1、水利水电工程中的灌浆施工要点【摘要】 水利水电灌浆施工是一个较为复杂，并且十分重要的系统工程。加强水利水电工程中的灌浆施工要点的研究是十分必要的。基础灌浆施工技术是一种常见的对建筑地基进行处理的技术，这种技术经常被建筑工程人员应用在水利工程之中，因为水利工程通常对基础的要求非常苛刻，基础必须要有一定的防渗水及抗震的功能，所以采用合适的技术来对水利工程的基础进行处理也是十分必要的，本文主要阐述了基础灌浆施工技术在水利工程基础施工中的应用，并对基础灌浆施工技术进行简要的分析和探讨。 【关键词】水利水电工程、灌浆施工、地基处理、防渗加固 中图分类号：TV74 文献标识码：A 【前言】 我国有许多著名
2、的水利枢纽工程，比如三峡水利工程和葛洲坝水利工程等，它们的兴建不仅仅但负着提供工业生活用水、农业灌溉用水等功能,而且有重要的防洪抗灾抗旱调水等作用。但是，从我国已经建成的水利水电枢纽来看，不但类型多分布广,而且以中小型为主、工程质量也参差不齐。目前看来，国内适合用于建设河坝、水库的地基已经越来越少,为了施工需要，就必须通过地基加固处理技术来使地基达到水利水电工程施工的稳定性要求。同时,水利枢纽工程建筑物的老化现象也带来了严重的渗透问题,不及时进行防渗处理,轻则降低水利水电枢纽的运行效益,重则可能导致严重的工程事故,对人民生命财产安全造成威胁。 灌浆施工作为水利水电工程中地基处理与防渗加固中相对
3、便捷也最常见的技术措施,它的质量也将直接决定水利水电枢纽运行的可靠性及其效益,所以必须得到相关施工人员的重视。但是由于水利水电工程施工会根据具体的地质、气候、功能类型的不同，其施工要求也会有较大的差异。在实际工程的施工过程中技术复杂多样,影响因素种类繁多。这就要求施工人员从整体上把握工程特点,保证灌浆施工的质量。 1、灌浆施工技术在水利水电工程施工中的重要性 在我国，水利水电枢纽种类较多、分布很广,中小型为主和工程质量参差不齐的特点。改革开放以来，在强大的经济保证和多年的建设与运行，现在国内适用于河坝、水库等水利水电工程建设的地基越来越少,因此，通过地基加固处理技术是使水利水电工程施工得以实现
4、的好方法,同时,由于一些工程建筑物逐渐老化，导致渗透问题的出现,假如不能够及时进行防渗处理的话,不仅会使水利水电枢纽的运行效益下降,还有可能发生严重的工程事故,给人民生命财产安全带来威胁。所以，作为水利水电工程施工过程中地基处理、防渗加固等一系列施工中使用最广泛的技术措施，灌浆施工的质量好坏对水利水电枢纽运行的可靠性及其功能与效益有着重大影响,相关施工人员必须要对其足够重视。 2、不同工程条件下采取不同的灌浆方法 灌浆施工的方法很多,应根据不同工程特点加以选择,以坝体、坝基等的防渗处理为例,常见的灌浆方法包括适用与土坝或宽心坝坝体的劈裂式灌浆,适用于卵砾石层的防渗帷幕灌浆,以及对地质条件、机械
5、设备要求较高的高压喷射灌浆等。而在水利水电工程的地基处理 中,则应针对不同地基采用相应的措施: 2.1、对正在冒水的地基应根据冒水量和冒水是否集中等条件进行判断,冒水量大的应在裂隙相交处钻若干深孔及浅孔,埋入孔口管将水引出,以麻刀、棉纱等封堵裂缝后以砂浆填槽,先用低压对浅孔灌浆,浆凝后再用高压对深孔灌浆;对冒水量小的,可通过 U 形槽以速凝砂浆对裂隙进行灌浆处理。 2.2、于存在大吸浆量情况的地基,通常采取降压或自流式灌浆,在砂浆中加入速凝剂并提高其浓度,同时限制其注入率,或采取间歇方式关键,待凝一段时间后扫孔、复灌,复灌时争取在设计压力下结束灌浆。 2.3、在岩溶地段,地基应根据有无填充物进
6、行处理。有填充物的情况下,可采用将带孔眼的钢管插入溶洞内的方法,以高压灌浆设备将水泥浆射入人造孔壁中,并籍高压水泥浆的劈裂作用,使水泥浆以条带状向土体中穿插,纵横交错形成网格包裹;在无填充物时,可直接回填高流态混凝土或扩大灌浆孔的孔径,向孔内投入干净碎石后再灌入水泥砂浆。 3、灌浆施工技术控制要点 3.1、灌浆钻孔和冲洗施工的技术要求 钻孔时，必须确保孔壁具有一定的硬度和钻孔均匀垂直度。灌浆塞应卡紧，以防发生返浆。同时，应注意帷幕灌浆的孔深，当孔与孔之间的距离较近时，还应该做好孔斜的测试。此外，还应特别注意钻孔顺序，严格按照设计步骤进行施工，以减少误差。最后，要做好压水监测试验，严格控制吸水率
7、，确保吸水率与设计要求相符合。在灌浆施工过程中，应充分利用高压水对灌浆部位进行及时有效地冲洗，尤其是要将其中残留的填充物清理干净。需要注意的是，冲洗顺序必须科学合理，应先冲洗钻孔，再冲洗岩层裂缝。按照一次性冲洗孔数的多少，可将其分为单孔与群孔冲洗两种。 3.2、原材料的质量控制 施工前应将浆体制成立方体试件,标准养护 7 分钟后,其抗压强度应到 5 米 Pa 以上。浆体应具有良好的保水性、和易性和可泵性。施工时为有效防止浆体的干缩,还应在浆液中应加入一定的膨化剂,并参照预制梁板压浆施工经验,采用水泥浆稠度试验漏斗,以浆体自由全部流完的时间作为标准控制其流动度。 3.3、灌浆方式 灌浆方式主要包
8、括纯压式与循环式两大类。纯压式是仅将浆液通过灌浆管压入钻孔内,工艺相对简单,缺点是无法填满裂缝而可能影响施工质量,一般用于裂隙较大的岩层;而相对的循环式则包括孔内循环和孔口循环两种,通过保持浆液的持续流动,使沉淀颗粒减少,从而保证了灌浆施工质量的提升。 3.4、灌浆顺序 一次灌浆法:是指一次将孔钻到全深,再沿着钻孔的全长灌浆,此方法适用于孔深10 米,且岩石的裂缝较少或透水不大的情况。自上而下分段灌浆法:该方法主要是通过较高的灌浆压力来获得较好的灌浆质量,适用于岩层倾角比较发育和岩层较为破碎的地区。当钻孔孔深 3 米至 5 米时,应立即进行冲洗、压水和灌浆,浆液凝固后,再进行下一步施工,对设备
9、与施工时间的要求较高。自下而上分段灌浆法:该方法将钻孔一次钻好,再以 3 米5 米进行分段,自下而上进行灌浆,灌浆时应以灌浆塞进行分段塞孔,且上段灌浆可在下段结束的时候紧接着进行,大大缩短了施工时间,但该法的缺点在于不能全面保证施工的质量,且只适用于岩层比较坚硬和岩层倾角不大的位置。 3.5、施工后的养护与验收 养护与验收是灌浆技术的关键环节之一,因此应在施工结束后 28 分钟内,认真检查灌浆区的钻孔,做好压水的试验,并有效的观察岩芯胶结情况,鉴定质量。要求按藏浆孔总数 10%布置,固结灌浆按 5%布置。帷幕灌浆检查孔径应110 毫米,而固结灌浆检查孔应140 毫米。 4、施工中的注意事项 4
10、.1、严格控制浆液浓度。在灌浆施工中，应定期严格检查裂缝情况，并结合监测结果合理调整浆液浓度。浓度较低的浆液具有较好的流动性，但也极易从灌浆范围散出，造成要的浪费，且易在收缩过程中使岩石缝面和水泥之间产生缝隙；浓度高的浆液流动性能较差，难以迅速有效地灌入微细裂缝，影响灌浆质量。 4.2、注重灌浆压力的控制。控制好灌浆压力，不仅能有效避免岩石面和地面隆起，还能防止灌浆施工事故的发生。因此，灌浆压力控制在整个水利水电工程施工中具有十分重要的意义。 4.3、严格检查灌浆施工质量。鉴于水利水电工程的灌浆施工大都在水下进行，且大都属于隐蔽性较强的工程，因而在工程竣工后，应重点做好以下几项质量检查工作：一
11、是加强对原始记录的检查和灌浆资料的分析；二是采用钻设检查孔的方式对固结灌浆和帷幕灌浆进行岩心钻取检查，重点检查其胶结情况，并对检查孔进行压水试验，从多方确保灌浆施工质量。 5、创建优质水利水电工程灌浆管理体系 5.1、优化水利水电灌浆子系统管控 水利水电灌浆质量体系涵盖处理灌入水平、可塑性控制与强度特性等环节，其控制标准要求基于水利工程项目的具体特性及设计施工标准的不同而呈现各异。为此实践控制阶段中应依据预定管理标准做好浆材的科学筛选，参照灌浆定理、材料特性、地质状况与施工工艺各项属性关系，以及渗流场、水利水电工程坝基、温度场的相关反应状况，令其实现科学良好的选择。具体的灌浆定理包含尺寸效应、
12、劈裂定向、判别及吸渗反应等。基于尺寸效应，应令浆材粒径尺寸控制在低于被灌对象的孔隙与缝洞标准之下，令其符合浆材对孔洞的相关尺寸效应。综合考量群粒堵塞效应累加作用，应做好效应标准调整。倘若灌浆为粒状液体，对其渗流状况需符合尺寸效应管控，此外还应考量流变效应影响。实施劈裂灌浆施工阶段中，引发的劈裂作用率先来自载体最低垂直主体应力平面。施工阶段中可利用数值方式将载体之中形成的水力劈裂状况进行表述并实施属性判断。也就是对钻孔压水实施产生的验证结论展开研究，并辨别三类可能状况。一旦流量同水头保持线性影响关系，则裂隙之中水表现为层流现象，位于灌浆载体没有产生水力劈裂。而当水头同流量保持平方根函数关系时，渗
13、流表现为紊流水平，这证明裂隙形成了阻塞，也有可能其中填充料已经被压密。而当流量的逐步提升超过水流的变化增长时，则说明渗流断面实现了扩充，导致该现象的成因在于载体产生破裂，也有可能是裂隙产生变形或其填充物被冲走。低渗透介质在受到化学浆液的侵蚀影响时，主体渗透方式并非压渗形成，而是通过浆液针对载体产生的亲和力影响以及润湿作用形成，也可称为吸渗作用。浆液针对载体产生的润湿，主体可通过接触角进行表述，倘若接触角超过九十度，浆液为对载体形成的润湿相，产生了亲合作用影响并呈现出吸渗现象。相反当接触角低于九十度时，则并不产生吸渗影响，此时，浆液应通过引入外加压力方能令其进行灌入。 5.2、完善水利水电工程费
14、用体系管控 水利水电工程费用体系控制阶段中，优质的控制手段可确保产生显著的灌浆净效益，提升施工建设水平。为此，我们应引入优化控制理念，运筹帷幄，优化施工管理策略，有效降低灌浆施工相关投入成本。应依据最优化原则，进行水利水电工程的深入考量分析，引入适应性施工工艺与控制方案，对整体灌浆体系开展科学管控。应有效将该部分负效益控制在合理范畴之中，这是由于理论上最优化的控制方式在实践中的效果并不一定最为理想。因此在明确施工控制方向目标的基础上，应基于优化运行策略符合施工建设需要，进而有效控制负效益的增长，优化成本控制效果，并实现良好的效益目标。 【结束语】 综上所述, 水利水电灌浆施工是一个较为复杂，并且十分重要的系统工程。由于灌浆施工技术环节复杂、影响因素多,且不同的施工方法都具有自身的优势和缺点,因此必须根据实际工程需要对这些方法进行选择。在工程实施阶段,应从原材料开始进行质量把关,严格控制对施工质量具有重大影响的关键技术环节,并做好事后养护和验收工作,以此来保证水利水电工程的整体施工质量。 【参考文献】 1徐周,谢玉林,张怀忠.水利水电工程灌浆技术研究J.中国水运(下半月),2011,(12). 2谭会平,沈国亮.防渗灌浆在水利水电工程中的应用J.中国高新技术企业,2009,(10). 3佟树军，李志军.水利水电工程施工质量管理J.价值工程，2011（12）
