水工大壩灌漿技術(shù)探索

余瑞麗

（云南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院　云南　昆明　650000）

水工大壩灌漿技術(shù)探索

余瑞麗

（云南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院云南昆明650000）

隨著我國(guó)水利工程規(guī)模的增大、數(shù)量的增多，且在施工技術(shù)不斷提高的情況下，水利工程的質(zhì)量有了很大程度的提升，其中灌漿技術(shù)是水工建筑物地基處理中常用的施工工藝，對(duì)提高水工建筑的地基穩(wěn)定性和牢固性起到了積極的促進(jìn)作用。本文主要分析水工大壩灌漿的重要性和施工技術(shù)要點(diǎn)。

水工大壩；灌漿技術(shù)；重要性

引言

就目前而言，在水利工程建設(shè)中，地基不穩(wěn)問(wèn)題經(jīng)常出現(xiàn)，給工程質(zhì)量造成很大影響，這就需要借助灌漿技術(shù)對(duì)地基進(jìn)行加固，在提高其穩(wěn)定性的同時(shí)，最大限度的提高其防滲透能力，為提高水利工程的質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。水庫(kù)大壩灌漿，是一項(xiàng)特別復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在具體實(shí)踐過(guò)程中，需要綜合考慮諸多方面的因素，結(jié)合工程具體情況，嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定和要求進(jìn)行施工，保證工程的施工質(zhì)量。

1　水工大壩工程中灌漿施工的重要性

在水工大壩施工中，為減少地基失穩(wěn)問(wèn)題的出現(xiàn)，經(jīng)常需要對(duì)地基進(jìn)行加固處理，為水利工程的發(fā)展創(chuàng)造穩(wěn)定安全的環(huán)境，這就需要借助先進(jìn)的施工工藝，其中，灌漿技術(shù)就是加固水工大壩的有效措施。灌漿對(duì)水工大壩的建設(shè)起著積極的促進(jìn)作用：①灌漿具有填充作用，填充物多是由漿液凝結(jié)而成的結(jié)石，填充起地層的空隙，以有效的阻值水流從地層的通過(guò)，大大提高了地層的密實(shí)度和強(qiáng)度；②灌漿有密實(shí)作用，在灌漿過(guò)程中，需要將漿液壓入地層，地層就會(huì)受到巨大的擠壓作用，進(jìn)而對(duì)細(xì)小的裂縫和空隙產(chǎn)生一定的擠壓填充作用，大大提高了地層的密實(shí)度和力學(xué)性能；③灌漿有粘合作用，漿液是實(shí)施灌漿技術(shù)的主要材料，具有較高的膠凝性，這樣就可以將地層中的巖塊和建筑裂縫等進(jìn)行有效的粘結(jié)，大大提高地基的承載能力。此外，灌漿具有固化作用，漿液中的某些材料可以與地層中的土壤發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成具有較強(qiáng)牢固性的類巖體，對(duì)提高整個(gè)地層的密實(shí)度和堅(jiān)固性有著積極的促進(jìn)作用。可見(jiàn)，灌漿技術(shù)在水工大壩的施工中具有十分重要的意義，是提高大壩質(zhì)量的有效手段。

2　水工大壩灌漿技術(shù)的類型和特點(diǎn)

2.1帷幕灌漿

帷幕灌漿可采用兩種施工方法，分別為自上而下、自下而上，其施工工藝見(jiàn)圖1，灌漿接觸段可以設(shè)置成2m，其余的段設(shè)置成5m為一個(gè)階段進(jìn)行施工，如果碰到特殊情況，可以根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)段進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰷p，但是不能超過(guò)1.0m。在巖基段進(jìn)行固結(jié)灌漿孔的施工，孔之間的距離不得小于6m，使用全孔一次灌漿的方法進(jìn)行；超過(guò)6m時(shí)，需要在監(jiān)理總工程師和參建各方負(fù)責(zé)人的指示下進(jìn)行施工。進(jìn)行帷幕灌漿施工時(shí)，需要使用孔內(nèi)循環(huán)方式的分級(jí)升壓方式進(jìn)行施工，在距離灌漿段底部0.5m處塞上灌漿塞，防止漏漿現(xiàn)象的出現(xiàn)。

圖1　帷幕灌漿施工方式

2.2固結(jié)灌漿

固結(jié)灌漿施工技術(shù)和水工大壩施工中是常用的，這種施工方法多與其它施工方法結(jié)合起來(lái)使用。其主要目的是加固基巖，以提高其強(qiáng)度和整體性，減少巖基壓縮變形，固結(jié)灌漿往往在壩基上游或下游1/3底寬范圍內(nèi)進(jìn)行一群低壓淺孔（一般孔深3～8m）灌漿，見(jiàn)圖2。固結(jié)灌漿孔由于鉆孔淺，一般均為直孔，可采用風(fēng)鉆或淺孔鉆鉆進(jìn)。固結(jié)灌漿的沖洗方法可分為單孔沖洗和群孔沖洗。整個(gè)過(guò)程在大的壓力下進(jìn)行，以便將裂隙中的充填物向遠(yuǎn)處推移或壓實(shí)，但要防止巖層抬動(dòng)變形。固結(jié)灌漿前，選擇有代表性的孔作壓水試驗(yàn)，壓水試驗(yàn)孔數(shù)為總孔數(shù)的50%，壓水試驗(yàn)壓力可采用0.3MPa逐漸增大至規(guī)定壓力，在規(guī)定的壓力下，每5min測(cè)一次壓入流量，滿足下列條件之一，試驗(yàn)即可結(jié)束，且以最終流量值為計(jì)算流量。固結(jié)灌漿施工，因無(wú)先導(dǎo)孔，故僅是每一灌漿段在灌漿前做簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)即可。

2.3模袋灌漿和雙漿液灌漿

模袋灌漿和雙漿液灌漿對(duì)加固地基，防治大壩滲漏問(wèn)題具有十分好的效果。在模袋的作用下，水泥漿中的水分會(huì)析出，水泥顆粒仍然留在袋內(nèi)，降低了水灰比，提高了固結(jié)強(qiáng)度，進(jìn)而為灌漿質(zhì)量的提高創(chuàng)造了有利的條件，為了更好的保證灌漿的質(zhì)量，需要選擇合適的模袋，一般采用的是尼龍、聚丙烯等材料的工藝織品。雙漿液灌漿也是解決特大通道漏水的現(xiàn)象，這既是一種化學(xué)灌漿方法，又是一種控制灌漿的方法，即將水泥漿液和速凝劑分別從兩個(gè)管內(nèi)注入，使其進(jìn)入混合器，兩者充分混合以后進(jìn)入孔底，進(jìn)而增加防滲漏效果。此外，為了有效的提高灌漿的可靠性，需要對(duì)漿液的擴(kuò)散距離進(jìn)行有效的控制，在保證不浪費(fèi)材料的基礎(chǔ)上，最大限度的增加防滲體的強(qiáng)度。

圖2　固結(jié)灌漿和帷幕灌漿

3　結(jié)合實(shí)例對(duì)水工大壩灌漿技術(shù)進(jìn)行具體分析

3.1工程概況

某水庫(kù)樞紐工程在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展中起到十分重要的作用，其基本情況如下：組成部分包括大壩、泄洪表孔和防水鋼閘三個(gè)組成部分，應(yīng)用漿砌石重力墻式干砌石壩，最大壩高為25m，壩頂長(zhǎng)度和寬度分別為50m和5m，上游壩坡和下游壩坡分別為1：0.1和1：0.6。壩體上游為漿砌石重力墻，頂寬和底寬分別為2m和4.5m，下游面為漿砌石壩殼，厚度為1m，有干砌毛石和砂礫石填隙存在于上游重力墻和下游壩殼之間。壩頂和壩上游則是混凝土防滲面板。壩體內(nèi)的毛石砌體填筑較為松散，存在著較大的空隙，有著較強(qiáng)的透水性。

3.2水工大壩灌漿施工方案

在本工程中，一共對(duì)66個(gè)壩體固結(jié)灌漿孔和35個(gè)帷幕灌漿孔進(jìn)行了布置，因?yàn)樵诨鶐r和坡積土中，有著較為成熟的帷幕灌漿技術(shù)，制定了相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，因此，本文主要探討了干砌毛石壩體固結(jié)灌漿技術(shù)。

3.3施工技術(shù)要點(diǎn)

結(jié)合本工程的實(shí)際工程特點(diǎn)，其固結(jié)灌漿施工技術(shù)如下：①灌漿孔的布置：將兩排灌漿孔布置于壩頂，沿著壩軸線方向布置，第一排孔和大壩上游面的距離為3.5m，和第一排距離為2m的地方，對(duì)第二排孔進(jìn)行布置，孔間距嚴(yán)格控制在2m左右，布置形狀為梅花形。②灌漿材料：在漿液方面，利用水泥砂漿來(lái)灌注固結(jié)；搭配采用了水泥砂漿和酸鹽水泥；將中細(xì)沙應(yīng)用進(jìn)來(lái)，含泥量在5%以下；按照飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)選擇拌和用水；在外加劑方面，結(jié)合具體情況，將速凝劑和減水劑等添加進(jìn)來(lái)，嚴(yán)格依據(jù)灌漿試驗(yàn)來(lái)對(duì)添加量進(jìn)行控制，加入時(shí)候，選取的都是水溶液狀態(tài)，用量要比4%的干料重量更小。③灌漿壓力：嚴(yán)格控制灌漿壓力，避免有變位問(wèn)題出現(xiàn)于灌漿層頂和下游壩殼，并且不會(huì)掀動(dòng)壩體漿砌石，孔口壓力需要保證在0.05MPa以下。④灌漿結(jié)束條件：當(dāng)不吸漿，或者最終吸漿量在1.5L/min以下，經(jīng)過(guò)0.5h左右的延續(xù)，灌漿作業(yè)就可以結(jié)束。此外，不管有多大的壓力，只要灌入的干料達(dá)到了每米兩噸，本段灌漿作業(yè)就可以結(jié)束。完成了全孔灌漿作業(yè)后，封孔工序需要及時(shí)進(jìn)行，通常情況下，利用水泥砂漿來(lái)進(jìn)行封孔。⑤質(zhì)量檢查：灌漿結(jié)束28d之后，需要將檢查孔鉆于基本孔之間，按照5%基本孔的數(shù)量來(lái)控制孔數(shù)，孔深需要比灌漿孔深度略大。灌漿后，砌體孔隙率需要在10%以內(nèi)，結(jié)石體強(qiáng)度需要比M7.5水泥砂漿強(qiáng)度大。

3.4大壩防滲加固處理措施

為了防止?jié)B漏的出現(xiàn)，還需對(duì)本工程進(jìn)行防滲處理，對(duì)此，可結(jié)合工程特點(diǎn)來(lái)操作，因?yàn)閴误w上游只有較為單薄的漿砌石重墻，它的抗滑和抗傾安全系數(shù)與斷面強(qiáng)度與規(guī)范要求不相符合，壩基也沒(méi)有對(duì)防滲帷幕進(jìn)行設(shè)置，則需要進(jìn)行防滲加固處理。具體的方案是這樣的：固結(jié)灌漿處理壩體內(nèi)重力墻后的干砌毛石，促使?jié){砌石墻斷面尺寸得到增大，墻身強(qiáng)度和墻體穩(wěn)定性得到顯著提升。帷幕灌漿處理壩基巖石和右壩肩坡積土，這樣壩體滲漏和壩基滲漏的問(wèn)題得到有效解決，并且壩體抗滑穩(wěn)定性得到顯著提升。

4　結(jié)束語(yǔ)

綜上分析，在水工大壩施工種，灌漿技術(shù)對(duì)保證施工質(zhì)量具有十分重要的作用，直接關(guān)系著大壩的穩(wěn)固性和防滲性能，因此，需要加強(qiáng)對(duì)這一先進(jìn)工藝的重視和探討，結(jié)合施工的需要采取合適的灌漿方法，以達(dá)到預(yù)期的效果。

[1]徐龍?jiān)?淺析水工建筑中水庫(kù)大壩灌漿施工及防滲加固處理探究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2013（12）：56.

[2]莫文平.著重探討灌漿施工技術(shù)在水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用[J].中華民居（旬刊），2011（15）：308～309.

[3]李欽智.淺談某水庫(kù)大壩灌漿施工技術(shù)及其質(zhì)量控制[J].科技與生活，2010（14）：33.

TV543

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1673-0038（2015）07-0169-02

2015-1-26

余瑞麗（1987-），女，蒙古族，云南宣威人，助工，本科，主要從事水工設(shè)計(jì)方面的工作。