水利工程中巖石灌漿法

張俊

水工建筑物的基礎處理，就是采用特定的技術(shù)手段來減少或消除地基的某些天然缺陷，改善和提高地基的物理力學性能，使地基具有足夠的強度、整體性、抗?jié)B性及穩(wěn)定性，以保證工程的安全可靠和正常運行。隨著水利水電建設事業(yè)的發(fā)展，對基礎處理的方法與技術(shù)提出了越來越高的要求。同時，地基處理屬隱蔽工程，要根據(jù)水工建筑物對地基的要求，分析水文、地質(zhì)條件，進行技術(shù)經(jīng)濟比較，選擇技術(shù)可行、效果可靠、工期較短、經(jīng)濟合理的施工方案。

1、帷幕灌漿

布置在靠近上游迎水面的壩基內(nèi)，形成一道連續(xù)的防滲幕墻。其目的是減少壩基的滲流量，降低壩底滲透壓力，保證基礎的滲透穩(wěn)定。帷幕灌漿的深度主要由作用水頭及地質(zhì)條件等確定，較之固結(jié)灌漿要深得多，有些工程的帷幕深度超過百米。在施工中，通常采用單孔灌漿，所使用的灌漿壓力比較大。帷幕灌漿一般安排在水庫蓄水前完成，這樣有利于保證灌漿的質(zhì)量。由于帷幕灌漿的工程量較大，與壩體施工在時間安排上有矛盾，所以通常安排在壩體基礎灌漿廊道內(nèi)進行。這樣既可實現(xiàn)壩體上升與基巖灌漿同步進行.也為灌漿施工具備了一定厚度的混凝土壓重，有利于提高灌漿壓力、保證灌漿質(zhì)量。對于高壩的灌漿帷幕.常常要深入兩岸壩肩較大范圍的巖體中，一般需要在兩岸分層開挖灌漿平洞。許多工程在壩基與兩岸山體中所形成的地下灌漿帷幕.其面積較之可見的壩體擋水面要大得多。

2、巖石基礎灌漿

巖石基礎灌漿（簡稱基巖灌漿），就是將某種具有流動性和膠凝性的漿液，按一定的配比要求，通過鉆孔用灌漿設備壓入巖層的（裂）隙中，經(jīng)過硬化膠結(jié)后，形成結(jié)石，以提高基巖的強度與整體性，改善基巖的抗?jié)B性。

3、固結(jié)灌漿

其目的是提高基巖的整體性與強度，并降低基礎的透水性。當基巖地質(zhì)條件較好時。一般可在壩基上、下游應力較大的部位布置固結(jié)灌漿孔；在地質(zhì)條件較差而壩體較高的情況下，則需要對壩基進行全面的固結(jié)灌漿，甚至在壩基以外上、下游一定范圍內(nèi)也要進行固結(jié)灌漿。灌漿孔的深度一般為5～8m，也有深達15～40m的.各孔在平面上呈網(wǎng)格交錯布置。通常采用群孔沖洗和群孔灌漿。固結(jié)灌漿宜在一定厚度的壩體基層混凝土上進行，這樣可以防止基巖表面冒漿，并采用較大的灌漿壓力，提高灌漿效果，同時也兼顧壩體與基巖的接觸灌漿。如果基巖比較堅硬、完整，為了加快施工速度.也可直接在基巖表面進行無混凝土壓重的固結(jié)灌漿。

4、灌漿的材料

漿液應具有較好的穩(wěn)定性，析水率低鹽基灌漿以水泥灌漿最普遍。灌入基巖的水泥漿液，由水泥與水按一定配比制成，水泥漿液呈懸浮狀態(tài)。水泥灌漿具有灌漿效果可靠、灌漿設備與工藝比較簡單、材料成本低廉等優(yōu)點。水泥漿液所采用的水泥品種，應根據(jù)灌漿目的和環(huán)境水的侵蝕作用等因素確定。一般情況下，可采用標號不低于C45的普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽大壩水泥，如有耐酸等要求，則選用抗硫酸鹽水泥。礦渣水泥與火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥由于其析水快、穩(wěn)定性差、早期強度低等缺點，一般不宜使用。水泥顆粒的細度對于灌漿的效果有較大影響。水泥顆粒越細，越能夠灌入細微的裂隙中，水泥的水化作用也越完全。對于帷幕灌漿，對水泥細度的要求為通過80m方孔篩的篩余量不大于5%。灌漿用的水泥要符合質(zhì)量標準，不得使用過期、結(jié)塊或細度不合要求的水泥。對于巖體裂隙寬度小于200m的地層，普通水泥制成的漿液一般難于灌入。為了提高水泥漿液的可灌性，自20世紀80年代以來，許多國家陸續(xù)研制出各糞超細水泥，并在工程中得到廣泛采用。超細水泥顆粒的平均粒徑約4m，比表面積8000cm2/g。它不僅具有良好的可灌性.同時在結(jié)石體強度、環(huán)保及價格等方面都具有優(yōu)勢，特別適合細微裂隙基巖的灌漿。在水泥漿液中摻人一些外加劑（如速凝劑、減水劑、早強劑及穩(wěn)定劑等）可以調(diào)節(jié)或改善水泥漿液的一些性能.滿足工程對漿液的特定要求，提高灌漿效果。外加劑的種類及摻人量應通過試驗確定。在水泥漿液里摻人黏土、砂、粉煤灰，制成水泥黏土漿、水泥砂漿、水泥粉煤灰漿等，可用于注入量大、對結(jié)石強度要求不高的基巖灌漿。這主要是為了節(jié)省水泥、降低材料成本。砂礫石地基的灌漿主要是采用此類漿液。當遇到一些特殊的地質(zhì)條件，如斷層、破碎帶、細微裂隙等。