灌漿技術在水利水電工程大壩施工中的應用

王小芳 王啟超

【摘要】灌漿工程施工一般用于工程輔助施工，如穩定開挖面、增加土層的抗液化能力、建筑物扶正、及地面強化，其灌漿后可達止水、強化、穩定等效果。由于灌漿目的不同，所選擇的灌漿方式、灌漿材料、灌漿量、改良效果檢核、與灌漿工程成本，也隨之不同。文章根據水利水電工程施工的實際，對灌漿施工技術控制過程進行探討。

【關鍵詞】灌漿技術；水利水電工程大壩；應用

一、灌漿施工的機制

（一）擠壓灌漿

此種灌漿方式是通過稠度高的漿液注入地面中，形成接近球形或圓柱形漿體，并推移、擠壓鄰近土壤，使土壤趨于密實，減少后續所發生的沉陷；甚至補償先前土壤沉陷的體積，造成地面局部隆起，以扶正傾斜的建筑物。

1.灌注初始階段：灌注漿液形狀類似于球狀體，使漿液由內向外推擠土壤，由于土壤受到推擠變形進而造成擾動，使得周圍產生一超額孔隙水壓力的區域。

2.灌漿壓力持續增加：灌注漿液形成的球狀體會迅速變大；當灌漿的壓力達到足以破壞土壤結構時，漿液便會劈裂形成一弱面；此時造成土壤應力的改變。

3.使用高黏滯度漿液灌注的過程中，由于漿液無法侵入裂縫中，只能造成球體的擴張；同時受到球體擴張影響，僅在出漿口附近有超額孔隙水壓力產生。發現將高稠度的漿液灌入地面后，漿液會向四面八方發展。灌漿初期因垂直阻抗大于水平阻抗，漿體有較往水平發展的趨勢；當灌漿團塊逐漸擴大，水平阻抗力大于垂直方向時，則漿體開始往上發展。基本上，各種土壤皆可用擠壓灌漿工程施工，但因黏土的滲透性低，擠壓灌漿成效會受到較大的限制。同時，若在近地表處及無側限的邊坡，因其束制力不足，擠壓灌漿所能產生的效果較差。擠壓灌漿工程施工的缺點，是為無法在同一點重復灌漿。由于前次灌漿漿液凝結后強度高，使得之后的灌漿無法有效破解推擠，因此必須重新裝設灌漿管；否則會導致壓送低流動性漿液的壓力增加，造成灌漿管內的漿液流動度降低、產生塞管的情形。

（二）滲透灌漿

本灌漿方式是在不改變土壤顆粒原本的排列狀況下，用灌漿液填充顆粒間的孔隙，以取代孔隙水與土中空氣。灌漿程序是漿液經由灌漿管，灌注至土壤；漿液以放射狀向外擴散流動。漿液滲透范圍受到漿材種類、漿液黏滯度、土層種類及滲透系數、灌漿壓力及速度等因素影響。

（三）脈狀（劈裂）灌漿

脈狀灌漿的改良機制為漿液以水力劈裂（hydro-fracturing）方式侵入地面土壤中，形成手指狀、樹枝狀或礦脈狀的改良體，達到壓擠、加勁土壤的效果。

二、水利水電工程大壩施工中灌漿技術的應用

現在的水利水電工程大壩施工中必須要運用灌漿技術，而且使用的種類比較多，在確定其具體運用時要結合實際情況進行選擇。

（一）控制泥漿凝結速度

在水利水電工程大壩中，其施工開展都要使用灌漿技術進行作業，還要結合施工的工期進行選擇。但在實際的施工過程中會受到地形地質等條件的限制，影響泥漿的凝結，如果泥漿的凝結時間太長，就會沖擊底部，情況嚴重時會有滲出現象。因此，在施工過程中，必須及時了解和控制泥漿的流動情況，要逐步增加灌漿方式，對泥漿的流動速度和吸漿現象進行控制，并適當調整泥漿組份和灰水比，改變填入外加劑的方式，控制其凝結速度。也可以運用間歇性的灌注方式，在控制灌漿的同時提高施工質量。

（二）漏水通道灌漿

由于水利水電工程大壩施工的地質環境千差萬別，有各自的特殊性，其影響也有很大的不同。比較常見的問題就是漏水，嚴重影響著灌漿技術的施工。因此在實際施工中會進行外部干擾，破壞其漏水結構，再進行灌漿技術的施工。但這樣會影響到整體的工程質量，加大施工的成本和難度，必須要運用模袋灌漿技術，用尼龍或聚丙烯材質的袋子進行配料的填充，其填充配料一般都是大粒徑砂石，并與雙槳灌漿技術配合，從不同的管道灌入水泥漿和速凝劑，在其混合后灌入灌注區，可以有效的控制漏水點。

（三）接縫灌漿技術

在水利水電工程大壩施工中一個重要的內容就是壩體的填筑，其實際的施工質量對整個工程的穩固性都會產生決定性的影響。因此在實際施工中，要對其工作量進行合理的規劃，施工方案制定后，結合項目的實際需求，進行施工工藝的選擇。在進行壩體施工時，還要處理接縫問題，常用的方式有重復灌漿、騎縫灌漿和盒式灌漿。有時需要根據灌漿特征和工程情況等因素進行以上3種灌注方式相互配合、重復使用。施工中其灌漿的壓力大約為0.2MPa，還要控制泥漿粒徑和接縫灌漿開張度之間的比例，最好為1～3mm，灌漿過程中應保持適當的擴張。

三、結語

綜上所述，水利水電工程大壩的修建要結合實際的地形地質條件進行，要根據實際情況進行分析并選擇適宜的灌漿技術，從而保證在節約成本的基礎上，達到加固壩體和延長其使用年限的效果。在施工結束后，要及時進行修檢，以保證大壩的穩固性。

參考文獻

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