基礎灌漿施工技術在水利工程中的應用

□李文輝　□王　楠（河南省人民勝利渠管理局）

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基礎灌漿施工技術在水利工程中的應用

□李文輝□王楠（河南省人民勝利渠管理局）

摘要：隨著社會經濟的快速發展，水利工程建設已經成為影響國民經濟增長的重要因素。基礎灌漿施工作為水利工程施工技術之一，該技術的應用不僅能夠減少地基下沉變形情況，還能提高地基承載能力。為此，文章主要對巖基灌漿的概況及水利工程中基礎灌漿施工流程進行了分析與探究。

關鍵詞：基礎灌漿技術；水利工程；施工流程

1巖基灌漿的概況

固結灌漿、帷幕灌漿及接觸灌漿為巖基灌漿的主要類型。固結灌漿的目的就是膠結壩基裂隙巖石，對其整體性、均勻性及承載力進行全面提升。其具有較大平面范圍，5～10 m為其孔深。

帷幕灌漿是指在壩基偏上游位置實施深孔灌漿（1～3排），且對裂隙進行膠結與充填，形成一道無法透水的帷幕，實現壩基滲漏與壩底揚壓力降低的目標。

接觸灌漿是指灌漿作業在壩體、巖基結合面實施，加強結合，對壩體抗滑穩定性全面提升為其目的，避免巖面集中滲漏且對巖基表面固結強度全面提升。

在時間方面需達到巖基灌漿、澆筑混凝土壩體安排合理化，達到降低混凝土澆筑影響及提高灌漿質量的作用。在專設基礎灌漿廊道內安排帷幕灌漿，此時不僅可挖好巖基進行混凝土澆筑，還不會對澆筑進度造成任何影響，同時有一定厚度壓重混凝土后即可進行灌漿，這樣可全面提升帷幕灌漿施工質量。

2水利工程中基礎灌漿施工流程

2.1鉆孔

通常選取回轉式鉆機進行灌漿孔開鉆，10 m以下為其孔深，也可選取風鉆、架鉆。鉆孔質量將直接影響灌漿質量。要求孔向、孔深與設計規定相符，鉆徑統一、孔壁整平，鉆孔巖粉細末產生量較小。孔徑均一、孔壁平整，則能夠卡緊灌漿塞，避免返漿問題出現在灌漿過程內。

2.2沖洗

鉆孔施工后巖粉留在孔底、孔壁位置時，需做好沖洗工作，且徹底清理干凈巖層裂隙、孔洞內的雜物，以此確保灌漿質量。沖洗順序為鉆孔—巖層裂縫。壓力水沖洗為沖洗的主要方式。當選取壓力水、壓縮空氣輪流沖洗方式，可對沖洗效率、質量進行全面提升。相比相同孔段灌注壓力，沖洗壓力為其4/5，這樣可有效防止擴張裂縫等問題的出現。

通過選取風、水聯合沖洗作為鉆孔沖洗裝置，也可選取導管向大流量水流通入，由孔底向孔外沖洗，將孔內存留巖粉利用孔內回水流速沖向孔外，直至回水澄清10 min。如具有較高地下水位，良好補水情況下，應把鉆孔敞口將通氣管向孔底插入，并進行高壓空氣壓入，混合水氣，且與碎屑同時向孔外噴出，也就是所說的揚水沖洗。

一般選取單孔、群孔進行巖層裂縫沖洗。單孔沖洗過程中，在壓力水作用下裂隙內填充物將向灌漿區域外側擠壓，也可順著裂隙向地面外沖出。群孔沖洗是將水氣壓入若干孔，其他幾個孔敞口則會有水氣冒出，此時由敞口孔內將孔間裂隙填充物由地面帶出。在完整巖層與裂隙量小的情況下可選取單孔沖洗，也可按照具體實事案例，進行高壓水沖洗方式的選擇。為對沖洗效果進行全面提升，可將一定量的碳酸鈉、碳酸氫鈉等添加到沖洗液內，為溶解泥質充填物提供便利。

3壓水試驗

壓水試驗需在灌漿前實施，巖層滲透性能可利用單位吸水率測定、分析，以此為巖基灌漿施工提供可靠保障。壓水試驗應用于灌漿作業后，可對灌漿質量、效果進行檢查。我國巖層滲透特性可選取單位吸水率代替，其公式如下：

式中，壓入流量由Q表示；試驗壓力由s表示；試驗孔段長度由L表示；單位吸水率由W表示。

4灌漿施工

4.1灌漿設備

活塞式灌漿泵為灌漿選取的泵，根據不同缸體軸線方式可進行2類劃分：立式、臥式。單缸為立式方式，單、雙缸為臥式方式。本文以臥式單缸活塞灌漿泵施工為例進行分析，右移活塞，水泥漿由自吸漿閥吸入；左移活塞，水泥漿向空氣室壓至，隨后向壓力管路壓入。依托上部封閉空腔空氣室在壓縮氣體壓力作用下，穩定均勻地將閥式間斷脈沖向管路壓入，為達到均衡出漿目的，可選取雙缸灌漿機。為避免漿液接觸活塞等位置，產生嚴重損害，可選取隔膜泵，也就是選取橡膠膜將活塞、閥室隔離，且將水注入活塞、隔膜之間，利用水進行壓力、吸力傳遞。

選取高壓膠管作為輸漿管，選取膠球作為灌漿塞，輸漿管需在管外進行多個膠球串裝，需在底座、頂座間夾緊，且通過孔口絲桿使其緊壓、擴張，確保膠球緊貼孔壁，避免沿孔壁有漿液冒出。

4.2鉆灌次序

嚴格按照分序加密原則實施固結、帷幕灌漿鉆孔施工。帷幕灌漿孔布置需成排設置，根據巖層是否完整的情況對各排孔距加以確定，通常8～12 m為第一序孔之間的距離，隨后，進行2、3、4序孔內插加密，第二序孔間距為4～6 m，第三序孔間距為2～3 m，第四序孔間距為1～1.50m。雙排帷幕孔順序為下游排—上游排。多排帷幕孔順序為邊排—中排。

4.3水灌方式

純壓式與循環式為灌漿的主要方式，單根灌漿管為純壓式作業的材料，漿液可向鉆孔內灌入。循環式灌漿是指水泥、粘土灌漿，需在鉆孔壓入漿液后，多數可向巖隙進入，其他部分可從回漿管向拌漿筒返回，并做好攪拌重復利用。此方式具有良好灌漿效果。根據灌漿分類，可選取多種方式，如下：第一，全孔一次灌漿法。灌漿孔一次鉆底，在孔口位置設置灌漿塞，一次全孔灌漿，該方式施工便捷，但灌漿成效低，往往用于10 m以內孔深。第二，自上向下分段灌漿法。以3～5 m為準進行孔深劃分，由上向下進行鉆灌施工，當前一段漿液固結后在進行下一段開鉆施工，以此重復施工。第三，綜合灌漿法。水利工程建設施工中，巖層具有極為完整的下部，則其上部具有較多裂縫。深孔灌漿作業過程中，其具有良好灌注效果。

5灌漿壓力

灌漿壓力是指灌漿段中心位置灌漿過程中漿液承受的具體壓力。增加壓力，才能把漿液向更小裂縫壓入，通過漿液擴散半徑增加，可將過多水分消除，這是灌漿結石密實程度有效提升的重要方式，這對防滲固結質量提升極為有利。如具有過大壓力，則會產生擴大裂縫及上部巖層抬動現象，為此，必須重視灌漿壓力。其計算公式如下：

式中，灌漿段中心位置允許最高灌漿壓力由p表示；孔口位置巖層允許灌漿壓力由p1表示（具體值如表1所示）；灌漿段以上巖層每增加1 m增加的壓方由m表示（具體值如表1所示）。

6結束灌漿

在一定灌漿壓力作用下，30 min以下灌孔段吸漿量在每分鐘0.40 L以下時，可完成灌漿作業。此時封孔可選取水泥砂漿。檢查灌漿質量時，往往選取檢查孔打設及壓水試驗，以此提升工程質量。

7結語

綜上所述，水利工程基礎處理是指選取一定技術方式對地基存在的缺陷加以消除，以此對地基物理力學加以改善與提升，進而增加地基強度抗滲能力等，確保工程順利開展。伴隨水利工程建設規模的進一步擴大，要求必須不斷提升基礎處理技術。基礎灌漿施工技術作為水利工程建設的重要內容，其施工技術水平的高低直接影響著工程建設的整體質量，灌漿就是以一定壓力將漿液向地基孔隙、裂縫等灌入，起到填充、膠結、防滲及加固作用。為此，必須嚴格遵循相關施工規定，全面提高基礎灌漿施工技術水平，只有這樣才能實現水利工程建設的經濟效益。

參考文獻

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（責任編輯：薛靜）

表1　P1與m值選用表

中圖分類號：TU74

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）05-0052-02

收稿日期：2016-04-25