水利工程中基礎灌漿的施工技術分析

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水利工程中基礎灌漿的施工技術分析

張 濤

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水利工程建設具有一定復雜性和特殊性，其發展速度較快，并且發展空間廣闊，對工程建設地基的要求更為特殊。在當前施工條件下，國內用以建設水利工程的地基較少，而基礎灌漿施工技術在水利工程中的應用，強調基礎灌漿技術與地質條件相適應，并且在大壩壩體加固施工以及防滲工程施工中得到廣泛應用。為加強基礎灌漿施工質量控制，加大力度對該項施工技術進行研究和分析，具有一定現實意義。

水利工程；基礎灌漿；施工技術

1 基礎灌漿施工技術在水利工程施工中應用的重要性

為了更好地利用水資源而修建的工程就是水利工程，可以說水利工程不僅能夠用來防洪、供水，還能夠用來灌溉、發電，也就是說最大程度地合理分配水資源、利用水資源，進而滿足人們對水資源的多種需求。也正因如此，近些年來，人們對水利工程的需求也在逐漸增大，水利工程也呈現出了良好的發展態勢。根據建設水利工程的目標，可以得知，在水利工程的施工建設過程中，對其地基與壩體的施工勢必是水利工程施工的重點所在。而基礎灌漿施工技術恰恰是將灌漿材料通過一定的運送壓力注入到地層、巖石以及建筑物的縫隙、空洞之中，這樣做的最大好處一方面增加了地基、壩體本身的基礎承載能力，另一方面也大大地提高了水工建筑物的整體性能，并且起到了防滲漏，防開裂的重要作用。因此，將基礎灌裝技術應用到水利工程之中對提高整個水利工程建設質量而言有著至關重要的作用。

2 基礎灌漿施工技術在水利工程的應用與分類

基礎灌漿對不同的地形應用特點也不相同，對于巖溶地區進行基礎處理時，是沒有成型的技術，施工人員只是憑借著自己多年的工作經驗，或者是參照相同的工程基礎進行建設施工。對于巖溶地區可分為有填充物的基礎施工和無填充物的基礎施工，要求對有填充物的基礎施工技術更加嚴格，而基礎施工技術的方法主要是根據巖溶的深度和巖溶的大小來決定的。

2.1 使用高壓灌漿技術對巖溶地區進行基礎灌漿

為了可以使填充物更加密實，對巖溶地區的基礎會使用不沖洗高壓水泥灌漿的方法，這種方法具有很強的穩定性和防滲水的功能，還可以使水泥以條形向土壤中滲透，在滲透的時候水泥就會形成網狀的結構，所以高壓水泥灌漿法可以使基礎具有很強的抗劈裂能力。

2.2 使用高壓旋噴灌漿技術對巖溶地區實施基礎灌漿

高壓旋噴漿技術時依靠機械鉆機對地下深入，在鉆頭上安裝特殊的噴嘴，在利用高壓泵將水泥噴出，在噴射水泥的時候，原有的土層結構會被破壞，在噴射過程中，鉆頭會向上提起，并高速旋轉，使噴射出的水泥漿可以使土層形成混合攪拌物，等到水泥攪拌物凝固以后，就會形成一個柱體，這就是我們加固得到的工程地基。

2.3 使用基礎灌漿技術對淺層、深層含巖溶地區進行基礎灌漿

對于淺層含巖溶地區，將淺層巖溶挖出，然后再使用水泥灌漿技術對巖溶挖出處進行回灌。深層含巖溶地區是指在地下50米以下時，在對深層進行基礎灌漿時，用高壓旋噴技術是不可以的，我們可以用普通的灌漿方法對巖溶地區進行灌漿處理，在水泥漿進入深層巖溶時會受到其它填充物的排擠，使原有填充物和水泥漿結合并硬化。

3 在水利各個階段基礎工程施工技術分析

第一，做好水利工程基礎灌漿施工前的設計與準備工作。要想達到預期的灌漿效果，在施工前還必須要做好相應的設計與準備工作。首先，應該對水利工程施工周邊的地質與水文情況進行勘探，從而明確掌握周邊地區的實際情況；其次，在對壩體進行補強灌漿設計時，要逐一對裂縫，架空洞穴大小、分布情況進行踩點，掌握一手準確信息。尤其是對于那些在實際施工過程中，規模較大的灌漿施工工程，還必須要對其進行現場的灌漿試驗工作，以此來確定灌漿孔的孔深、孔距、排距，從而為灌漿施工工作選擇更為合適的材料、壓力、順序以及施灌方法；最后，在灌漿施工的過程中，還要根據實際的灌漿部位，利用相應的計算公式選擇合適的灌漿壓力。

第二，在水利工程中具體的灌漿施工技術。首先，灌漿孔轉孔施工。巖心鉆機在選擇鉆進方法以及鉆頭時，應該結合巖石的實際硬度與完整性。一般來講，在鉆進的過程中多采用鋼粒鉆鉆頭。這種鉆頭在鉆進的過程中極易造成研磨巖粉或鐵屑堵塞孔壁裂隙，從而影響灌漿質量。所以，在鉆進過程中要格外注意采用適合的鉆進方法。如，在砂礫石層中鉆孔，多采用優質泥漿固壁；在巖基中鉆孔要分段測量孔斜，據以分析灌漿質量。而為了更好地確保灌漿質量，在灌漿前則要對鉆孔進行壓水流沖洗，進而將裂隙或孔洞中的泥質充填物沖出孔外，或推移到灌漿處理范圍以外；其次，灌漿施工。在開展灌漿施工的過程中，必須要嚴格按照規定的順序依次進行，一般來講在灌漿施工順序可分為一序孔、二序孔、三序孔等，而隨著序數的不斷增加，相應的灌漿孔也隨之加密。在實際灌漿過程中，對于一些較淺的孔，可使用全孔一次灌漿法，而對于較為深的孔，則可使用全孔分段灌漿法。但是無論是采取哪種灌漿法，在灌漿之前都必須要將對水泥漿進行合理的攪拌，然后放入灌漿機中，利用純壓式灌漿發、高壓灌漿法、循環式灌漿法這三種方法灌入到鉆孔之中；最后，正是因為灌漿施工質量會對整個水利工程建設質量起到決定性的作用，所以，當完成灌漿施工工作時，就必須要對灌漿施工質量進行嚴格的檢查。在具體實施過程中可以根據灌漿的原始記錄，對灌漿施工過程中所用到的器具、材料等逐一進行檢查。同時，還要對鉆孔進行檢查，可利用壓水試驗法對鉆孔進行檢查，以此確定灌漿的質量能夠符合相應的施工建設標準。

4 水利工程中基礎灌漿施工技術的有效運用

4.1 混凝土裂縫填充灌漿施工技術的應用

混凝土裂縫填充灌漿施工技術是水利工程施工中使用頻率最高的施工技術之一，因為混凝土裂縫填充灌漿施工技術不僅可以提高水利工程地基的承載能力和抗沖擊能力，還能有效防止水分的滲漏，對地基造成破壞。混凝土裂縫填充灌漿施工技術最開始是在城市建筑工程當中被廣泛運用，慢慢地隨著施工經驗的不斷豐富，混凝土裂縫填充灌漿施工技術已經不僅僅在城市建筑工程中受到重視，還在水利工程領域占據著重要地位。混凝土裂縫填充灌漿施工技術在水利工程中應用時要注意以下3點：①需要理解混凝土裂縫填充灌漿技術的原理。混凝土裂縫填充灌漿是在高壓設備的作用下，將具有水溶性的高分子化學材料直接灌注到地層的裂縫當中，由于地層當中有許多裂縫，那么肯定具有一定的滲透性，裂縫中會殘留有一定的水分，當水溶性的高分子化學材料遇到裂縫中的水時，會快速分散、膨脹并固結使得裂縫得到填充，加強地層的防滲漏性能；②要選擇合適的灌漿原料，比如水泥、丙烯酰胺、聚氨酯等水溶性比較強的原料；③根據裂縫的形狀和尺寸大小來確定基礎灌漿技術的選擇。比如局部地區均勻分布的網狀裂縫，可以在部分開挖V型槽，然后使用水泥進行灌注，使其完全填充。

4.2 無塞灌漿施工技術的應用

無塞灌漿施工技術是一種從上到下的灌漿方法，這種灌漿施工技術可以不用等待上部分的漿料凝固就可以直接進行下一步的灌注，節省了大量的施工時間，提高了施工效率，而且還能使漿料循環利用，所以受到人們的關注，并廣泛應用于水利工程領域。無塞灌漿施工技術在水利工程中的運用要注意以下5點：①在鉆孔時要嚴格控制好鉆孔的長度和寬度。鉆孔的長度不能超過250cm，寬度不能超過75mm。鉆孔完畢之后需要對孔洞進行清理，將其中的雜物排出孔洞；②漿料的制備要控制含水量。無塞灌漿施工技術所使用的漿料主要成分是水泥、煤灰、水分和添加劑等，將這幾種主要材料以一定的比例混合得到漿料，其中，尤其需要注意水分的含量，要控制其在30%左右。漿料配制好以后，要妥善保管好，防止其吸收空氣中的水分或接觸其他雜物，影響灌漿質量；③注漿管道的選擇。無塞灌漿施工技術所使用的注漿管道一般是密閉的鋼管，然后將注漿孔洞的內壁與注漿鋼管外壁之間的空間用作漿料回收管，使漿料能循環使用；④開始灌漿時要注意漿料回收管道的設立，使得漿料能循環利用，節約資源；⑤換孔灌注。當一個灌漿孔已經灌漿完成，需要一段時間，孔洞內的漿料才能凝固，所以為了縮短施工時間，充分利用時間，可以對下一個孔洞進行灌漿施工，這樣既可以縮短施工時間、提高灌漿效率，還能使得前一個灌漿孔洞中的漿料能完全凝固，提高灌漿的質量。

4.3 誘導灌漿施工技術的應用

誘導灌漿施工技術是指在水利工程施工過程中，根據施工現場的實際情況以及工程設計的要求，設計出既能加固水利工程基礎設施又能有效防止水分滲漏的帳幕工程，同時還需要配套的漿料控制工程，這樣既可以達到加固水利設施、防止滲漏的目的，又可以有效節約漿料資源，實現可持續發展。

4.4 基礎灌漿施工技術在嚴重漏水情況下的應用

就水利工程建設的實際情況來看，受到水利工程建設選點合理性不足等因素的影響，導致水利工程基礎出現嚴重漏水情況，嚴重影響水利工程實際使用功能的發揮。常規灌漿技術的實際應用效果并不理想，實際消耗成本較大而處理效果不到位，為促進此類問題的妥善解決，應當對基礎灌漿施工技術進行科學化利用，以加強施工質量控制。

4.4.1 模袋灌漿處理方法

為促進水利工程地基漏水問題的解決，在應用基礎灌漿施工技術時，可以對模袋灌漿方法進行合理運用，由于模袋的耐磨性較強，其模袋材質大多為聚丙烯和尼龍等，因此在應用該項處理方式時，將模袋中填充一定量的水泥砂漿，在模袋彼此之間相互擠壓后，水泥砂漿中的水分流失，模袋內水泥砂漿的含漿量明顯降低，促進了砂漿的凝結。與此同時，在模袋灌漿處理方式下，模袋內的沙土流失率較小，具有優良的溶度阻塞作用，從而對嚴重漏水問題進行妥善處理。

4.4.2 填充級配料處理方式

在水利工程地基處理過程中，也可以通過填充級配料處理方式對嚴重漏水情況進行妥善處理。通常情況下，填充級配料包含水泥、礫石以及粗砂等，為保證填充級配料處理效果，相關施工人員應當掌握好礫石大小，并結合施工實際情況以高黏稠度水泥對級配料進行沖灌，以加強施工質量控制。水泥沖灌級配料大多由礫石、礫石與沙土混合物等組成，通過有效處理促進自然反過濾層的形成。在采用填充級配料對漏水地基進行處理時，應當掌握好配料的材料和數量，以加大粒料形成橋架對縫隙進行堵塞，設置反過濾層，確保將通道堵塞，從而對水利工程基礎嚴重漏水問題進行妥善處理。

5 基礎灌漿施工技術在水利工程中的控制方式

5.1 施工成本控制

將合理的施工技術應用到水利工程當中的目的肯定是實現經濟效益最大化。而提高經濟效益最有效的方式就是降低施工的成本，同時減少施工過程中的資源浪費。所以這就需要結合施工現場的實際情況，選擇合理的施工工藝，控制好施工過程中的技術參數，以最優的方案設計灌漿施工，充分利用資源，盡可能地減少資源浪費，避免不必要的損失，降低施工成本。

5.2 環境成本控制

在基礎灌漿施工技術的應用中，需要注意對環境的影響。因為自然環境有時非常脆弱，破壞環境十分容易，但是對于環境的治理卻需要花費數倍于犧牲環境所得到的資金，所以在施工過程中一定要留心周圍環境的變化，最主要是關注以下3個方面：①施工污染物的排放，包括施工粉塵、施工污水、有害氣體等，盡量減少污染物對地下水或者空氣的污染；②施工作業時所產生的噪音，包括機械設備運作時產生的敲擊聲、爆破聲、運輸車輛過往的噪音等，避免影響周圍居民的正常作息；③對周圍動植物生存的影響，施工時要盡量避免對于周圍生態系統的破壞。

5.3 施工質量控制

基礎灌漿施工技術的質量控制主要包括漿料注入的能力以及凝固后的加固防滲能力，質量控制的最終目標需要根據水利工程的實際情況和工程設計所提到的要求來確定。基礎灌漿施工技術施工質量具體控制方式有以下3點：①根據應力學及吸附動力學等各相關學科的定理公式制定出相應的技術指標，控制好施工質量；②根據所制定的技術指標合理選擇灌漿所要用的原料，并協調施工原材料、施工現場環境與所選擇的施工技術之間的關系；③在灌漿結束之后的1個月內，要做好灌漿部分的維護工作，并做壓水實驗，實驗結果達標才能確認灌漿質量合格。

6 結語

水利工程建設過程中，地質情況復雜，地基處理難度較大，為保證地基強度、抗滲性和穩定性，相關設計人員及施工人員應當對基礎灌漿技術進行合理應用，確保地基處理效果滿足水利工程建設標準，從而促進水利工程在社會運行中的實際價值得到最大程度的發揮。

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