復雜地質區水利工程施工地基處理灌漿技術

摘要：隨著水利工程建設范圍的擴展，很多復雜性地質區域的工程建設面臨較大挑戰，影響整個工程施工地基的穩定性、安全性。針對此，以復雜地質區水利工程施工地基處理灌漿技術為核心內容，首先對復雜地質區水利工程施工地基處理的難題進行分析，其次對復雜地質區水利工程施工地基處理時灌漿技術的應用進行闡述，最后以某工程案例對于灌漿技術的具體應用進行分析。希望能夠對復雜地質區水利工程地基灌漿技術的應用提供參考和幫助，對推動水利工程的進一步發展具有借鑒作用。

關鍵詞：復雜地質區水利工程地基灌漿技術

中圖分類號：TU74

GroutingTechnologyforFoundationTreatmentinHydraulicEngineeringConstructioninComplexGeologicalAreas

ZHANGQuanrong

GansuJiantouConstructionCo.，Ltd.，Lanzhou，GansuProvince，730070China

Abstract：Withtheexpansionofthescopeofwaterconservancyengineeringconstruction，manycomplexgeologicalareasarefacingsignificantchallenges，whichaffectthestabilityandsafetyoftheentireconstructionfoundation.Inresponsetothis，thisarticlemainlyfocusesonthegroutingtechnologyforfoundationtreatmentinwaterconservancyengineeringconstructionincomplexgeologicalareas.Firstly，thedifficultiesinfoundationtreatmentinwaterconservancyengineeringconstructionincomplexgeologicalareasareanalyzed.Secondly，theapplicationofgroutingtechnologyinfoundationtreatmentinwaterconservancyengineeringconstructionincomplex geologicalareasiselaborated.Finally，aspecificengineeringcaseisanalyzedforthespecificapplicationofgroutingtechnology.Itishopedthatitcanprovidereferenceandassistancefortheapplicationoffoundationgroutingtechnologyinhydraulicengineeringincomplexgeologicalareas，whichcanserveasareferenceforfurtherpromotingthedevelopmentofhydraulicengineering.

KeyWords：Complexgeologicalareas;Waterconservancyengineering;Foundation;Groutingtechnology

發展清潔能源已經成為國家重大戰略之一。水電作為目前最主要的清潔能源之一，近些年有了較大發展，也推動了水利工程建設規模的不斷擴大。同時，水利工程建設也必然會遭遇到復雜地質條件（例如軟土、巖溶等），如何在這些復雜地質區進行水利工程建設時保障地基施工的安全性、穩定性，已經成為水利工程建設最主要的內容之一。在地基施工中利用灌漿處理技術已經成為當前最主要的技術模式之一，能夠進一步提升地基施工的安全性、穩定性，從而保障整個水利工程建設的質量，本文就此進行簡要的分析探究。

1復雜地質區地基處理存在的問題

1.1復雜地質條件造成的穩定性不足問題

復雜地質區存在的主要問題就是這類地區地質結構、巖性等的差異會給工程基礎處理帶來巨大的挑戰，同時存在斷層、褶皺、軟弱地層等，不僅會對基礎的承載力和穩定性產生影響，還會引起地基沉降、塌陷等問題，從而影響整體水利工程的質量。

1.2地基沉降方面的問題

很多復雜地質區（例如軟弱地層、含水層等）工程地基最主要的問題之一在于沉降嚴重，嚴重的沉降問題會對水利工程運行的安全性、穩定性造成較大影響。對于水利工程來說，地基沉降就會造成大壩產生變形，直接影響水電站安全性。所以對于復雜地質區水利工程地基沉降進行準確預判、有效控制已經成為水利工程施工中最需要解決的問題之一[1]。

1.3地下水位的突變和控制方面的問題

對于復雜地質區域來說，其地下水位存在著較大的突變，地下水位情況會對工程施工、運行都造成較大影響，所以水利工程地基施工時對于地下水位的控制是非常關鍵的。地下水位較高情況下會影響施工穩定性、造成施工較困難，地下水位較低情況下會造成地基水體承載缺失、穩定性不足。因此，科學地監測和控制地下水的變化，使其處于合理范圍內，已成為我國復雜地質區域水利工程中的重要課題。

2復雜地質區地基灌漿技術的應用

2.1地基加固以及穩定性控制

從當前來看，在地基處理技術中灌漿技術是最有效的方式之一，它可以有效地提高地基的承載能力和整體穩定性。在復雜的地質條件下，地基常出現褶皺、斷裂、承載能力不足等問題，導致地基沉降、滑移或坍塌。而注漿技術是將高強材料注入地基，填補其中的空隙，從而得到更為完善的注漿體，顯著提高地基的承載能力和穩定性[2]。

軟弱地層內部存在大量的軟巖、濕性較高的土壤等，所以抗剪性能不足，一旦受到外部載荷影響就容易出現變形、沉降問題。而利用有效灌漿技術（選擇適宜灌漿材料、施工工藝）能夠提升灌漿體整體抗剪性能，可以承載更大的地基荷載，從而能夠顯著降低原有軟弱地層荷載傳遞，進一步增強地基整體承載性能，大幅提升其穩定性。

按照抗剪強度理論能夠得到灌漿之后斷層帶抗剪強度計算公式，如下：

式（1）中：V/V0表示灌漿料體積濃度；τ表示灌漿體抗剪強度。從該式可知，隨著灌漿料體積濃度的逐漸降低到0（也就是斷層帶填充滿），斷層帶抗剪強度和灌漿體抗剪強度大體相同。利用灌漿的方式能夠大大改善斷層、褶皺不均勻性問題，從而有效增強地基穩定性。對于褶皺帶來說，主要是因為巖層在壓力作用下形成的彎曲變形造成的，褶皺必然會造成地基復雜性大幅提升，這就需要對其進行仔細的分析，采取針對性措施進行處理；灌漿材料屬于灌漿技術實施時最為核心的要素，需要將灌漿材料充分、順暢地灌入地面之下的裂縫或者孔洞中，以此來提升地基穩定性。

2.2地下水位的控制以及排水處理

對于復雜地質區域水利工程施工來說，地下水位的控制和排水是非常關鍵的內容之一。復雜地質區域的地下水文條件復雜，地下水位存在著較大的變動，容易引發整個工程基礎的不穩定，嚴重情況下甚至會造成整個結構發生破損的問題。而注漿技術是最有效的地基處理方法，對地下水的控制與排水有著十分重要的意義[3]。

2.2.1地下水位的控制

復雜地質區域的地下水位受到地質條件影響存在著較大的波動，此種波動會直接影響水利工程地基的穩定性，嚴重時會造成工程結構的破損。為防止地下水位產生大幅度波動對地基產生影響，導致沉降和變形等損傷，采用注漿技術構建防滲帷幕，即在地下水位以上形成對應的注漿體，通過灌注高流動性、高耐腐蝕的材料，構建致密的注漿體屏障，可以有效隔絕地下水和工程結構物，防止地下水流入地基，并對地下水位的波動量進行有效的控制。

2.2.2地下水的排水處理

對于復雜地質區域來說，水利工程施工時要及時進行排水，從而保持地下水位始終在合理區間。排水處理過程中利用灌漿技術來對地下滲漏情況進行封堵，能夠避免地下水順著裂隙、孔洞等進入工程其他位置[4]。

2.3灌漿材料以及施工工藝的優化

對于復雜地質區域來說，存在著不同類型的地質條件，并且工程的實際需要也有所差異，這就需要采取針對性的灌漿材料以及施工工藝來完成灌漿操作，所以灌漿材料和相關工藝的優化創新是非常關鍵的。在注漿材料方面，應以材料成分、顆粒尺寸和黏度等作為突破口，探索更高質量的材料配方，以此提高注漿材料的綜合性能。除此之外，要加強和其他相關技術（如加固樁、加壓注漿等）的融合，形成更加全面、更具針對性的地基施工方案。各技術優勢相融合，能夠更加有效地處理復雜地質環境中地基方面的問題，進一步提升地基處理的效率和效益[5]。

3施工技術應用實例分析

3.1案例工程具體概況

某水利工程總體庫容量3500萬m3，設計灌溉面積、超過20萬畝。通過對該工程所在地地質調查可知，該區域的地層包括寒武系、奧陶系、志留系等，同時在周邊岸區還存在著第四系全新統殘坡積層、崩坡積層等。該區域的地層按照從上到下的順序分成：種植土、淤泥、粉砂、粗角礫土、粉質黏土、破碎角礫巖等等，另外在庫區13～15m范圍下存在著碳酸鹽巖地層。另外，水庫大壩所在位置還存在著基巖巖溶水、河床卵石孔隙水，同時在某些位置存在著暗河?？傮w來說，該水利工程所在區域地質條件復雜，需要加強工程地基的灌漿處理，保證其穩定性。

3.2灌漿施工技術的具體應用

3.2.1開挖回填軟土覆蓋層

從該壩區實際情況來看，存在著相對較厚的軟土層，為了確?；A穩定性，需要對軟土進行清理、開挖回填，之后對其碾壓處理，在此基礎上實施灌漿固結處理。實際操作方式為：首先要進行基坑開挖，在此過程中要將相關雜物徹底清理干凈，不能存在松散巖塊等。若是某些位置很難完全清理干凈，需要對其實施必要的沖擊碾壓，要按照工程總體工期、壓實效果要求、所在地地質條件等來設定具體的碾壓次數為20次。之后利用相應規格的混凝土（所用水泥：42.5中熱硅膠鹽水泥；人工砂：細度模數2.6～2.7；石粉含量14.5%～14.6%；粉煤灰摻量比：50%）對其實施碾壓回填，確保其達到壓實度指標后可以進行灌漿操作。

3.2.2灌漿施工

即使進行了大壩區域開挖回填，但是還存在著溶槽發育的角礫巖，這些巖層的承載能力不足，嚴重影響到水利工程地基的安全性和穩定性，所以要對其實施灌漿施工處理，進一步提升其抗滲性能。該工程所用灌漿材料按照水∶水泥∶粉煤灰=1∶0.15∶0.85的比例進行配置，同時向其中加入適量外加劑。灌漿時進行了相應指標的動態監控，并且繪制了灌漿孔的單孔灌漿曲線，具體情況如圖1所示，以此來明確漿液流動性情況。從該圖中能夠得知，水固比為1∶1時漿液具有最佳的流動性，具有良好的擴散度，可以達到充填灌漿的質量標準。隨著填充的持續進行，灌漿流量會逐漸下降、壓力會逐漸增加，完成相應灌漿工作?？梢酝ㄟ^似法蘭盤法來確定灌漿阻塞方式，從圖中可知，在孔口壓力達到1MPa、流量＜10L/min、穩定時間＞20min情況下就可以判定此孔注漿達到標準，可以結束注漿操作。

4結語

綜上所述，復雜地質區域進行水利工程施工一定要對地基進行必要處理，保證其穩定性，這是確保水利工程順利施工的基礎。本文主要對灌漿技術在地基處理方面的應用進行了闡述，通過本文的介紹能夠對復雜地質區域水利工程地基施工提供必要的參考和幫助，對于進一步推動水利工程發展具有現實意義。

參考文獻

[1]唐振東.復雜地質區水利工程施工地基處理灌漿技術[J].水上安全，2023（9）：144-146

[2]趙新昌，王淑冰.水利水電工程基礎灌漿應用探析[J].大眾標準化，2022（10）：139-141.

[3]劉文生.灌漿施工技術在水利工程防滲處理中的應用研究[J].工程建設與設計，2023（24）：148-150.

[4]趙虎謙.X水利工程項目的后評價研究[D].太原：太原科技大學，2023.

[5]羅姣姣.基于BIM技術的水利工程項目施工成本控制研究[D].保定：河北農業大學，2022.