管與底部距離、灌漿順序、灌漿壓力、灌漿灰水比等等都應當按照事先的設計圖紙進行，并保證符合技術要求。灌漿的檢測和記錄應保證完整。灌漿的質量檢測應按照相應的規范執行，如出現問題應及時進行處理，保證整體合格率。

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