張華東

(長泰縣水利局，福建 漳州 363900)

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水利水電工程灌漿施工及其質(zhì)量管理

張華東

(長泰縣水利局，福建 漳州 363900)

目前，水利水電工程中使用的灌漿技術(shù)不止一種，每種技術(shù)都有其自身的特點，在質(zhì)量管理工作中，應以具體應用的技術(shù)為依據(jù)，制定可行的管理方案。文章首先闡述了我國水利水電工程建設中比較常用的灌漿技術(shù)，其后重點就高壓旋噴施工的實際應用展開了具體分析。

水利水電工程；灌漿施工；高壓噴射；質(zhì)量管理；應用

0　前　言

隨著思想觀念的改變和技術(shù)的進步，水利水電工程的功能也更加多樣。這些水利工程具有防洪與供水、發(fā)電等功能。豐富的功能使得水利水電工程的重要性更加突出，對地區(qū)發(fā)展的影響力也得到了普遍認可。因而，現(xiàn)代水利工程實現(xiàn)了經(jīng)濟功能與公益功能的完美統(tǒng)一，除了可以保證一方安定之外，還可以創(chuàng)造經(jīng)濟利潤。

1　水利水電工程灌漿施工簡述

建筑工程在施工過程中，需要考慮的基本問題是地質(zhì)構(gòu)造與工程環(huán)境，但水利水電工程不一樣，其在考慮地質(zhì)條件之外，還要考慮水文環(huán)境。水文環(huán)境處于不斷的變化之中，造成水利水電工程建設難度較大。水利水電工程的選址比較特殊，地基構(gòu)造也大多不適合直接施工，在工程建設中，首先要考慮的一項問題就是，借助何種處理手段，才能夠?qū)崿F(xiàn)對地基條件的改善，使其達到水利水電工程的建設要求。通常來說，大多數(shù)水利工程進行基礎處理時，都會涉及到灌漿技術(shù)[1]。結(jié)合應用效果來看，水利水電工程地基處理中采用該項技術(shù)，不僅能夠有效避免地基破損問題的產(chǎn)生，還可以起到優(yōu)化地基性能的作用，對于保證水利水電工程的質(zhì)量具有重要意義。

2　目前中國水利水電工程建設中比較常用的灌漿技術(shù)

2.1接縫灌漿技術(shù)

接縫灌漿技術(shù)是對水利工程的裂縫和接縫再次填充混凝土，以防止水分和空氣對大壩的進一步侵蝕，防止泄漏并延長水庫的使用壽命。

2.2固結(jié)灌漿技術(shù)

固結(jié)灌漿技術(shù)主要是為了鞏固地質(zhì)，同時減少滲透水性，如果地質(zhì)環(huán)境允許，可以在擬建大壩的基礎范圍及其下游部分應力條件復雜的區(qū)域布置灌漿孔洞。若是壩體過高，可以全局范圍進行灌漿孔洞的布置，灌漿深度一般為5～9m，也有達到16～35m的超深孔洞。對于固結(jié)灌漿來說，它較適用于較厚的壩體。

2.3高壓噴射灌漿技術(shù)

高壓噴射灌漿技術(shù)，主要是用較高壓力的噴射流,利用微擾的方法或切割的方式,滲透進入水利工程地基的裂縫,在高壓噴射流的較大壓力的影響下,泥漿將快速滲透進入有裂紋的基礎和周圍的土壤,再與天然石材的裂縫再次快速混合,當水泥漿硬化徹底,原本松散地基會變成高強度的凝結(jié)體。

新型高壓噴射形式主要有3種：

1)第1種是旋噴形式。

2)第2種是擺噴方式。

3)第3是定噴方式。

其中旋噴的方式主要是在進行噴射的時候，一邊將噴射槍提升，一邊進行旋轉(zhuǎn)操作，這樣在噴射結(jié)束后就會形成一個圓柱體的凝結(jié)體形狀。

擺噴主要是在進行高壓噴射的時候，一邊將噴射槍提升，一邊將噴射槍進行暴動，這樣在噴射結(jié)束后則會形成一個啞鈴狀的凝結(jié)體形狀。定噴則是在進行高壓噴射的時候只用一種噴射方法，就是在提升噴射槍的時候不擺動也不旋轉(zhuǎn)噴射槍，這樣在噴射結(jié)束后則會形成板狀的凝結(jié)體形狀，人們也會將這種噴射方法叫做定噴板，這幾種高壓噴射方法都是比較實用的。高壓噴射的幾種形式見圖1。

圖1高壓噴射形式(旋噴、定噴、擺噴)

3　實例分析水利水電工程灌漿施工及其質(zhì)量管理措施

3.1工程概況

白沙水庫位于漳州市長泰縣坂里鄉(xiāng)新春村，所在河流為九龍江支流，距新春村1.5 km，是一座以灌溉為主，兼有養(yǎng)殖功能的小(2)型水庫。壩址以上集雨面積3 km2，主河道長度1.4 km，河道平均坡降40.7‰。水庫總庫容73.5 萬 m3，其中正常庫容60 萬 m3,死庫容13 萬 m3。水庫原設計洪水標準為20a一遇設計，200a一遇校核，相應設計洪水位為171.99 m(黃零高程，下同)，校核洪水位為172.33 m。水庫正常蓄水位為171.20 m，死水位為166.37 m。本次除險加固根據(jù)《防洪標準》(GB50201—94)對白沙水庫進行洪水復核，設計洪水標準30a一遇，相應設計洪水位為172.15 m，校核洪水標準300a一遇，相應校核洪水位為172.43 m[2]。

2011年5月長泰縣水利局組織專家對長泰縣白沙水庫進行大壩安全鑒定，并評定為三類壩，存在較多的安全隱患，已經(jīng)影響了水庫的正常運行，限制了水庫效益的正常發(fā)揮。為保證水庫的安全運行，確保工程效益的發(fā)揮，改善水庫的環(huán)境，滿足水庫可持續(xù)發(fā)展的要求，除險加固勢在必行。

3.2大壩存在問題

1)迎水坡未全部護砌，其中172.10 m高程以上為草皮護坡，壩坡不平整；172.10 m高程以下為干砌塊石護坡，壩坡較平整，但局部塊石間縫隙較大并長有雜草。背水坡為草皮護坡，目前雜草叢生，壩坡極不平整，壩界不清，附近村民在壩坡挖路，嚴重影響大壩安全[3]。168.80 m高程處的排水溝長滿雜草，淤積嚴重，基本失去作用。

2)壩頂由于有載重車輛經(jīng)過，目前已嚴重損壞，坑坑洼洼，一遇暴雨就大片積水，泥濘不堪。

3)大壩背水坡168.83 m高程以上長期存在濕坡，面積約8 m2，壩體沒有排水反濾設施，對大壩滲流穩(wěn)定不利。

4)經(jīng)滲流理論計算，壩基面全風化表層(即壩基接觸帶)的水力坡降>土體容許水力坡降，壩基接觸帶會發(fā)生滲透變形。

5)背水坡164.60 m高程處渡槽為磚砌結(jié)構(gòu)，年久失修，槽身老化，砌縫砂漿脫落，長草。

3.3壩體防滲加固方案比選

根據(jù)大壩滲漏原因，結(jié)合以往類似工程的實踐經(jīng)驗，壩體防滲分別采用單管高壓旋噴樁、劈裂灌漿兩種方案進行比選。

通過比選，劈裂灌漿方案比單管高壓旋噴方案節(jié)省投資約65.70萬元，但劈裂灌漿施工工藝技術(shù)要求高，若控制不好反而使壩體劈開過大無法回彈，形成永久性裂縫，灌漿施工排水固結(jié)時間較長，工期較長，需要多次灌漿才能達到防滲目的，還無法處理壩基接觸帶的滲漏問題[4]。

單管高壓旋噴樁施工工藝較成熟，旋噴固結(jié)體強度大，在低壩上施工孔斜好控制容易成墻，成樁后整體性好，防滲效果好，耐久性好，且能處理壩基接觸帶的滲漏，徹底解決壩體和壩基接觸帶的滲漏問題。因此，本次加固推薦采用單管高壓旋噴樁作為壩體的防滲加固方案。

為徹底截斷壩體和壩基接觸帶滲漏通道，本次加固擬采用單管高壓旋噴防滲墻防滲。旋噴布置在壩頂壩軸線處，旋噴范圍為壩0+000～壩0+104，布單排孔，孔距0.45 m，防滲墻深入到壩基全風化層以下2 m。單管旋噴總鉆孔數(shù)231孔，鉆孔總進尺2283 m，防滲面積1027 m2，設計樁徑≥0.6 m，最大的防滲墻深度為14 m。從加固后的滲流計算成果可知，壩基全風化層的最大水力坡降均小于容許水力坡降[J允]=0.63，因此理論上，加固后的壩基全風化層不會發(fā)生滲透變形。因此，本次加固不對壩基的強風化層進行處理。

3.4壩體單管高壓旋噴防滲墻施工工藝及其質(zhì)量管理

單管噴射灌漿防滲墻的基本原理是使用鉆孔和灌漿管(管)和噴嘴形成預定的深度,用高壓泵將預制泥漿壓力(壓力20 ～ 40 MPa),通過高壓軟管和噴嘴,從噴嘴種噴射出來噴霧,影響和切削土體進行強制混合填充。同時以一定速度提鉆桿,從而形成一個新的人工地基或定強度的地下防滲結(jié)構(gòu)。這些個體結(jié)構(gòu)連接膠合即組成地下連續(xù)防滲墻。

具體施工與質(zhì)量管理措施如下：

1)造孔：可采用75型地質(zhì)鉆機，鉆孔孔位與設計孔位偏差≤1～2cm。鉆進過程應嚴格控制孔斜，要求鉆孔偏斜≤0.6%。鉆孔每鉆進3～5 m，用測斜儀量測一次，發(fā)現(xiàn)孔斜率超過規(guī)定應在鄰近位置重鉆。鉆孔的有效深度應超過設計墻底深度0.3 m。

2)下噴射管：下噴射管前應進行地面試噴，檢查機械及管路運行情況都正常后，將噴射管下放到設計深度，將噴嘴對準噴射方向不偏斜是關(guān)鍵。用震動鉆時，下管與鉆孔合為一體進行。為防止噴嘴堵塞，可采用邊低壓送漿，邊下管的方法。

3)噴射灌漿：當噴射管下到設計深度后，應先按規(guī)定參數(shù)進行原位試噴，待漿液返出孔口、情況正常后，方可開始按預定的提升速度自下而上邊噴射邊轉(zhuǎn)動，邊提升直到設計高度，停送漿，提出噴射管。每孔旋噴結(jié)束后，應利用回漿或水泥漿向孔內(nèi)及時回灌，直至孔口漿液不下降為止，以保證樁頂密實。旋噴灌漿需中途拆卸噴射管時，搭接段應進行復噴，復噴長度≥0.2 m；灌漿因故中斷后恢復施工時，應對中段孔段進行復噴，搭接長度≥0.5 m。旋噴灌漿分兩序孔逐漸加密施工，第1序孔距1 m，第2序孔距0.5 m。

4)開挖檢查：在單管高壓旋噴防滲墻成墻28d后，沿墻軸線布設開挖檢查點，開挖檢查點每處開挖長2～3 m，深2～3 m，檢查墻體的均勻性和完整性、墻段連接和墻厚、固結(jié)體垂直度、形狀的質(zhì)量。

5)鉆孔取芯檢查：在成墻28d后，沿墻軸線布設鉆孔檢查點進行鉆孔取芯檢查。利用鉆孔做注水試驗，并取芯樣做室內(nèi)試驗檢測抗壓強度、滲透系數(shù)等物理力學性能指標。

5　結(jié)　語

總體來講，我國的水利水電工程建設水平還是相對較高的，施工技術(shù)也較為先進。鑒于水利水電工程所發(fā)揮的關(guān)鍵作用，在此類工程的建設中，必須重視對灌漿技術(shù)的充分利用。同時，在施工過程中，也要重視做好技術(shù)管理與質(zhì)量控制，使該技術(shù)更好的服務于我國的水利水電事業(yè)。

[1]張全保.水利水電工程施工中關(guān)于新技術(shù)的應用分析[J].科技風，2015(21)：131.

[2]邵文秋.試析水電工程中灌漿施工技術(shù)[J].建筑·建材·裝飾，2015(14)：234-235.

[3]李東東.關(guān)于水利水電工程施工技術(shù)及注意問題的分析[J].水能經(jīng)濟，2015(07)：61.

[4]周先水.試析水利水電工程中混凝土施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施[J].建筑·建材·裝飾，2015(13)：224.

1007-7596(2016)07-0117-03

2016-06-14

張華東(1968-)，男，福建長泰人，工程師，從事水利水電工程建設工作。

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