水利水電工程灌漿施工技術與質量管理對策研究

陳靜林

（云南水利水電職業學院，云南 昆明 650499）

灌漿施工是基礎設施工程施工期間的常規環節，能夠增強工程地基的牢固程度，尤其在水文環境較為復雜的地區，地下水位較高會影響工程的整體穩定性，灌漿施工則是通過人工干預強化地基結構的綜合質量。本文以工程概況作為切入點，結合實際的施工需求，制定科學的質量管控體系，確保為水利水電工程的質量優化提供參考。

1 基礎案例分析

我國的水利水電工程建設體系已逐漸趨于成熟，工程的整體質量管控，不僅與施工期間的技術應用有關，還涉及基礎的穩定性。某水利水電工程的大壩形式為混凝土大壩，攔河壩的高度控制在25m 左右，壩頂長度約為1627m，寬度為7.8m，整體工程的最大容量為9.2×104m3，泄洪流量達到了7190m3。該水利水電工程負責區域水資源調配以及周邊農田用水供給，還需要考慮防護效果，其綜合質量對于區域的用水有著極強的聯系。

勘察發現，原設計的洪水標準已不能滿足實際要求，隨時威脅水庫附近居民的安全，經專家評定該水庫大壩為三類壩。（1）高處的磚砌的渡槽已經嚴重老化，排水溝被淤泥和雜草覆蓋，起不到任何作用。（2）壩頂被超載的車輛經過，已經受到嚴重破壞。（3）大壩背水坡高處的排水溝受到雜草和淤泥的覆蓋，導致坡被長期處于潮濕狀態，不利于大壩滲流的穩定。為解除安全隱患，構建和諧生態環境，必須排除水庫的險情加固壩體，通過各方主體討論，確定使用灌漿施工技術進行大壩加固和處理，全面提升水庫結構的綜合質量。

2 灌漿施工技術的基礎理論概述

水利水電工程本身屬于特殊工程，進一步規避滲漏風險是施工期間的重點任務。工程滲漏不僅會造成極大的經濟損失，還會延誤施工進度，對于周邊人們的生產生活也會產生直觀影響，因此，當前的水利水電工程已經初步建立起了一套成熟的防滲漏技術，其中灌漿施工技術能夠增強水利水電工程地基結構的穩定性，也可以增強抗滲性能。

從灌漿施工技術的具體應用細節角度來講，由于水利水電工程有著極多的子項目，不同項目的施工環境以及施工需求較為復雜，灌漿施工技術的應用需要結合不同的施工場景以及細節進行針對性調整，才可以提升工程的穩定性。因此，在工程建設的初期，必須嚴格落實好施工范圍內的水文條件以及地質條件勘察，明確具體的施工要求以及重難點，然后再選擇與其相適配的灌漿施工技術體系，為實際工程的開展提供良好保障。

而綜合我國當前絕大部分水利水電工程的灌漿施工方案來看，較為常見的類型以及細節，如表1 所示。

表1 水利水電工程灌漿施工技術分類

3 水利水電工程灌漿施工技術的應用細節分析

灌漿施工技術的整體質量對于工程后續的使用安全性和穩定性有著直接關系，因此，該項技術的應用要經過精細化管理，接受全過程管控。

3.1 合理地進行灌漿漿液配置

漿液配置是水利水電工程灌漿施工的前期準備內容，合理的配置灌漿漿液能夠加固水利水電工程的建筑結構，可以提升防滲性能，還能為后續的建筑結構施工奠定穩定且堅實的基礎。總體來講，施工人員需要從以下幾個方面進行重點把控。

3.1.1 灌漿漿液的配置要求

漿液配置的過程中，要結合水利水電工程的整體規模以及不同區域的施工細節進行抗壓強度計算本，工程主要選擇了兩種不同等級的灌漿砂漿，其實際信息見表2。

表2 水利水電灌漿漿液抗壓強度計算值

3.1.2 合理設置水灰比

灌漿漿液的水灰比以及重量比通常控制在1:1 以上；回填灌漿施工期間需要將重點放置在水泥細度方面，通常會使用80μm 參數的篩子進行篩選，接縫的灌漿施工則要求水泥細度在70μm 以下。

3.1.3 摻合料的控制

灌漿施工的漿液摻和料通常為黏性土、砂、粉煤灰、水玻璃。砂粒徑需要控制在2.5mm 以下，黏性土的塑性指數要高于15，水玻璃的濃度通常為30（°Be）。

3.1.4 制漿方法

本工程的制漿方法選擇集中制漿，配置好漿液后，需要進行質量檢測，在檢測的過程中利用沉降法以及標準漏斗黏度計，檢測漿液的濃度以及細度，確保與前期的施工需求相符后才可以投入施工使用。

3.2 鉆孔施工細節控制

在灌漿施工的過程中需要進行鉆孔，本工程主要選擇回轉式地質鉆機進行施工，需要在前期規劃的特定點位進行單排鉆孔，深度控制在60 ～80m；在鉆孔時必須要確保垂直度滿足標準，孔位的偏差要控制在10cm以下。若施工的區域地質結構較為柔軟，為了避免出現滲漏風險，要提前進行灌漿施工，漿液凝固后再進行鉆孔；在孔隙中灌入漿液時，需要將其中的雜物和廢棄物清理干凈，利用高壓水槍進行清洗，清洗完畢之后再進行灌漿。

3.3 灌漿施工工藝的把控

在灌漿的過程中，需要考慮灌漿方式的選擇，當前較為常見的為孔內循環是關鍵法，也有一部分工程可以選擇自上而下的分段鉆孔以及灌漿模式。本工程由于整體工程規模較大，根據壩體存在的問題和對類似技術維修案例的分析，確定了兩種類型的維修復合殼體：劈裂灌漿和單管高壓旋噴樁。經過各個方面的對比發現在壩軸線上鉆孔，使用壓力將漿液灌入的劈裂灌漿的方案，可以有效節約成本，但是工藝要求高，存在較大的風險；單管噴射灌漿用高壓泵將水泥通過高壓軟管和管嘴形成噴霧，對土體進行強制混合填充，結合由設計速度的提鉆桿形成一定強度的地下防滲結構，構成完整的地下防滲墻。有著易固結、整體性好、持久性好等特點，且單管高壓旋噴工程工藝成熟，能從根本上解決壩體滲漏的問題。所以建議采用單管高壓旋噴的方案來對壩體進行防滲加固。

選擇不同的灌漿施工工藝能夠產生的效果也有一定差異性，當前應用較為常見的灌漿施工工藝通常有以下幾種。

3.3.1 循環灌漿施工

該項灌漿施工工藝的使用頻次較高，往往會通過孔內循環或者孔口循環的方式進行施工，若采取孔口循環灌漿，施工方法需要在加壓處理時檢測孔隙內的漿液流動率，避免出現堵塞的問題。

3.3.2 純壓灌漿施工

利用加壓設備將配置好的漿液壓入鉆孔內部，這一施工模式通常應用在小規模的灌漿施工中，比如，水利水電工程結構裂縫修補、控制方面，在應用的過程中，要合理地調整壓力，以確保滿足實際的灌漿深度。

3.3.3 分段灌漿施工

該種方式主要采取自上而下或者自下而上的灌漿模式。若采取自上而下的分段灌漿模式時，施工人員會提升灌漿所需的壓力，每隔5m 需要進行一次清洗。待最上一排的漿液凝固后，再進行下一段以及下排的施工。選擇該種方式進行施工時，需要結合施工進度以及質量及時調整灌漿設備的位置，因此對于地理環境的要求較高，通常使用在傾角較小的工程中。

分段灌漿施工的應用優勢較為明顯，具有極強的靈活性，也可以結合實際的灌漿情況進行調整。灌漿期間嚴格把控灌漿壓力，可以通過前期的試驗定位最大值，不得破壞地層條件，因此，需要控制在灌漿塞上方壓力值與地層結構承載力的總和以下。

在灌漿的過程中要避免出現堵塞、冒漿等風險。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，本工程在帷幕灌漿施工的過程中，鉆孔內漿液注射率控制在每分鐘0.4 ～1 升左右，所花費的時間為60～90 分鐘。如若選擇固結灌漿技術進行作業，那么注入率的參考值通常為每分鐘0.4 升，到達該標準數值時要保持30 分鐘進行持續作業。

灌漿結束之后需要及時進行封孔，并且利用壓力試驗檢測裝置檢測灌漿的整體質量。壓力試驗的根本目的在于掌握灌漿之后的地層結構滲透性，因此需要檢測其透水率、灌入水量等相關參數，以此評估整體工程的防滲漏能力，也可以為后續的工程質量檢測以及優化提供依據。

4 水利水電工程灌漿施工質量優化細節

4.1 制定完善的質量監測方案

在水利水電工程灌漿施工的過程中，需要制定全過程質量監測體系，并結合實際情況進行針對性調整。若施工期間出現了冒漿問題，需要及時檢測周邊土質情況是否存在空洞和疏松現象，可以通過提升注漿管、復噴等方式進行解決。若注漿管破裂也同樣會導致漿液溢出，此時可以降低注漿壓力，及時更換設備。

灌漿期間若出現了壓力大幅度上升的情況，需要及時檢查注漿管內部是否出現了堵塞情況，檢查噴嘴的質量是否完好。為避免出現阻塞，在施工期間需要在高壓泵吸水位置放置一毫米過濾網，注漿泵位置放置兩毫米過濾網，檢查施工區域內的氣管以及水管是否存在泥漿沉淀。

在灌漿施工期間若出現了流量不變但實際排量不高時，需要及時檢查活塞缸套、洗水管道、高壓管路以及活塞的運動情況，若出現了構配件，性能磨損要及時更換設備。

4.2 加強施工過程監督管理質量

質量的提升離不開施工期間的監督和管理，因此，在灌漿施工期間，相關人員還需要結合實際的施工方案和細節，制定科學的質量管理體系。

首先，要制定明確的施工管理制度，確保灌漿施工期間的人員團隊嚴格按照專業標準進行施工。并且重視灌漿施工的整體質量，若出現了部分安全風險，要及時進行現場調整，堅決防止施工期間出現質量通病。

明確各個主體在施工期間的具體責任，堅持做到各司其職以及相互監督管理，確保質量管理制度落實到位；為了進一步提升整體施工質量，還需要將重點放置在人員團隊的培訓方面，針對灌漿施工的人員團隊進行技術交底以及質量培訓，針對現場的監督管理人員進行質量管控工作的培訓，堅持做到全流程管理和細節控制。

4.3 打造動態化的灌漿施工管理作業

為了進一步加強灌漿施工的綜合質量，在施工期間還需要進行動態化調整，著重依托信息技術以及自動化設備，針對施工期間產生的各項問題進行全過程監測以及可視化管理。例如，選擇可視化模型作為施工動態化監測的載體，對比分析灌漿施工圖紙以及前期施工方案中存在的誤區，結合具體的施工活動進行質量監測。可以應用BIM 技術構建可視化的施工模擬圖，將其作為工程質量檢測以及監督的依據。在可視化的施工管理條件下，施工人員可以結合具體的施工進度以及細節進行參數獲取，了解不同階段的施工狀態以及地層結構的變化情況，有助于進行階段性的調整，從而提升施工的穩定性。

5 結語

水利水電工程的質量將直接影響人們的生活安全性和穩定性，而灌漿施工作為提升水利水電工程防滲性能、※結構穩定性的施工環節，在技術選擇、材料應用、過程管理、制度制定以及動態監督方面，要制定完善的管控模式，并且結合實際需求進行階段性創新，不僅能夠提升灌漿施工的綜合質量，還可以為水利水電工程后續的持續性發展和創新提供保證。