關于水利工程中基礎灌漿施工技術的應用分析

【摘要】水利工程發展需要各方面技術的支持。基礎灌漿的施工技術在水利工程中起到重要作用，在實際施工中對水利工程的質量產生重要影響。地基質量的優劣是水利工程質量的基礎，而基礎灌漿施工是對地基處理的一項主要工序，因此，灌漿施工技術在水利工程中起到舉足輕重的作用。

【關鍵詞】水利工程；基礎灌漿；技術應用

引言

隨著我國經濟的發展，基礎設施的建設在全國范圍內蓬勃興起，其中水利工程的發展尤為突出，三峽等水利工程建設舉世矚目。水利工程是重大的民生工程，對百姓群眾的生產生活均有較大影響，水利工程的質量也直接關系到人民群眾的生命財產安全，因此不容有任何差錯。地基的建設是水利工程質量的重點難點，同樣也是水利工程的根本所在。天然地基中往往存在較多的缺陷，在硬度、穩定性、抗滲性等方面均具有影響水利工程質量的問題。在水利工程施工初期需對地基進行處理，提高地基的硬度，加強地基的穩定性，使其能夠達到水利工程建設基礎的要求，同時還需預防上游水滲透等問題的出現。在實踐過程中，基礎灌漿法以其工藝的簡易性和較強的適應性，在巖溶地區、吸漿地區、漏水地區均有廣泛的應用。

1、基礎灌漿施工技術在巖溶地區的應用

巖溶地區水利工程的地基處理工作目前尚沒有成熟可靠的施工技術，大多依照施工人員多年的巖溶地區施工經驗，和在相似地區的地基處理方式實踐成果。

對巖溶地區的基礎施工既可以通過無填充物的基礎施工完成，也可以通過有填充物的基礎施工完成。其中有填充物的基礎施工對技術水平的要求相對較為苛刻。灌漿技術就是有填充物的基礎施工技術之一，并在巖溶地區取得了廣泛的應用。灌漿技術普遍采用高壓灌漿技術。高壓灌漿技術是使用不沖洗高壓水泥灌漿的方法對巖溶地區的地基進行處理填充，通過高壓灌漿施工，使地基的填充物更加密實、地基的穩定性和防滲水性更可靠。運用高壓灌漿技術處理地基過程中，水泥以條形狀向土壤中滲透并在土壤地層中鉤織形成網狀結構，此法處理后的地基抗劈裂能力更強，從而保證水利工程具有更好的穩定性。高壓旋噴灌漿技術則通過鉆機鉆入巖溶地層，在鉆頭部高壓噴射水泥漿進入地層，進入地層的水泥漿破壞四周松軟土壤并與土層相互混合，形成混合攪拌物，攪拌物凝固后地層土壤中就會形成結實的固結體，與周圍土體共同作用形成穩固水利工程地基。此項技術主要優點為效果佳、速度快，但對鉆頭噴嘴以及鉆機的要求較高。

根據處理巖溶地層深度的不同，基礎灌漿技術也可以分為：基礎灌漿技術對淺層含巖溶地區施工處理、基礎灌漿技術對深層巖溶地區施工處理。

在深度較淺的淺層含巖溶地區進行基礎灌漿施工，需要一定的預處理措施將淺層巖溶中的沙土清理出地面，再將水泥漿灌入該巖溶地區，形成穩固的地基；

一般將深度超過50米的巖溶地區稱為深層巖溶，高壓旋噴灌漿技術對深層巖溶實施灌漿處理存在一定的技術難度，多數情況下為采用基礎灌漿方法對深層巖溶地區進行灌漿處理。在將水泥漿灌入深層巖溶地層過程中，水泥漿對地層中的其他填充物有一定的排擠作用，且排擠的壓力較大，能夠促使深層巖溶地層中原有填充物和水泥漿迅速攪渾并快速硬化，從而穩固水利工程地基。

2、基礎灌漿施工技術在吸漿較大工程中的應用

多數情況下，對水利工程中的基礎灌漿施工工程可以在1-3小時內完成，且在整個基礎灌漿工程中使用水泥的數量都是在有限的范圍內，單位面積的地層實施基礎灌漿所需要的水泥的數量在120～220kg/m之間。因此對于一般地層的灌漿工作，施工人員都能夠熟練操作，且對施工工序及用量都成竹在胸。但在一些地層條件比較復雜的地段，灌漿施工中可能會出現大量吸漿的狀況，這種情況加大了工程中水泥的用量，直接影響了工程的經濟效益，因此必須采取相應措施降低地層的吸漿情況。

分析灌漿過程中出現吸漿狀況的原因是探尋解決方案的基礎與前提。相關施工經驗表明，吸漿現象的根本原因在于地質條件的特殊，導致地層中存在特殊的流動通道，造成灌注的水泥漿從這些流動通道流到別的位置或在附近的地表滲出。

解決吸漿現象的措施主要有三種：限流措施、降壓處理法、多次灌漿法。

采取限流措施是指限制向地層中灌注水泥漿的速度，在單位時間內灌注水泥漿的體積限制在10-15L/min。采取限流措施降低吸漿情況發生的原理是減小水泥漿在巖縫中的流動速度使其能夠在地層近端就開始沉淀并凝結，防止其進入復雜地層中存在的流動通道，造成嚴重的吸漿情況發生；

采用降壓處理法是采用較低的灌注壓力將水泥漿注入地層。降低灌漿的壓力可以減小水泥漿在地層中的流動速度，使水泥漿處于自流狀態中，并在自流過程中不斷凝結，在進入地層流動通道之前在地層中凝結，減緩吸漿現象；

多次灌漿法則是將設計的水泥漿量按照多次少量的方法灌注入地層中去，在灌注的過程中時間有間歇性，每灌一定量的水泥漿后間隔一段時間，在此時間內，注入地層的水泥漿可以快速凝結，封住通道，達到防止后續注入的水泥漿進入內部流動通道而發生吸漿現象的效果。采用這種特殊的多次灌漿方法進行基礎灌漿施工時，灌漿結束時的灌注壓力比預先設計的壓力要小，在灌漿壓力無法灌注入水泥漿時需要根據現場實際適當調整灌注壓力，保證工程的順利進行。

3、基礎灌漿施工技術在嚴重漏水地區的應用

水利工程中經常出現嚴重漏水的情況，會直接影響到水利工程的順利施工、耽誤工期、影響經濟效益，同時還會導致工程質量的下降。基礎灌漿法是處理嚴重漏水的水利工程的一種重要手段。目前廣泛適用處理漏水現象的灌漿方法有：膜袋灌漿法和帷幕灌漿法。

膜袋灌漿法主要適用于因溶蝕作用在可溶性地層中出現溶溝而導致的漏水現象。膜袋主要由尼龍和聚丙烯兩種化工物質組成，因此膜袋的變形能力與其他材料相比較強，并且十分耐磨。施工作業中水泥漿在膜袋中會受到膜袋的變形擠壓作用，使水泥漿中的水分分離出來，極大地降低水泥漿的凝固時間。此外，有賴于膜袋的變形能力，這種方法能夠適應各種不規則的溶溝，堵塞效果顯著，并且也能很好地抑制水利工程地基中的漏水現象的發生；

帷幕灌漿法的防漏效果比膜袋法的效果更佳，在水利工程領域的防漏水方面得到了更為廣泛的應用。帷幕灌漿法是在水利工程的上游壩基處，通過灌注水泥漿和壩基土層的結合，形成嚴密的、連續的一段防漏幕墻，直接阻隔上游的水向下游流動的細小孔道。這種方法能夠有效的降低上游水通過壩基的滲流量。同時，通過帷幕灌漿，可以在水利工程地基中直接形成覆蓋性的防滲帷幕，阻斷了可能存在的任一流動通道，因此防漏效果更好。

4、結語

基礎灌漿法是水利工程中進行地基處理的一種重要工藝措施。無論在淺層溶巖地區還是在深層溶巖地區均能夠對水利工程的地基進行有效的處理。對于地基處理過程中出現的吸漿現象，通過工程人員多年的實踐，逐漸形成了三套處理方法：限流措施、降壓處理法、多次灌漿法，并取得了較好的效果。在漏水地層的處理中基礎灌漿法逐漸發展了膜袋灌漿法和帷幕灌漿法，能夠在不同性質的地層中取得較好的防漏效果。

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