圍堰控制性灌漿防滲處理技術(shù)分析

高小兵　萬小現(xiàn)

摘 要：圍堰防滲在水利工程建設(shè)中占據(jù)著一定的地位，圍堰防滲灌漿技術(shù)則關(guān)系到整個(gè)施工工程的質(zhì)量。土石圍堰因其工程造價(jià)低、施工構(gòu)造簡單，被廣泛的應(yīng)用在水利工程中。但土石圍堰建設(shè)基礎(chǔ)為地質(zhì)沉積層，其在連接的砂礫間存在孔隙，一旦出現(xiàn)嚴(yán)重的孔隙架空現(xiàn)象，圍堰就會(huì)發(fā)生較為明顯的滲流，從而影響到整個(gè)工程的有序進(jìn)展。控制性灌漿是防止圍堰滲漏處理的有效手段之一，對(duì)水利工程施工有著重要的意義。文章結(jié)合前人研究成果，進(jìn)一步分析了圍堰控制性灌漿防滲處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：圍堰；控制性灌漿；防滲；處理技術(shù)

中圖分類號(hào)：TV551.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）29-0014-01

1 水利工程建設(shè)

水利工程建設(shè)是一項(xiàng)工程量大、工序復(fù)雜、工期長的系統(tǒng)工程，圍堰是水利建設(shè)的重要結(jié)構(gòu)，是用來為永久性水利工程服務(wù)而建設(shè)的臨時(shí)性工程。圍堰工程需構(gòu)建嚴(yán)密，以保障其不被水土滲漏、沖刷。在水利工程建設(shè)中，常常采用控制性灌漿技術(shù)，來有效的控制圍堰滲漏現(xiàn)象，保障工程的順利開展。

2 控制性灌漿機(jī)理

一般圍堰沙礫層很少使用灌漿防滲方法，因?yàn)槠涮畛浞秶刂撇粶?zhǔn)確，還要設(shè)置多個(gè)灌漿孔，工程難度比較大。為適應(yīng)工程需要，現(xiàn)今多采用控制性灌漿工藝，它的使用主劑是水泥漿，然后根據(jù)不同地質(zhì)摻雜其他合料，比如沙粒、粘土和纖維等。這種工藝依照材料化學(xué)或者物理性質(zhì)解決漿液擴(kuò)散等問題，其防滲效果顯著。控制性灌漿工藝的機(jī)理主要是利用灌漿材料阻止水泥漿液流動(dòng)或者加快其凝固速度。在流速較高、地基沙粒孔隙較大區(qū)域使用時(shí)，摻加粘土、纖維等合料，能有效控制水泥漿液的擴(kuò)散。

3 控制性灌漿設(shè)計(jì)

該灌漿技術(shù)一般采用雙排孔設(shè)計(jì)，孔間距為1 m。灌漿時(shí)，孔距正常情況下設(shè)定為2 m，孔深深入基巖0.5 m，孔數(shù)則根據(jù)具體工程設(shè)定，并采用分段循環(huán)式灌漿法施工，灌漿材料采用硅酸鹽和水玻璃，灌漿壓力0～10 m設(shè)定為0.3 MPa，10～20 m設(shè)定為0.6 MPa。

4 控制性圍堰灌漿施工

4.1 鉆 孔

圍堰灌漿鉆孔正常的情況下，采取靜壓套管法，可避免松散巖層坍塌問題。在操作時(shí)，鉆孔誤差要控制在一定范圍內(nèi)，并做好現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)識(shí)，還要在固定時(shí)間段內(nèi)對(duì)其進(jìn)行復(fù)核，保證孔的應(yīng)用效果。在鉆孔時(shí)，要緩慢鉆進(jìn)，鉆孔結(jié)束，要進(jìn)行審核驗(yàn)收，保證其達(dá)到施工設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)，然后才能進(jìn)行下一道工序。

4.2 灌漿材料

灌漿水泥選用硅酸鹽水泥，其細(xì)度要能通過80 μm的方孔篩。化學(xué)灌漿使用的材料要選擇水玻璃，其由堿金屬氧化物與二氧化硅兩者結(jié)合，具備粘度低、灌性好、成本低等特點(diǎn)，使用較為安全，與水泥混合使用，可以促使泥漿材料兼具兩者特性。

4.3 漿液配備

為了保障漿液不過分流失，水泥漿的副液選擇水玻璃。制漿設(shè)備在正常情況下，使用400 L的高速攪拌機(jī)，將漿液完全攪拌后，導(dǎo)入過濾網(wǎng)，開始灌漿。灌漿泵選擇正常施工型號(hào)，輸漿管使用在38 mm范圍內(nèi)的高壓膠管，其最大承受力要保證在10 MPa以上，灌漿泵處的漿管應(yīng)該安裝壓力表，壓力表和管路間應(yīng)安置膠皮隔離裝置，并且要對(duì)壓力表定期檢測(cè)，以保證施工質(zhì)量。

4.4 灌漿段長及壓力

灌漿段長可以在1.5～2.5 m的范圍之間調(diào)整，并將全孔分成3～10段。灌漿時(shí)，壓力設(shè)置為2級(jí)，在10 m之內(nèi)設(shè)置壓力為0.3 MPa，在10～20m的范圍內(nèi)設(shè)置壓力為0.6 MPa。灌漿流程中，壓力的設(shè)置要逐級(jí)增加。灌漿流程是在上面的管口灌入石灰漿，然后對(duì)下面孔口使用栓塞止?jié){封閉。在這一流程中，要注意保持孔底漿液的循環(huán)。另外，在上提實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，要保持孔內(nèi)灌注，從而減少水對(duì)水泥漿液的沖釋，并防止提拉試管時(shí)孔壁出現(xiàn)塌落的狀況。

4.5 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量檢查

在一定的設(shè)計(jì)壓力范圍內(nèi)，當(dāng)水泥漿注入率比為1 L/min時(shí)，連續(xù)灌注15 min后應(yīng)停止灌注。如果因?yàn)楣こ淌┕ぁ⑼ｋ姷韧獠恳蛩卦斐晒酀{中斷，當(dāng)中斷后應(yīng)該立刻用水沖洗灌漿管，等到工程恢復(fù)正常后，開始重新實(shí)施灌注。質(zhì)量檢查時(shí)，采用注水試驗(yàn)的方法，對(duì)灌漿檢測(cè)結(jié)果做綜合評(píng)價(jià)，檢查結(jié)果要在灌漿工作結(jié)束的14 d時(shí)進(jìn)行。檢查孔在布置時(shí)，要選擇地質(zhì)條件較為差、灌漿工序困難的部位做重點(diǎn)布置，具體方案由監(jiān)理工程師結(jié)合各種因素制定。

4.6 特殊情況處理

灌漿工程實(shí)施可能會(huì)出現(xiàn)串漿現(xiàn)象，如果其具備灌漿應(yīng)用條件，就可以同時(shí)做灌漿處理工作。在灌漿程序中如果出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，要立即采取封堵措施，如果此措施應(yīng)用效果不佳，可以連續(xù)灌入濃漿，等到水泥漿凝固后再開始復(fù)灌。如果孔段出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，要鉆入終孔深處，用大量的水對(duì)其沖洗，幫助孔內(nèi)出水返清。在灌漿壓力過大或者注入率低的情況下，要及時(shí)查明原因，對(duì)其進(jìn)行對(duì)應(yīng)處理。

5 技術(shù)解決方案

水利工程圍堰建筑，地質(zhì)的沙礫層一般容易出現(xiàn)軟硬不分、不均勻的現(xiàn)象，在不能應(yīng)用泥漿護(hù)壁的方法時(shí)，其鉆孔技術(shù)是關(guān)鍵施工問題。現(xiàn)今工程施工設(shè)備多使用潛孔鉆，其扭矩較小，使用效率偏低，很難適應(yīng)一些強(qiáng)度較高的施工需求。還有一些施工采用跟管沖擊鉆具，其配備較為先進(jìn)的活塞式空壓機(jī)，但是其風(fēng)量應(yīng)用往往不足，實(shí)際鉆孔效果依然不理想。所以，圍堰施工鉆孔只能采用大生產(chǎn)率的管鉆機(jī)，同時(shí)還需配備螺桿式空壓機(jī)，才能解決機(jī)械鉆孔的沖擊、轉(zhuǎn)速和風(fēng)量問題。

一般沙粒層的透水性較好，其水埋深度和流速會(huì)對(duì)圍堰造成一定滲漏影響，水泥量也會(huì)跟隨潛流流失，造成工程材料的單耗，使得防滲處理呈現(xiàn)不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象。針對(duì)這一現(xiàn)象，首先要做好漿液配備調(diào)整，可以根據(jù)實(shí)際情況加大水玻璃的實(shí)際摻入量，其摻入量程度在泥漿的5%左右即可。與此同時(shí)，還要做好對(duì)異常段做堵漏，比如惰性材料。然后，在不同時(shí)間段反復(fù)灌漿，以保障圍堰防滲處理技術(shù)的施工效果。

6 結(jié) 語

圍堰防滲在水利工程建設(shè)中占據(jù)著一定的地位，圍堰防滲灌漿技術(shù)則關(guān)系到整個(gè)施工工程的質(zhì)量。土石圍堰因其工程造價(jià)低、施工構(gòu)造簡單，被廣泛的應(yīng)用在水利工程中。但土石圍堰建設(shè)基礎(chǔ)為地質(zhì)沉積層，其在連接的砂礫間存在孔隙，一旦出現(xiàn)嚴(yán)重的孔隙架空現(xiàn)象，圍堰就會(huì)發(fā)生較為明顯的滲流，從而影響到整個(gè)工程的有序進(jìn)展。控制性灌漿是防止圍堰滲漏處理的有效手段之一，對(duì)水利工程施工有著重要的意義。文章結(jié)合前人研究成果，進(jìn)一步分析了圍堰控制性灌漿防滲處理技術(shù)。

水利工程圍堰建設(shè)環(huán)境多為沙粒地基，需要做圍堰基礎(chǔ)防滲處理，常規(guī)方法多采用控制性灌漿技術(shù)，其實(shí)踐效果非常理想，是值得廣泛推廣的防滲技術(shù)。

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