基于水利工程施工中灌漿技術的探討

□ 王衛軍（周口市沙潁河工程管理處）

0 引言

在水利工程施工過程中其灌漿技術特別重要，是水利工程得以順利進行的基礎，其質量的好壞直接影響到工程的質量安全。因此，在施工的過程中，一定要注意基礎灌漿技術與地質條件相互適應。在水利施工的時候，必須要對地基進行嚴格的處理，這樣才能夠達到防滲的各項性能規定，從而確保水利工程的質量安全。

1 高壓噴射灌漿技術

1.1 高壓噴射灌漿技術的原理

高壓噴射灌漿技術的原理就是借助高壓射流，沖擊、破壞被灌地層的結構，并灌入混合漿或水泥漿，把被灌地層的顆粒與漿液摻混，形成達到設計要求的凝結體，進而達到防滲和加固地基的目的。

1.2 高壓噴射灌漿技術的優勢

1.2.1 適用范圍廣，施工簡便

高壓噴射灌漿技術能夠應用在整個工程的施工過程中，其適用范圍非常的廣泛，并且施工工藝比較簡單。在施工的時候只需在土層鉆一個孔徑為50～300mm的小孔，就可以在土層中噴射并形成0.40～4.00m的固結體。

1.2.2 固結體形狀可以控制

利用高壓噴射技術在噴射的過程中，通過調整提升速度和旋噴速度，增加或減少噴射的壓力，可更換不同孔徑的噴嘴來改變流量，按照工程需要控制固體形狀。

1.2.3 原料廣闊、成本低廉

噴射的漿液最主要的原材料是水泥，使用化學材料的情況非常少，有時為節約水泥的用量，還可以加入一定量的粉灰，從而大大的降低注漿的材料成本。

1.2.4 設備簡單、方便管理

高壓噴射灌漿整套設備的結構具有體積小、緊湊、占地少、機動性強的特征，能夠在低矮和狹窄的現場進行施工。并且施工的管理非常的簡單，在三重管、二重管、單管噴射的過程中，通過對冒漿情況、吸漿量以及噴射壓力的量測，能夠了解其效果與存在的問題，從而能夠及時的調整噴射的參數或者改變工藝，確保固結質量。進行多重噴射的時候，可以先從屏幕上了解尺寸和空間形狀以后，再用漿材進行填充，施工管理非常方便。

1.3 高壓噴射灌漿施工過程中的質量控制

1.3.1 高壓噴射灌漿材料的質量控制

水利工程項目的地基在進行高壓噴射技術施工時，對穩定性和防滲性的要求非常高。但是凝結體的防滲性能主要受地層的成分、顆粒級配、漿液材料、施工工藝以及施工的方法等影響。對項目工程使用的原材料進行質量控制，一般指控制水泥的質量，主要原因是高壓噴射灌漿技術形成的凝結體的形狀不是非常的規則，它和噴射形式有很大聯系，因此，其材料大都采用52.5或者42.5的普通的硅酸鹽水泥。需要進行復試的原材料由監理人員到施工現場見證取樣之后，送達專門的檢測部門對其進行復試，如果水泥漿液需要摻入添加劑時，一定要進行試驗，確定其合適的摻量。

1.3.2 對鉆孔施工的控制

要嚴格的依據高壓噴射灌漿技術的標準，確定孔距。因為選擇的孔距是否正確，直接的影響到了凝結體連接的可靠性，對工程進度、工程造價也帶來一定的影響。因此，在選擇孔距的時候，一定要結合工程項目的地質條件以及高壓噴射灌漿技術等進行確定。在鉆孔施工之前，一定要對鉆孔檢驗，檢驗合格以后才能夠對孔內及縫面進行沖洗。通常采用水輪、風輪轉換進行，沖洗的時候孔口敞開，將水（風）管插到孔底，水（風）反復的沖洗，直到回清水后才可以結束。其次，根據確定好的孔距，再按照鉆孔施工設計的順序進行施工，并且要確保施工的效率。等鉆孔機到后，要保證設施的平穩性。通常選擇用泥漿護壁鉆進鉆孔，并且在工程施工的過程中，一定要仔細的記錄好掉鉆、孔位、孔深、漏漿、地層變化等情況。如果需要加蓋保護鉆孔孔口，可以暫停鉆孔或者在終孔進行噴射之前。

1.3.3 高壓噴射灌漿的質量控制

高壓噴射灌漿技術的施工需要分序、分排的進行高壓噴射灌漿。在下管噴射前，可以先進行地面試噴，從而能夠調整噴射方向的準確性，再接著按照預定的深度把其插入。在工程施工的過程中，一定要經常的檢查泥漿泵的壓力和漿液的流量，空壓機的風壓和風量、鉆孔機的轉速等。為了避免在灌漿壓力的作用下，導致裂縫兩側的混凝土產生有害應力與形變，在灌漿施工的過程中，必須布置設備對裂縫進行實時觀測。灌漿應該由一側向另一側、由下至上、由深到淺進行。灌漿結束的標準是單孔吸漿率漸漸趨向零后，再繼續灌注20-30min才能夠結束。

1.4 水利工程中高壓噴射灌漿施工的問題及解決對策

1.4.1 泥漿漏失問題

在鉆孔的時候，往往會出現泥漿漏失的問題，出現這種情況主要是由地層的情況所導致的。如果發生泥漿漏失的情況且漏失量比較小，應盡量使噴漿的漏失量最小，讓泥漿填滿地層的孔隙。如果出現泥漿漏失的情況且漏失量比較大，可以選擇水泥、砂、黏土等對孔內的漏漿進行壓入，從而實現封堵的目的。而選擇摻入黏土主要是為固壁、充填的作用。選擇摻入砂的目的是為了保證充填體在噴灌時不被高壓水破壞，從而保證噴射的質量。選擇摻入水泥主要是為了加快凝結速度，提高鉆孔恢復的速度。

1.4.2 漏漿問題

漏漿孔口如果不發生冒漿，主要是因為地層中的孔隙比較大。如果出現了這種問題，可以在漿液中摻入一定量的速凝劑，減少固結時間。或者在孔隙部位增加注漿量，等填滿孔隙后，就能夠正常的噴漿。

1.4.3 較大冒漿問題

出現較大冒漿量的問題，主要是因為在有效的噴射范圍之內，管路出現了故障或者是注漿量不適宜。如果發生了冒漿量比較大的情況，可以先檢查噴漿管的各個接頭，看接頭處是否出現密封不良、損傷等現象。

2 接縫灌漿技術在水利工程施工中的應用

2.1 接縫灌漿技術原理

接縫灌漿技術在水利工程中的應用，其原理是在工程項目的土石界面，通過水泥或水泥漿液和水玻璃的混合液等水硬性膠凝材料，對孔隙、裂隙、土洞、溶洞及軟土地基等不良地質的情況進行固化反應和接縫灌漿封堵，從而使接縫灌漿漿液和原始土石相結合，并形成穩定的土石結核，把其固化為受力整體。這樣不僅能夠隔斷地下水對持力層帶來的影響，還可以消除在基巖面周圍的巖溶裂隙水，在受到地下水位的季節性變化以及因各種震動的影響而誘發地表變化，進而避免了工程投入使用之后發生局部塌陷的現象，減少了水利工程質量的安全隱患。

2.2 水利工程中接縫灌漿技術的有效應用探究

2.2.1 水利工程施工中接縫灌漿技術的加固應用措施

若想調配符合標準的接縫灌漿漿液，一定要根據導孔巖體的裂隙發育情況、破碎程度、地質構造以及注水試驗滲透系數的大小、工程的施工環境等因素進行綜合考慮。通常使用純水泥單液進行接縫灌漿，這時水泥漿的水灰比約0.80:1～0.80:1.10。假如需要使用雙液進行接縫灌漿時，水玻璃與水泥混合漿液中水泥的體積比約為0.40:1～0.50:1。接縫灌漿技術采用的是全孔分層接縫灌漿法。接縫灌漿之前要做鉆孔吸水量試驗和管路壓力試驗，接縫灌漿的時候水泥漿充分的攪拌，確保漿液滿足設計規范的要求，按照配合比的設計要求將調配好的漿液使用接縫灌漿泵送到孔內。

2.2.2 水利工程施工中接縫灌漿技術的質量控制措施

第一，要先控制開孔的垂直度，通常采用干鉆進行鉆孔，如果使用濕法進行鉆孔，一定要做好清孔處理，要詳細的記錄鉆孔的情況，檢查巖土分界的位置、巖面的成分、鉆孔的深度等。第二，對接縫灌漿技術的選擇，對于基巖的裂隙處采用分段下行法進行接縫灌漿，自上往下分段進行接縫灌漿之后，還應該從下向上再注一次；如果巖層穩定并且垂直度不合理或者含水層處又有隔水層的時候，應該選擇分段上行法；如果地質遇到暗河、槽、溝時應選擇混合式。第三，對于漏漿、冒漿的處理，根據實際情況選擇下面幾種處理方法:適當的調大漿液的濃度；在漿液中添加適量純凈的細砂，從而增大孔隙率；加入速凝劑，減少凝結的時間；采用水玻璃與水泥混合漿液雙液進行接縫灌漿等等。第四，判斷接縫灌漿的結束，主要是根據接縫灌漿的結束標準要求來決定是否結束，當滿足下面條件中的一個時就可以結束接縫灌漿:一是冒漿點已經超出接縫灌漿的范圍外3～5m；二是接縫灌漿的鉆孔基巖較為完整，或者多次進行接縫灌漿，鉆孔口的壓力都超過了1.50MPa；三是接縫灌漿鉆孔口的壓力約為0.20～0.50MPa，且吸漿量已達到或者甚至超過了40L/min，其持續了30min；四是，單孔接縫的灌漿量已經達到了平均接縫灌漿量的兩倍，并且進漿量明顯的減少。

2.3 在水利工程施工中接縫灌漿技術遇到特殊情況的處理方法

對于壩體壩面和廊道等位置出現表面裂縫，和橫縫灌區一起形成串漏的通道，接縫灌漿在進行施工之前要對嵌縫進行處理。常用的處理方法是，使用切割機在外漏橫縫的位置切割寬度約為10cm的口，深度約為5～8cm；再使用鋼釬把切割的混凝土去掉，槽內的深度約為8～10cm，鑿成一個U字形的槽，并把U字形的槽用清水沖洗干凈；等U字形槽徹底干后，用1:2的預縮砂漿進行填充嵌堵，使用鐵錘砸結實，等3d之后對其進行壓水檢查，保證不再外露之后才能夠進行接縫灌漿施工；當層頂或者層底的止漿片失效的時候，沿著整條灌區的縫鑿槽嵌堵，并在十字交叉處查看壓水的情況，再考慮需不需要進行截堵；如果廊道周圍的止漿片失效時，應整圈廊道進行鑿槽嵌堵，形成一個閉合圈；如果局部混凝土缺陷滲漏，一定要先把缺陷的混凝土鑿到約8～10cm分深,在接縫灌漿前的3-5d用環氧砂漿或預縮砂漿嵌堵,并且預埋直徑約為2cm的塑料管或鋼管，作為放漿管。

3 結論與建議

13巖基灌漿是為了提高水利工程巖基的強度，是增強巖基的整體性與抗滲性的最為有利的措施。水利工程灌漿技術廣泛應用，有效地的解決了水利工程施工工程量大、技術難度高、工期緊等問題。水利工程灌漿技術與理論隨著工程的實踐在不斷的發展，選擇經濟又安全的施工措施，深入的分析漿體在巖土層中的運動規律，并提高水利工程灌漿技術施工的有效性，是水利工程施工安全的有力保障。

[1]張林海.接縫灌漿技術在水利工程施工中的應用[J].城市與建筑,2013（9）.

[2]梁世昌.論述高噴注漿在水電站圍堰防滲中的應用[J].科技致富向導,2013（13）.