水利水電工程灌漿施工技術與質量管理的策略分析

童利勇

吉安市吉泰水利水電建設監理有限公司

1 引言

灌漿施工技術無論是在國內還是在國外水利工程建設中，其應用都有著非常悠久的歷史。灌漿施工技術憑借著自身獨特優勢，在水利水電工程建設中發揮著十分關鍵的作用。灌漿施工技術實質上就是將一定的混合液體傾倒在建筑物主體中，經過自然風干完全凝固后，總體建筑主體會更加穩固。一般來說，鑒于對自身安全的考量，水利水電工程在滲透性方面的要求都非常嚴格，這時在其中發揮最關鍵作用的要屬灌漿施工技術及質量管理工作了。

2 類型

將不同操作方式作為施工工序的重要根據，一般水利水電工程灌漿施工可分為基礎灌漿施工以及循環灌漿施工兩種。基礎灌漿施工的基本工藝流程是根據規定的比例混合水、水泥以及石，讓漿料符合工程需求。通過注漿設備，將泥漿灌注在預鉆孔內，之后進入工程基礎低端。固化后，地基與泥漿形成一體，從而將建筑物或地基結構進行加強。循環灌漿施工的基本工藝流程是，保持巖石灌漿量小于灌漿泵的排量，保持灌漿處于循環狀態，促使流入孔中的一部分灌漿流入裂縫，其余灌漿由同一灌漿管返回同一孔。該種方法能避免“固管”現象，還能避免孔內水泥顆粒的沉淀現象，提升灌漿質量，其應用前景比較廣泛。純壓灌漿施工的基本過程是，借助人工，將灌漿分散到孔中的巖石裂縫中，以防止灌漿倒流。該方法對操作技術以及相關設備的要求偏低，但是由于該方法要求高灌漿，因此該方法更適合孔深度為10m～12m的建筑，因此通常在裂縫較大的位置比較適用。在建設過程中，應放慢注漿速度，并檢查冒泡情況，以確保建設質量。對于施工區內的地質環境，注漿施工工藝的要求十分嚴格。為了保證建設質量并有效避免施工過程中的事故，在簡單注漿工程施工前，以注漿施工面為基礎，根據具體情況對巖石和地下水進行調查。在大型水利工程注漿施工中，應對灌漿料比、灌漿壓力、預測數據量以及作業深度進行科學計算。

3 灌漿施工技術在水利水電工程中的應用現狀

3.1 灌漿孔鉆技術

提升灌漿工程質量的基礎是灌漿鉆孔技術，灌漿鉆孔技術是實施的關鍵環節，國家嚴格管理與控制了相關問題，從首序孔灌漿，這3道序孔是當前亟需處理的關鍵點。在施工時需測序首要工序，對其吸水量以及壓水量進行檢測，利用壓水試驗等方式，保障吸水量符合設定的要求，減少后續作業誤差，縮減工程周期。

3.2 孔斜率的要求

施工技術者的技術水準通過鉆孔的孔壁以及直孔就能直接體現出來，在灌漿施工過程中，施工技術人員應測量鉆孔的孔壁以及直孔，檢測鉆孔距離的斜孔和歪斜情況，還需開展帷幕深孔施工工作，施工時利用鉆孔測算，開展傾斜工作，以此來為后續工程的有效實施奠定良好的基礎。

3.3 清洗鉆孔與裂隙

在建設施工期間，保障灌漿施工工作有效實施的基礎是鉆孔與裂隙，在施工期間需要保障總體施工的整潔和干凈，這樣才可以保障施工過程中不會產生質量問題，鉆孔與裂隙的清洗兩者缺一不可，在此程序施工中，清除裂隙中的雜質以及巖石粉質，進而提升漿液及巖石膠的凝固效果。在施工中，還可利用壓縮空氣或者壓力方式清洗鉆孔與裂隙。這種方法運用比較廣泛，但在單孔沖洗中，該種方法不適用，且運用范圍相對較小，所以通常會將其運用在裂隙較少的巖石層沖洗中。

4 灌漿施工技術在水庫除險加固工程中的應用實例分析

4.1 工程概況

社上水庫位于江西省安福縣泰山鄉社上村，禾水支流瀘水河與靈金河匯合處上游，壩址距安福縣城約42km，是一座以灌溉為主，兼有防洪、發電、養殖、旅游等綜合效益的大型水庫。水庫樞紐工程等別為Ⅱ等，永久性主要建筑物為2級，永久性次要建筑物等級為3級。水庫壩址以上控制流域面積427km2，正常蓄水位為172.00m，相應庫容為1.43×108m3。水庫樞紐工程主要建筑物有：1#壩、2#壩等。

1#壩為黏土斜墻壩，壩頂高程175.70m，壩頂長165.72m，最大壩高40.00m。斜墻頂高程174.00m，頂寬3.0m。壩頂為混凝土路面，上游側設混凝土防浪墻。大壩上游坡高程163.5m以上為混凝土預制塊護坡；大壩下游坡為草坡護坡，壩腳設有排水棱體，頂高程151.00m。

2#壩為漿砌石重力壩，分為非溢流壩段和溢流壩段，壩長142.25m，最大壩高38.58m。右岸非溢流壩壩段頂高程176.58m，長82.00m，；左岸溢流壩設5孔溢流表孔，每孔凈寬10m，溢流堰頂高程166.00m，5孔溢流表孔均由6m×10m弧形閘門控制，挑流消能。

4.2 相關1號壩帷幕灌漿

本工程先導孔采用自下而上分段純壓式灌漿法，其余段采用自上而下分段循環式灌漿法。帷幕灌漿段長首段為2.0m，其余段為5m；從頂部到底部進行灌漿時，灌漿塞的位置比灌漿段頂部高50cm；循環注漿時，注漿管的噴嘴與孔底之間的距離應不大于50cm；灌漿期間灌漿管應頻繁上下旋轉，灌漿返漿管的返漿量應大于15L∕分鐘，以防止灌漿管由于水泥凝固引發孔內事故；在灌漿中，如果發現異常現象，例如表面壓力的突然升高和下降以及泥漿抽吸量突然增加或減少，則應立即找出原因，并采取相應的措施進行適當處理，并進行詳細記錄，如有必要，請報告給主管工程師來處理和研究；注漿結束后等待加深，或鉆探完成，等待注漿時，應適當保護注漿孔口，以防止污水進入孔內。灌漿第一階段后的凝結時間不少于24h。如果沒有從剩余的灌漿部分的孔中涌出水，則在灌漿完成后，可以進行下一部分的鉆孔和灌漿操作，而無需等待凝固。對于地質條件復雜的孔段，例如斷層斷裂帶，灌漿完成后，應等待下一段的鉆孔和注漿操作48小時；提倡試驗注漿壓力，段號1，段深0m～2m，灌漿壓力0.2MPa；段號2，段深2～7m，灌漿壓力0.5MPa；段號3，段深7m～12m，灌漿壓力0.8MPa，自上而下灌漿時，灌漿壓力系指安裝在孔口回漿管上壓力表所指示的壓力值。段號1，段深0m～2m，灌漿壓力0.2MPa；段號2，段深2m～7m，灌漿壓力0.4MPa；段號3，段深7m～12m，灌漿壓力0.6MPa，表中灌漿壓力均為建議值，實際灌漿壓力應通過灌漿試驗確定。

4.3 相關2號壩充填灌漿

對于空隙較小的壩段一般采用純灌法，泥漿攪拌機拌制水泥漿，泥漿泵送漿，通過注漿管經鉆孔對設計灌漿范圍的壩體進行充填灌漿。

施工單位也可根據先導孔資料，對于空隙較大且采用純灌法難以成功的壩段采用注漿投砂法，即在孔內安置射漿管，在射漿的同時，細砂隨孔口注漿管注入孔內，砂在下落的過程中由射漿管的射漿將其沖灌入漿砌石壩的空隙。摻砂量不應大于水泥重量的300%；灌漿采用兩序次，自下而上分段灌漿，分段長度可采用5m～6m，特殊情況下可適當縮短或加長，但不宜大于10m。下段灌完待凝48h后再進行上段的灌漿施工；制漿材料成份及其物理力學性能，應滿足有關規范要求，漿液各項指標應按設計要求控制。在施灌過程中，應按規范要求定時對漿液容重、輸漿量、漿液穩定性及自由析水率進行測定并做好記錄；應控制注漿管端口壓力；灌漿結束后，應按規范要求進行封孔；充填灌漿的壓力和漿液水灰比應按施工圖紙的要求，并經現場試驗確定后采用。灌漿壓力建議為0.2MPa～0.25MPa。水灰比由稀至濃，逐級變換，開灌水灰比可為3:1，根據吸漿情況轉換至2:1、1:1、0.8:1、0.5:1；灌漿在規定壓力下進行，灌漿孔不再吸漿后，再灌漿10分鐘即可；當由于某種原因中斷灌漿時，承包商應盡快恢復灌漿，且中斷時間超過30分鐘，并應嘗試清理至原始孔深，然后恢復灌漿。此時，如果灌漿孔仍不能吸收灌漿，則應在最近的鉆孔處進行灌漿；灌漿完畢后，應清除井孔中積聚的水和污物，并應將整個孔密封并用厚實的水泥漿抹平；充填注漿操作中，應對大壩上下游壩面進行變形監測，確保灌漿作業不會對大壩產生破壞，控制允許變形值Δ≤0.2mm。

4.4 相關1號壩與2號壩質量檢查

4.4.1 相關1號壩質量檢查

應在注漿完成后14天進行注漿施工，應采用單點法進行水壓試驗。檢查孔壓力采用注漿孔段相應注漿壓力的百分之八十；水壓試驗合格標準：注漿后基巖透水率q小于5Lu，每節合格率不小于百分之九十，不合格孔節最大透水率不超過7.5Lu，并且不集中可以被認為是合格的；檢查孔檢查工作結束后，按4.6.4條要求封孔；質量檢查孔數量一般按帷幕灌漿孔總數的10%控制，一個單元工程內至少應有一個質量檢查孔；檢查孔應采取巖芯，繪制鉆孔柱狀圖。

4.4.2 相關2號壩質量檢查

質量檢測主要以灌漿資料、注漿檢查、灌漿前后鉆孔取巖芯資料、孔內攝影及蓄水考驗等資料，進行比較綜合評定。應在灌漿完成后7天進行灌漿質量檢查孔的水壓試驗；可以在鉆孔完成并清潔孔壁后進行質量檢查孔的水壓測試，而無需進行裂紋清洗。檢查孔數于灌漿孔總數的5%；充填灌漿質量檢查注漿檢驗方法的檢驗標準為：將水灰比為2：1的水泥漿注入孔內，壓力與注漿壓力一樣，開始10分鐘之內注漿量不大于10L為合格，合格率為百分之百；質量檢查孔檢查完畢后，應采用水泥砂漿封堵密實鉆孔，與此同時壓緊孔口并齊平。

4.5工程質量控制情況

監理巡查發現深層攪拌防滲墻施工進場的一車水泥為海螺牌P.C32.5水泥，與設計要求的P.O42.5水泥不相符。我部立即向施工方負責人下達指令要求撤換，并得到落實。我部監理對進場的原材料進行了嚴格的把關，針對不符合要求或滿足不了施工質量要求的原材料堅決杜絕使用。

組織了業主、設計及施工等四方參建方相關人員到現場對南邊排灌站箱涵基礎及排洪閘基礎進行了聯合驗收，驗收合格，同意進行下一步工序施工。施工過程中嚴格按照施工監理程序進行，施工質量得到了有效的保障。

要求承包人對已完成了7天后的深層攪拌樁防滲墻(樁號0+050-0+070段)用挖機進行淺表開挖檢查。隨機開挖了兩個點檢測，深攪樁均按設計要求搭接到位，同時在水泥土樁上鉆孔取了芯樣做7天無側限抗壓強度檢測，檢測結果合格。

當班監理對南邊排灌站箱涵及排洪閘底板倉位進行了檢查，模板加固到位、尺寸符合設計要求；鋼筋型號、間距均符合設計圖紙要求，鋼筋綁扎牢固；防雷接地扁鐵按照設計預埋鋪設；倉面沖洗干凈，混凝土配料按照試驗配合比進行了稱量。該倉位具備澆筑條件，同意施工方澆筑混凝土，同時當班監理對混凝土澆筑進行了全程旁站監理，并填寫了旁站記錄。

5 結束語

在水利水電工程建設中，灌漿施工技術的作用不容小覷，在開展工程建設工作時，必須加強管理與控制施工質量，以此來保障總體工程建設施工質量，所以在施工期間需要對灌漿施工技術的狀況進行時刻關注，施工技術人員也需提升自身的技能，對從事的質量管理工作要十分熱愛，保障施工質量，推動水利水電工程的健康可持續發展。