1、论水库坝基工程中化学灌浆施工技术及质量控制摘要：化学灌浆修补技术已经广泛应用于混凝土裂缝的补强加固。特别是对于大体积混凝土来说，由于其体积庞大，造价高昂，而且一般都属于关系国计民生的重要工程结构，对社会有着重大的影响。因此对于此类工程结构产生的裂缝进行及时、有效、科学合理的灌浆补强加固，保证其安全运行，有着很高的社会效益以及经济效益。本文主要对水库坝基工程中化学灌浆施工技术进行论述，并结合笔者多年来的工作经验和相关知识提出相关质量控制。 关键词：水库坝基工程；化学灌浆；施工技术；质量控制 中图分类号：O213.1 文献标识码： A 引言 混凝土工程在建造或使用过程中总会出现一些缺陷或者破坏，而
2、裂缝是其中最常见的之一，同时裂缝也是使混凝土结构产生破坏的源泉，尤其是对于大体积混凝土来说，这对于大体积混凝土结构工程的正常使用形成了巨大的威胁。为使混凝土结构能够满足正常的使用要求，需要采取适当的措施进行修补。裂缝一般都是从混凝土结构表面深入其内部一定深度甚至贯穿整个结构，一般方法很难达到理想的修补效果。灌浆因其特有的技术优势与经济性，已成为混凝土裂缝修补的一项重要手段，特别是对于大体积混凝土结构而言。 混凝土裂缝化学灌浆是将特定的化学材料（有机或无机材料）配制成真溶液，用专门的灌浆设备将其压送至混凝土裂缝内部，使其扩散，填充裂缝，并胶凝或固化将开裂的混凝土结构重新连接为一整体，从而提高混凝
3、土结构工程整体使用性能的混凝土裂缝修补技术。自灌浆技术诞生以来，已经取得了巨大的理论研究成果，并推动了相关灌浆技术的发展。 一、工程概况 某水库流域面积 100km2，主沟道长 25km，沟道比降 2%，系土石山林区，植被良好。坝型为均质土坝，河底高程 1042.7m。原设计洪水标准50a 一遇，洪峰 155m3/s，设计洪水位 1064.80m;原校核洪水标准为 200a一遇，洪峰 226m3/s，校核洪水位 1065.83m。原兴利水位 1062.7m，死水位 1046.5m。现在水库已经淤积至 1048.5m。水库总库容 155 万 m3，有效库容 108 万 m3，滞洪库容 47 万
4、m3，死库容 1.5 万 m3，现水库已淤积 18.2万 m3。 二、灌浆部位 根据设计通知，确定在左岸底层廊道坝横 0+307.00+377.0m 处进行化学灌浆补强处理。化学灌浆孔单排布置在帷幕中轴线上，灌浆孔孔距 2m。具体见下孔位布置图 1。 图 1 左岸坝基廊道化学灌浆孔位布置图 三、化学灌浆施工 （一） 、孔口管镶注 因化学灌浆结束后，需进行全孔一次性灌浆封孔，封孔参数与常规帷幕灌浆一致，故需镶注帷幕灌浆孔口管，孔口管镶注需进入基岩 2 米，镶注方法及参数与该部位的常规帷幕灌浆孔口管一致。 （二） 、化学灌浆 1、制浆 （1）灌浆材料 改性水玻璃浆液主材采用水玻璃、浓硫酸、调节剂等
5、。水玻璃经酸化后，使其在中性或弱酸性范围内凝胶。改性水玻璃浆材的优点：可灌性好，造价低，凝胶体耐久性好,原材料和凝胶体无毒，不会造成环境污染。具体配合比根据现场情况酌情确定。 （2）化学浆液配制 水泥浆液配制。化学灌浆完成后用 0.5：1 浓水泥浆进行全孔灌浆封孔。水泥浆配制采用右岸集中制浆站通过原送浆管路输送至灌浆现场。甲液配制。考虑到化学灌浆原材料中酸有较强腐蚀性，故浆材配制在材料库房附近进行配制。在原左岸料场炸药库房周边搭设水玻璃酸化制浆平台，配制甲液，主要成分为酸与水。甲液配制时规定流程进行，即先根据实际配比在搅拌桶内加水，然后按配合比将酸加入水中并搅拌均匀。后进行均匀搅拌。搅拌均匀后
6、放入指定的储浆桶内，后将储浆桶内配制好的甲液用专用车辆运输到左岸 EL660 平台，通过 50 的输浆管经左岸 EL623 斜坡廊道输送至坝基廊道灌浆作业面甲液储浆桶。乙液配制。乙液主要由成品水玻璃按相关规定稀释制成乙液。配制地点设在右岸EL640 坝肩配浆点，配制好后放入指定乙液储浆桶，后通过一路 50 的输浆管经右岸 EL623 斜坡廊道、右岸 EL574 平洞泵送至灌浆作业面的乙液储浆桶内。 2、灌浆 （1）裂隙冲洗和压水试验 在左岸坝基廊道基岩化学灌浆前应进行裂隙冲洗，压水试验及冲洗压力可为灌浆压力的 80%，并不大于 1MPa。压水试验可结合裂隙冲洗进行，压水时间为 20min，每
7、5min 测 q（Lu）表示。 （2）化学灌浆 化学灌浆采用自上而下分段卡气压膨胀塞、纯压式灌浆法施工。化学灌浆施工工序为：冲孔管路安装与压水试验配浆灌浆直至结束拔起孔塞待凝冲洗管路钻灌下一段终孔（全孔一次性封孔） 。基岩段化学灌浆可按序进行施工。先施工序孔、再施工序孔、后施工序孔。前次序孔与其相邻后次序孔之间，钻孔灌浆的高差不宜小于15m。灌浆开始前，宜先排除孔内积水，然后进行灌浆。 （3）雷诺数 Re 是流体惯性力与黏性力比值的量度 一般来说，对于此类比较规则的模型（类平型板流模型） ，当灌浆液雷诺数较小时（一般小于 2000） ，黏滞力对流场的影响大于惯性力，流场中流速的扰动会因黏滞力而
8、衰减，灌浆液的流动稳定，为层流；当灌浆液雷诺数较大时（大于 4000） ，惯性力对流场的影响大于黏滞力，灌浆液的流动较不稳定，流速的微小变化都容易发展、增强，而形成紊乱、不规则的紊流流场；而介于两者之间的为过渡流状态。 灌浆液在流动时的雷诺数 Re 计算公式为： 式中：浆液在裂缝内部的流速（m/s） ；R水力半径（m） ；浆液动力粘滞系数（mPas） ；过水断面面积（m2） ；固体壁面与液体接触的周长，即湿周（m） 。 在进行灌浆过程中，灌浆液在裂缝内部的流动速度一般很慢，又由于混凝土裂缝宽度很小，故其过水断面面积也较小。由前面原材料实际所测灌浆用环氧树脂以 A:B 组分不同比例配合而成的环氧
9、树脂粘度值最小都达到十几单位值，同时根据已有实际灌浆经验来看，以灌浆液扩散为圆形计算，其灌浆液扩散半径都达到数十厘米，其与固体缝面的接触周长则都可以达到数米长，所以在此类灌浆中，其实际雷诺数 Re 都远小于 2000，因此在进行此类模型的模拟计算中，认为灌浆液在裂缝内部的流动为层流。 （三） 、灌浆施工过程中应注意的问题 1、按顺序灌注 在坝基化学灌浆的过程中，需按下游、上游边排孔以及内部排孔的顺序进行灌注。每一排应按两个次序加密的施工要求进行，并通过采用循环的方式进行灌注。 2、灌浆方式 通过采用孔内分段的方式，自上而下进行阻塞灌浆，同时将灌浆孔划分为两段进行施工，要求灌浆塞应设置在已经完成
10、灌浆段底部上面的0.5m 处，避免发生漏灌的问题。 3、待凝 对于孔口位置没有出现涌水的孔段，在完成灌浆操作之后不要求待凝。如果灌前发生涌水现象、灌后出现反浆问题等，那么就需要待凝，另外要根据实际施工情况确定待凝持续时间。 4、化学灌浆特殊情况处理 灌浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，应一泵一孔同时进行灌浆。否则，应塞住串浆孔，待灌浆孔灌浆结束后，再对串浆孔进行扫孔、冲洗，而后继续钻进或灌浆；灌浆过程中发现冒浆、漏浆时，应根据具体情况采用低压、限流、限量、间歇等方法进行处理；灌浆过程中，随时注意孔段的吸浆情况，当吸浆量很小时，每次甲、乙液的混合量不宜过多；若浆液出现胶凝迹象时，应立即更
11、换新浆继续灌注；灌浆必须连续进行，若因故中断，应尽快恢复灌浆。恢复灌浆后，注入率明显减小，需扫孔复灌。 结束语 该部分工程质量检查应以检查孔压水试验为主，通过对竣工资料和测试成果的分析，综合评定。检查孔压水试验应在该部位灌浆结束 14d后进行。通过实行“三检制” ，对各个灌浆孔段的造孔质量、灌浆质量进行了层层把关，各层次都有专人负责，从而做到上面有人管，中间有人抓，下面有人干。层层落实到个人，每个人都把好质量关，做到一个工序不合格不得进入下道工序。 参考文献 1 张效祖，牛天武，张蕾.金盆水利枢纽工程拦河坝坝基固结灌浆施工J.陕西建筑，2011(08):6265. 2 徐庆伟.紫坪埔水利枢纽工程帷幕灌浆施工J.四川水力发电，2006，25(1):2832.
