固結灌漿在某水庫工程的應用分析

□王偉□郭勝利（濟源市水利工程地質勘察鉆井隊）

固結灌漿在某水庫工程的應用分析

□王偉□郭勝利（濟源市水利工程地質勘察鉆井隊）

固結灌漿是為了改善節理裂隙發育或有破碎帶的巖石的物理力學性能而進行的灌漿工程。固結灌漿是水工建筑物地基處理的主要方式，不僅能提高巖石的物理力學指標,還能提高地基整體性、承載力和抗變形能力，因此被廣泛采用。文章以某水庫為例，詳細介紹了固結灌漿實驗，及其施工工藝，通過實際工程應用情況證明固結灌漿施工方案合理，效果良好，達到了預期目的。

固結灌漿；實驗；工程應用；施工工藝

1 工程概況

某水庫位于河南省濟源市，工程由混凝土面板堆石壩、泄洪洞、溢洪道及引水發電系統組成。水庫樞紐工程控制流域面積為9223km2，總庫容為3.17億m3，最大壩高為122.50m，正常蓄水位為275m。

泄洪洞設低位和高位兩條，平行布置。1＃泄洪洞為低位洞，進口底板高程為190.00m，為城門洞形，洞身長552m，下游出口設挑流鼻坎，鼻坎高程為179.70m;2#泄洪洞進口底板高程210m，為城門洞形，洞身長582m，下游出口設挑流鼻坎，鼻坎高程為179.30m。

2 固結灌漿

固結灌漿主要是用壓漿設備把漿體打入橋梁石的縫隙或者空隙之中，目的是為了增加地基巖石的承載強度。在巖石地基上建壩，一般多進行固結灌漿。固結灌漿主要作用是：提高巖體的抗壓強度與彈性模量;增強巖體的整體性與均質性;減少巖體的變形與不均勻沉陷。

固結灌漿依據深度不同，可以分為三類，具體情況見表1。

表1 固結灌漿分類表

3 固結灌漿在工程中的應用

泄洪洞灌漿順序為先固結后回填。固結灌漿前先做灌漿試驗，以確定灌漿壓力、比級、吃漿量、抬動值等指標。洞室采用有蓋重灌漿。

根據設計要求，本工程的整個洞段均進行固結灌漿，灌漿孔深入圍巖3.00m，灌漿孔間排距3.00m。

3.1 固結灌漿試驗

在洞內某區域按排距3m正方形布孔。灌漿試驗為兩序，共9孔。先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔。抬動試驗和生產性灌漿試驗同時進行。生產性試驗區域內的孔，均安裝地表抬動測量裝置（千分表）。試驗孔平面布置如圖1所示。

圖1 試驗孔布置圖

3.2 固結灌漿試驗的目的

通過灌漿試驗提供合理的施工程序及良好施工工藝，確定漿液配比、灌漿方法及驗證設計灌漿壓力的可行性；觀測在規定壓力下基巖的抬動變形是否滿足《技術標準》的要求；及時發現灌漿中出現的問題，并找出解決辦法，確保灌漿施工質量；編寫固結灌漿試驗成果報告，作為該洞室灌漿設計和施工的主要依據，使設計和施工更符合實際情況，布局更為合理。

3.3 在工程中的具體應用

固結灌漿在本工程的施工工序為：施工準備→測量放樣→鉆抬動觀測孔→安裝抬動觀測儀→鉆灌漿孔→洗孔→壓水→灌漿→封孔→鉆檢查孔和灌后測試→聲波檢查→封孔。

3.3.1 鉆孔

采用YT一28型潛孔鉆機進行鉆孔，先鉆Ⅰ序孔，待Ⅰ序孔灌完后再鉆Ⅱ序孔。孔深深入基巖≥3m，鉆孔為鉛直孔，孔徑為76mm。鉆孔孔位偏差應＜0.10m。要完整、及時、準確記錄鉆孔，每個鉆孔結束后，應對鉆孔進行驗收工作，合格后方可進行下道工序的施工。

3.3.2 沖孔

成孔后采用高壓水脈動方式進行單孔裂隙沖洗，沖洗壓力為灌漿壓力的80%，沖出孔內巖粉等雜物，沖冼到返清水為止。

3.3.3 壓水試驗

為便于分析判斷灌漿效果，采用單點法進行壓水試驗，壓水試驗壓力為灌漿壓力的80%，試驗孔數≥總孔數的5%。壓水時間為20min，將壓力調到規定值并保持穩定后，每5min測讀一次壓水流量，以最終流量作為計算流量。壓水試驗采用灌漿自動記錄儀，清晰、準確地做記錄。最后根據水壓力和試驗段長計算透水率。

壓水試驗結果按公式（1）計算。

式中：q─透水率，Lu；Q─壓入流量，L/min；P─作用于試段內的全壓力，MPa；L─試段長度，m。

在作簡易壓水試驗時，如果鉆孔外漏水嚴重或壓力表讀數始終為零，不能取得有效的資料時，可不進行壓水試驗，直接進行灌漿。

3.3.4 制漿

灌漿采用42.50級普通硅酸鹽水泥，水泥細度要求通過80μm方孔篩的篩余量≤5%；水泥采用河水拌制。

制漿時水泥和水必須稱量準確，以kg為單位，稱量誤差＜5%。水泥以袋為模數，水量由桶內的水位高度來換算。同一配比的水泥應盡可能使用同一個配合量及2～3個合適的水量。

使用灰漿攪拌機攪拌均勻，并用比重計測定漿液密度，攪拌時間≥30min。漿液自制備至用完的時間＜4h。漿液由攪拌筒放入貯漿筒時應過篩。各級水灰比漿液必須攪拌均勻，待檢測比重符合要求后方可進行灌注。

3.3.5 灌漿

固結灌漿采用純壓式灌漿法，按環間分兩序、環內逐漸加密的原則進行。先灌Ⅰ序孔，后灌Ⅱ序孔。灌漿時止塞器止塞在孔口巖層內，灌漿段長為5m。灌漿壓力為設計灌漿壓力0.50MPa。水灰比采用2：1、1：1、0．5：1等三個比級，開灌水灰比采用2：1。當灌漿壓力保持不變，注入率持續減少時，或注入率不變而壓力持續升高時，不得改變水灰比。灌漿漿液應由稀到濃逐級變換。

灌漿自動記錄儀安裝在孔口進漿管管路上，灌漿開始后待回漿管路回漿后調升灌漿壓力。灌漿壓力應盡快達到試驗規定數值，但注入率大時（＞過30L/min）應分級升壓。

灌漿過程中，灌漿壓力或注入率突然改變較大時，應立即查明原因，采取相應的措施處理：如果管路發生堵塞應立即查明堵塞部位，疏通或更換管路；如果機械發生故障應立即修理并盡快投入使用；如果壓力表突然損壞不能指示正確壓力時，應立即更換壓力表。

3.3.6 封孔

灌漿孔灌漿和檢查孔檢查結束后，應排除鉆孔內的積水和污物。封孔采用“壓力灌漿封孔法或機械壓漿法”，漿液水灰比為0.50：1；孔口段采用人工封口，

每個鉆孔均應有灌漿記錄和封孔記錄。

3.3.7 質量檢查

灌漿結束后，對灌漿質量效果會同監理進行檢查驗收，檢查方法以壓水試驗為主，超聲波檢查為輔，結合鉆孔資料、灌漿記錄和其它資料，綜合分析評定。

超聲波檢查在固結灌漿結束14d后進行。在灌漿區段中心部位按等邊三角形鉆取3個檢查孔，孔距1.00m，入巖孔深3.00m。

超聲波檢查前，先用高壓水清洗檢查孔，再在檢查孔內注滿清水，安裝超聲探頭至孔底，手握三根導線同時緩緩提升探頭至孔口，并進行巖體波速數據記錄。

4 固結灌漿在工程應用中應注意的問題

固結灌漿施工過程中每一步都是非常重要的，如果有某個小環節出現問題，那么整個工程施工質量與施工進度都將會受到不良影響，因此要求在具體施工中嚴格依照施工方案和相關規定進行施工，每個環節都要做好記錄。

固結灌漿施工過程相對復雜，因此施工人員需要認真對待，責任到人，嚴格按照規范和規程進行施工。施工工地的周邊需要擺放安全警告標志，嚴格限制任何閑雜人等進入施工場地。

為保證整個建設工程的順利完成，施工開始前，需要嚴格制訂管理條例，設計好安全管理體制，嚴格依照具體的規定內容完成制度化規范操作。

5 結語

固結灌漿是一種隱蔽性較好的工程建設，在實際施工中充填和灌注的效果必須在施工建設完成檢測后才能確定，本次結合工程實例進行固結灌漿，通過效果可知，選擇的固結灌漿方式是合理可行的，達到了設計要求。

[1]陳紅偉，徐宇翔．固結灌漿法在橋梁地基處理中的實際應用探討[J].河南科技，2014(24)．

[2]羅紅琦，邢芳.燕山水庫固結灌漿和帷幕灌漿的質量控制[J].安徽建筑，2011(5)．

[3]王大輝.某二級水電站壩基固結灌漿和帷幕灌漿施工技術[J].中國新技術新產品，2010(10）．收稿日期：2016-06-15

（責任編輯：左英勇）

TU472

A

1673-8853（2016）09-0043-02