水利施工中灌漿技術(shù)的應(yīng)用研究

李吉松

（樂陵市水利局，山東樂陵 253600）

1 引言

灌漿技術(shù)是處理地基的重要方式，需要嚴(yán)格做好技術(shù)應(yīng)用工作，提高地基的強(qiáng)度，使地基具有更高的承載能力。灌漿技術(shù)在施工方面具有較高的要求，既要對(duì)施工工序進(jìn)行控制，避免施工過程中出現(xiàn)遺漏，又要注重技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)，進(jìn)而保障灌漿技術(shù)的應(yīng)用效果。

2 水利施工中灌漿技術(shù)概述

在水利工程中，為了解決地基的松軟問題，需要采用灌漿技術(shù)進(jìn)行地基處理。在灌漿技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要對(duì)灌漿質(zhì)量進(jìn)行控制。做好灌漿技術(shù)的使用非常重要，需要采取有效的灌漿手段提高灌漿環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，使地基的強(qiáng)度得到有效提升。灌漿施工過程較為復(fù)雜，并且技術(shù)種類較多。常用的灌漿技術(shù)有帷幕灌漿、固結(jié)灌漿等。這些灌漿技術(shù)可以對(duì)地基進(jìn)行有效的加固。在施工過程中，對(duì)灌漿材料具有一定的要求，需要具有較強(qiáng)的凝結(jié)特性，并且強(qiáng)度要滿足工程需要。在灌漿過程中，需要嚴(yán)格按照施工順序進(jìn)行，提高施工過程的規(guī)范性，為保證灌漿質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。其中，鉆孔、灌漿、封孔等是重要的施工環(huán)節(jié)，需要做好各個(gè)施工過程的控制工作。鉆孔是灌漿施工的首要環(huán)節(jié)，需要對(duì)鉆孔質(zhì)量進(jìn)行控制，保障灌漿操作能夠順利地進(jìn)行。灌漿是核心施工過程，需要采用標(biāo)準(zhǔn)化的灌漿方式，提高灌漿施工的效率[1]。

3 水利施工中灌漿技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 灌漿材料選擇

為了保障灌漿施工的質(zhì)量，需要做好灌漿材料的選擇工作，使灌漿過程能夠順利進(jìn)行。灌漿材料主要為混凝土，灌漿施工對(duì)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)有一定的要求，如混凝土初凝時(shí)間不能少于40 min，終凝時(shí)間需要控制在10 h 以內(nèi)，保障灌漿后混凝土能夠快速成型，便于對(duì)灌漿質(zhì)量進(jìn)行控制。以水泥材料的使用為例，需要選擇無結(jié)塊的水泥，將水泥的細(xì)度控制在80 μm以內(nèi)，保障混凝土具有良好的強(qiáng)度。同時(shí)，需要做好水泥的抽查工作，保障水泥的質(zhì)量符合相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)禁使用存在質(zhì)量問題的水泥。在混凝土制漿方面，同樣具有一定的需求，在材料配比方面，需要嚴(yán)格地進(jìn)行稱量，將誤差控制在5%以內(nèi)，防止混凝土配比出現(xiàn)失調(diào)。在攪拌方面，需要對(duì)攪拌時(shí)間進(jìn)行控制，一般在30～60 s，還要保證混凝土攪拌的均勻性。另外，對(duì)施工溫度具有一定的要求，需要控制在40 ℃以內(nèi)，若溫度較低，則需要做好防寒工作，降低溫度對(duì)混凝土的影響[2]。

3.2 鉆孔

鉆孔是灌漿施工的首要環(huán)節(jié)，鉆孔施工的質(zhì)量對(duì)灌漿過程具有較大的影響，需要先確定孔徑和鉆孔深度，孔徑一般在50～110 mm，鉆孔深度一般在10 m 以上。鉆孔過程需要采用鉆機(jī)進(jìn)行施工（見圖1），因此，需要做好鉆機(jī)的選擇，不同鉆機(jī)的鉆孔深度是不同的。例如，鑿巖機(jī)鉆孔深度一般在15 m 以內(nèi)；巖心鉆芯的鉆孔深度要大于15 m。選擇鉆孔設(shè)備時(shí)，需要根據(jù)工程需要進(jìn)行合理的選擇。在鉆孔施工前，需要先對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行勘察，根據(jù)地質(zhì)情況確定孔徑。通常情況下，孔徑越大，灌漿后形成的樁體承載力越強(qiáng)，可以有效地提高地基的承載力。在鉆進(jìn)過程中，需要進(jìn)行垂直鉆進(jìn)，這就要求對(duì)鉆進(jìn)偏差進(jìn)行不斷的調(diào)整，將鉆進(jìn)偏差控制在1°以內(nèi)，避免鉆孔發(fā)生偏斜。同時(shí)，要?jiǎng)蛩巽@進(jìn)，避免對(duì)孔壁造成較大的破壞，并且便于對(duì)鉆進(jìn)偏差進(jìn)行糾正。為了保障鉆機(jī)鉆頭的質(zhì)量，減少鉆頭的維護(hù)次數(shù)，需要采用金剛石作為鉆頭，提高鉆頭的耐久性，保障鉆孔的效率。

3.3 沖洗

做好鉆孔的沖洗工作較為重要，能夠提高鉆孔的清潔度，使混凝土能夠與周圍的土體更緊密地成為一體。沖洗鉆孔的水源應(yīng)采用清潔的水流，水中不能含有泥土，否則會(huì)為孔洞增加新的雜質(zhì)，無法對(duì)其起到清潔效果。在沖洗過程中，需要做好壓力控制工作，防止沖水壓力過大對(duì)孔壁造成損傷，導(dǎo)致后續(xù)操作無法進(jìn)行，不得不對(duì)鉆孔進(jìn)行返工。同時(shí)，需要控制好沖水距離，控制在5～10 cm，避免垂直進(jìn)行沖洗，對(duì)鉆孔造成較大的損傷。而且需要采取全方位的沖洗形式，使水流能夠沿著孔壁流動(dòng)，直至沖洗后水流不再渾濁為止，表明鉆孔已經(jīng)沖洗干凈。另外，還需要注重巖層縫隙的沖洗，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)水流的壓力，使水流能夠進(jìn)入到縫隙中，將縫隙中的雜質(zhì)沖洗干凈，形成良好的灌漿環(huán)境。圖2 為施工現(xiàn)場(chǎng)的鉆孔沖洗過程。

圖2 沖洗過程

3.4 壓水試驗(yàn)

灌漿前，需要進(jìn)行壓水試驗(yàn)，確定灌漿過程中需要的參數(shù)信息，對(duì)灌漿的質(zhì)量進(jìn)行控制。通過水壓試驗(yàn)對(duì)鉆孔的滲透性進(jìn)行測(cè)試，確保鉆孔的滲透性符合要求，防止?jié)B漏現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)灌漿過程造成影響。一旦鉆孔發(fā)生滲透，將會(huì)影響灌漿后混凝土的凝結(jié)，不利于地基強(qiáng)度的提高。壓水試驗(yàn)需要采用分段試驗(yàn)的方式，對(duì)一定長(zhǎng)度的鉆孔進(jìn)行水壓檢測(cè)，確定本段鉆孔的滲透效果。為了有效堵塞鉆孔，需要采用止水栓塞進(jìn)行封堵，通過水泵對(duì)鉆孔提供壓力，從而檢測(cè)鉆孔的滲透性。鉆孔的滲透性可由單位吸水量ω 進(jìn)行衡量，計(jì)算公式為：

式中，ω 為單位吸水量，L/（min·m2）；Q 為壓入流量，L/min；S為壓力水頭高度，m；L 為試驗(yàn)段長(zhǎng)度，m。通過式（1）便可以對(duì)鉆孔滲透性進(jìn)行定量衡量，降低滲透現(xiàn)象的影響[3]。

3.5 灌漿

滲透性檢測(cè)完成后，需要進(jìn)行灌漿施工，采用存壓式一次性灌注的方式，提高灌漿的效率。對(duì)于灌注孔的數(shù)量，需要進(jìn)行限制，將數(shù)量控制在2～4 個(gè)，便于對(duì)灌注孔進(jìn)行控制。由于鉆孔的深度較深，需要在混凝土內(nèi)部埋設(shè)灌漿管，使?jié){液能夠灌注到孔洞的各處，提高混凝土接觸的密實(shí)程度。對(duì)灌注孔位置確定時(shí)，需要避開鋼筋及保護(hù)層，防止對(duì)鉆孔造成結(jié)構(gòu)上的破壞，導(dǎo)致混凝土的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降。在灌注壓力方面，需要控制在約0.1 MPa，壓力過大容易對(duì)孔壁造成損傷，并且容易導(dǎo)致氣泡出現(xiàn)，影響混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。需要注意的是，下注漿管前，需要對(duì)出漿口進(jìn)行處理，采用膠帶進(jìn)行纏繞，防止出漿口發(fā)生堵塞，影響灌漿過程的進(jìn)行。而且，灌注時(shí)需要時(shí)刻進(jìn)行壓力檢測(cè)，觀察壓力表的變化情況，使灌漿壓力能夠保持不變，一旦壓力發(fā)生較大的變化，如壓力增加則說明存在堵塞現(xiàn)象，壓力過低則說明存在空隙，需要做好壓力變化的處理，使灌漿過程能夠順利進(jìn)行。圖3 為灌漿過程。

圖3 灌漿過程

3.6 封孔

灌漿施工完畢后，需要采取封孔操作，使灌漿質(zhì)量得以提升。壓力灌漿是常用的封孔方式，其主要是對(duì)需要密封的內(nèi)部空間進(jìn)行充氣，使內(nèi)外形成壓力差，接著，撤去充氣狀態(tài)，使密封漿外涌，保證其能夠堵滿整個(gè)通道，形成有效的封孔效果。封孔過程需要采用封孔器進(jìn)行，在使用封孔器時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：（1）需要對(duì)封孔器進(jìn)行檢查，保證封孔器完好，能夠正常進(jìn)行封孔操作；（2）使用者不能正對(duì)封孔器，防止封孔器下滑傷人；（3）在連接封孔器時(shí)，需要將氣門關(guān)閉，并且將固定密封器的螺栓擰牢，使其能夠順利地安裝；（4）在給壓過程中，需要均勻地進(jìn)行控制，保持良好的給壓環(huán)境，避免壓力過大對(duì)鉆孔造成損傷。封孔是灌漿施工的收尾階段，需要合理地進(jìn)行施工，保證水利工程能夠順利完成。

3.7 養(yǎng)護(hù)措施

做好灌漿施工的養(yǎng)護(hù)措施較為重要，具體養(yǎng)護(hù)措施如下：（1）需要對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行控制，使環(huán)境溫度不低于5 ℃，否則會(huì)影響漿液的凝固。當(dāng)溫度過低時(shí)，需要對(duì)裸露部分進(jìn)行覆蓋，同時(shí)，噴灑養(yǎng)護(hù)劑，降低溫度對(duì)混凝土的影響。（2）灌漿材料需要保持濕潤(rùn)狀態(tài)，將養(yǎng)護(hù)時(shí)間控制在7 d 以上。（3）需要做好灌漿振搗工作，避免混凝土存在氣泡，對(duì)混凝土的質(zhì)量造成影響，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降，不利于地基承載力的提升。

3.8 質(zhì)量控制

為了保障灌漿施工的合格率，需要做好質(zhì)量檢驗(yàn)工作，使灌漿施工能夠符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量控制方面需要注意以下幾點(diǎn)：（1）需要將單孔注入率控制在0.4 L/min 以內(nèi)，進(jìn)而對(duì)灌注壓力進(jìn)行控制，保證灌漿質(zhì)量；（2）若發(fā)生回漿變濃現(xiàn)象，則需要對(duì)水灰比進(jìn)行調(diào)整，保證混凝土漿液符合凝結(jié)的條件，保證30 min 內(nèi)能夠結(jié)束灌漿工作；（3）在固結(jié)灌漿方式下，水灰比一般為0.5∶1。漿液固結(jié)后需要采用200 號(hào)水泥（抗壓強(qiáng)度為20 MPa）進(jìn)行回填，為封孔工作做準(zhǔn)備；（4）需要做好灌漿封孔工作，到回漿管排出0.5∶1 的濃漿后進(jìn)封孔，進(jìn)而保障封孔的質(zhì)量。

3.9 特殊情況處理

灌漿施工時(shí)若出現(xiàn)一些特殊情況，需要采用針對(duì)性的解決方法，提高問題的處理效率。在灌漿過程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，需要根據(jù)現(xiàn)象進(jìn)行處理。具體處理過程是：若冒漿量較小，則采用正常灌漿方式灌注到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)位置即可，無須進(jìn)行專門處理。若冒漿量較大，則需要采用低壓、限流的方式進(jìn)行處理，避免發(fā)生灌漿堵塞問題，保障漿液能夠順利地流入鉆孔。對(duì)于串漿量較大的鉆孔，需要在串漿部位增設(shè)阻塞器，一般放置在串漿上方1～2 m 處，進(jìn)而對(duì)串漿量進(jìn)行限制，完畢后將阻塞器拔出。

4 結(jié)語

綜上所述，灌漿技術(shù)具有良好的地基處理效率，能夠解決地基的松軟問題，對(duì)地基的強(qiáng)度形成有效的控制，保障地基的使用水平。灌漿技術(shù)是保證后續(xù)施工開展的關(guān)鍵，需要嚴(yán)格地做好質(zhì)量控制工作，提高水利工程地基的使用壽命，保障水利工程的安全性。