水利水電工程灌漿施工技術與質量管理對策探析

賈緒錦

（中國水利水電第四工程局有限公司，西寧 810000）

1 工程概況

某水利水電工程，大壩形式為土壩，攔河壩高度約為25 m，壩頂長1 627.1 m，寬7.8 m。順河壩頂長1 892.3 m，寬8 m，壩頂最高高度為17.8 m，高程在11.5～11.8 m。該水利水電工程的最大容量約為9.21×104m3，泄洪流量7 186 m3。為在該水利水電工程建設中確保大壩的防洪效果，還應采用灌漿施工技術，加固處理大壩、水庫結構。

2 灌漿施工技術概述

水利水電工程屬于特殊的建筑工程。對于水利水電工程，滲漏風險是其施工建設中面臨的主要風險，該風險的產生會引起一系列的經濟損失，影響施工進度，因此，在水利水電工程質量管理中應采用多種手段提高水利水電工程的防滲能力。在此背景下，灌漿施工技術應運而生，可有效增強水利水電工程地基穩固性，提升其抗滲能力[1]。

具體來說，水利水電工程所涉及的子項目較多，且不同施工作業所處的環境較為復雜，灌漿施工技術是水利水電工程建設的核心技術之一，對完善水利水電工程基本性能，增強工程基礎結構的穩固性意義重大。所以，在水利工程建設初期，建設方應提前量測施工范圍內的地質條件和水文條件，然后結合實際情況選擇灌漿施工技術，夯實水利水電工程質量管理基礎。水利水電工程的灌漿施工技術包括多種類型，具體見表1。

表1 水利水電工程灌漿施工技術的分類

3 水利水電工程灌漿施工技術要點

3.1 合理配置灌漿漿液

漿液配制是水利水電工程建設中灌漿施工的基礎內容，只有合理配置灌漿漿液才能有效加固水利水電工程，強化水利水電工程的防滲能力。具體來說，施工人員可從以下內容入手，確保漿液配制的可靠性。

1）根據水利水電工程對灌漿漿液的相關要求，精確按計算砂漿配置后的抗壓強度，見表2。

表2 水利水電灌漿漿液抗壓強度計算值

2）合理控制漿液配置中的水灰比例，比如，灌漿漿液水灰比、重量比應不低于1∶1。回填灌漿施工時，應重點控制水泥細度，基本細度要求是使用80 μm孔篩時，篩內剩余的水泥應控制在5%以內。壩體接縫灌漿施工時，水泥細度要求使用70 μm孔篩時，余量為2%。

3）灌漿施工中應加入適量的摻和料，如黏性土、砂、粉煤灰、水玻璃。砂粒徑應控制在2.5 mm以內，黏性土塑性指數應大于15，水玻璃濃度應為30（°Be）。

4）制漿方法應采用集中制漿的基本模式，配制好漿液后應重視漿液的質量檢測，及時通過沉降法、標準漏斗黏度計分析漿液的細度與濃度，確認漿液配制無誤后方可投入使用。

3.2 規范鉆孔施工流程

灌漿施工技術體系中，水利水電工程完成漿液配制后，應進一步規范鉆孔流程。一方面，使用回轉式地質鉆機在特定位置鉆單排孔，孔深約為60～80 m，鉆入時應確保孔隙的垂直性，且孔位偏差應小于10 cm。對于地質較為柔軟的區域，為避免出現滲漏風險，應選擇部分區域提前進行灌漿施工，漿液凝固后進行鉆孔。另一方面，正式在孔隙內灌入漿液時，還應提前清理需灌漿的縫隙、孔隙，必要時可利用高壓水槍清洗鉆孔表面，鉆孔清理完畢后灌入漿液。

3.3 優化灌漿工藝設計

水利水電工程建設中，灌漿方式可采用孔內循環式灌漿法，或自上而下的分段鉆孔與灌漿模式，即將配制好的漿液灌入特定位置。通常情況下，鉆孔間距約為6 m時應再次施灌。灌漿過程中需要嚴格地控制灌漿壓力，在不改變水利水電工程地層條件的基礎上，灌漿壓力應取最大值。但灌漿壓力的最大值應小于巖層承載力、灌漿塞上方壓力值的總和。

灌漿過程中，為預防冒漿、堵塞等質量風險，還應合理地控制灌漿實踐，在灌孔區域的注漿率小于規定值時及時緩慢地停止灌漿。例如，在水利工程帷幕灌漿施工技術實踐中，鉆孔內漿液注入率＜0.4～1 L/min時，往往需要灌注60～90 min后結束灌漿。采用固結灌漿技術時，注入率的參考值為0.4 L/min，到達該數值后灌漿時間應保持在約30 min。完成灌漿后通過壓力灌漿的方式封孔，并通過壓力試驗檢測灌漿施工質量。水利水電工程中，壓力試驗的根本目的是分析灌漿后巖層的滲透性，相關人員可通過檢測透水率、灌入水量等參數，評估水利水電工程的防滲能力，分析灌漿施工的實際效果，為后期施工建設提供完整的參考依據[2]。

3.4 靈活選用灌漿施工工藝

不同灌漿工藝中，灌漿施工技術的應用要點、質量管理方向會有明顯差異性，所以，在建設水利水電工程時，還應靈活選用灌漿施工工藝。

1）循環灌漿。水利水電灌漿施工技術體系中，循環灌漿應用頻次較高，可通過“孔口循環”“孔內循環”等方式灌入漿液。若采用孔口循環灌漿，施工人員應及時加壓處理漿液，以此提升漿液在孔隙內的流動率，預防孔道堵塞風險。

2）純壓灌漿。純壓灌漿是指直接將配制好的漿液加壓后灌入鉆孔的施工工藝，對于水利水電工程建設中的裂縫病害，施工人員可采用純壓灌漿的方式進行控制、修補，灌漿施工時，需應嚴格地控制灌漿孔的實際深度。

3）分段灌漿。分段灌漿具體包括自上而下、自下而上灌漿兩種模式。采用自上而下的分段灌漿時，施工人員會適當地提升灌漿壓力，同時將其用于巖層破損問題較大的區域內，并且在鉆孔灌漿時，每隔5 m需清洗鉆孔，正式施工過程中，上排鉆孔內漿體凝固后，施工人員方可在下段、下排區域鉆孔灌漿。相較于其他鉆孔灌漿工藝，分段灌漿還應合理地布設灌漿塞，移動灌漿設備，但對于巖層傾角小的水利水電施工作業，分段灌漿工藝的應用優勢更為明顯，灌漿施工的靈活性較強。

4 水利水電工程灌漿施工質量管理措施

4.1 重視灌漿施工質量監測

水利水電工程灌漿施工時，為保障灌漿施工實際效果，還應加強該項作業的質量管理。對此，相關人員可根據水利水電工程灌漿施工的常見病害針對性地加強質量控制[3]。

1）對于灌漿施工中的冒漿問題，應考慮土質疏松、周圍存在空洞等因素，并組織施工人員通過復噴、提升注漿管等方式，及時解決冒漿問題，順利完成灌漿施工作業。此外，注漿管破裂時同樣會引起冒漿，導致灌漿時的灌漿壓力下降，所以，在灌漿施工時還應提前檢查注漿管。

2）灌漿過程中灌漿壓力大幅上升時，施工人員還應查看是否存在注漿管堵塞、噴嘴堵塞問題，然后在施工中將規格為1 mm的過濾網裝設在高壓泵吸水管處，并將規格為2 mm的過濾網安裝在注漿泵處。隨后分別檢查施工區域的氣管、水管、漿液管道是否存在泥漿沉淀現象。

3）灌漿施工過程中漿液流量不變但實際排量不高時，施工人員應及時檢查高壓管路、吸水管道、活塞缸套、活塞律動情況，必要時需替換有磨損、功能減弱的灌漿設備。

4.2 加強灌漿施工質量監督

質量管理是水利水電灌漿施工的重要管理內容，在灌漿施工技術實踐中，相關人員還應加強灌漿施工質量監督工作。

1）利用質量管理制度，規范灌漿施工中的人員行為，使其在灌漿施工中遵守相關的規章制度，重視灌漿施工質量管理。在水利水電工程建設中，配合相關人員分析灌漿施工流程中的作業質量，監測各類常見的質量通病。

2）明確各主體在灌漿施工中的基本責任，使其各司其職，相互監督，主動落實水利水電工程灌漿施工質量管理制度。

3）為提升水利灌漿施工質量管理效果，還應加強對施工人員的培訓，使其具有質量管理意識，掌握水利水電工程的工藝標準，規范應用灌漿工藝。比如，在某水利水電工程建設中，該工程項目選用帷幕灌漿施工技術，正式施工前期，建設方組織參與施工的相關主體進行專業培訓，了解帷幕灌漿原理、灌漿過程中的關鍵設計，用完整的培訓內容對一線施工人員進行技術指導，為水利工程灌漿施工質量控制打好基礎。

4.3 動態監測灌漿施工作業

1）為加強水利水電工程灌漿施工質量管理，相關人員可動態化地監測灌漿施工作業。管理人員應重視各項施工參數、施工數據的分析與評價，定期對比分析灌漿施工設計圖紙、灌漿施工方案與實際施工活動的差異，針對性地進行質量管理。在此基礎上，相關人員還應通過量測水利水電工程抗壓能力、防滲能力、穩固性、抗拉強度等參數，全面評估灌漿施工整體質量。

2）相關人員可應用BIM技術，建立灌漿施工中水利工程的3D模型，用可視化的施工模擬圖，監督、管理灌漿施工作業，促進灌漿施工活動的標準化。在BIM技術的支持下，管理人員可動態、實時監控水利水電工程灌漿施工的全過程，及時發現施工作業中存在的問題，指導施工人員調整灌漿施工設計方案，規避質量風險。

5 結語

綜上所述，灌漿施工技術是加固處理水利水電工程的關鍵技術，對完善水利水電工程安全性能意義重大。但是為確保水利水電工程建設中灌漿施工技術的實踐質量，還應明確灌漿施工中的技術要點，加強水利水電工程灌漿施工的質量管理。在此基礎上，為提升水利水電工程建設水平，相關建設單位應科學選擇灌漿方式，持續創新、規范灌漿施工技術體系，推動我國水利水電工程可持續發展。