探讨水利水电灌浆施工技术的应用

探讨水利水电灌浆施工技术的应用

潘炳德

佛山市南海区水利水电工程质量监督站广东佛山528000

摘要：在水利水电的工程建设中，灌浆施工技术是必不可少的工艺，这是一项比较复杂的工艺，其施工环节和施工控制比较复杂，要求施工团队在施工前做好充分的准备工作，另外对施工材料的选择上，也有较高的要求。在施工过程中，要用科学的方法对工程质量进行控制，将灌浆施工工艺做到最好。在建设中，要确保工程质量，就要做好灌浆施工工作，这就要求对灌浆施工工艺有一个整体的把握。

关键词：水电水利；灌浆施工；施工工艺

一、水利水电施工灌浆的作用

我们日常生活中的用水、农作物的灌溉、防洪和抗灾都要涉及到水利水电建设。类型多、分布广是我国水利水电施工的集中特点，同时中小型工程所占比重大、工程质量参差不齐等特点。目前我国正在使用的河坝和水库地基已经呈现不足，因此，考虑到工程稳定性的要求，必须对这些地基采取加固技术。同时，老化工程也大多表现出渗漏问题，大大降低了工程运行的效率，并存在安全隐患，给人民生命、财产安全带来威胁。灌浆技术成为地基处理和渗漏加固过程中采用的主要方法，工程质量的好坏也受灌浆技术水平的直接影响。因此，灌浆技术也就得到了空前的重视。为了保证工程建设的预期目标，必须对相关工程建设的特点认真分析，使用科学的灌浆方法，严把原材料质量关。

二、灌浆施工顺序及方法研究

1、浆液材料基本要求

在灌浆施工中，灌浆浆液材料的选择将会直接影响工程的灌浆施工质量，在灌浆过程中，常用的水泥浆材料主要有粉煤灰水泥、水及外加剂。为了对浆液材料质量进行检验，应将浆体制成立方体的试件，并对于试件质量进行检测。在灌浆过程中可加入一定量的膨胀剂，这样可避免出现浆体干缩的现象。浆液流动性直接影响着可灌性，可灌性随着浆液流动性值的增高而加大，流动性值越高可灌性越好。如果水泥浆液没有掺加减水剂，其浆液流动性值应在16s以上；如果浆体掺加了减水剂，其浆液流动性值可达到25s以上；一般应将浆液流动性值控制在40s以内，注意施工过程中浆液流动性值不能过小，浆液流动性值应控制在25～35s之间。

2、灌浆方式

在灌浆施工过程中，灌浆方式主要有循环式灌浆、纯压式灌浆两种。其中，循环式灌浆主要有孔口循环和孔内循环两种形式，孔口循环方式中循环仅在孔口进行，实际上该方式是一种纯压式循环，在内外两管空隙之间循环为孔内循环，循环式灌浆方法的利用可以使孔段中浆液始终保持流动状态，这样一来可以大大减少了颗粒沉淀，从而使灌浆质量得到提升，所以此方法已经得到广泛应用。纯压式灌浆不需要进行循环，浆液可直接沿着灌浆管被压入到钻孔中，此方法通常使用在裂缝较大的岩层中，但是施工过程中注意孔深不能过深，一般控制在10～12m的范围之间，最后，灌浆时应选择比较浓稠的浆液。该方法也存在不足之处，较小的裂隙可能会被堵塞，导致浆液不能填满缝隙，从而无法达到理想效果。

3、灌浆施工的步骤

（1）钻孔。在钻孔工程中一定要保证孔的垂直度，避免出现孔倾斜的情况。在打孔的时候应该分段进行，尽量使孔的倾斜度保持在规定的范围内。不同的水利水电工程对工程需求也不同，而且施工现场的岩石硬度和渗透性都是不同的，必须采用满足工程需要的钻机进行钻孔，当前使用最多的钻头就是金刚石。值得注意的是在钻孔的时候要使用质量好的泥浆固壁。（2）冲洗。为了使灌浆质量得到保证，在钻孔之后，应高使用高压水枪对钻孔进行喷射，直到清洗干净为止。同时对工程中的岩石裂缝也要清洗干净，以便于后期压水施工的进行。我们可以采用多孔清洗也可以使用单孔清洗，不论选择哪种清洗方法，一定要保证钻孔的清洁度。（3）压水。要想做好压水工作，就必须对施工现场的岩层渗透情况有所了解，通过对相关勘探结果的分析，然后确定灌浆开始使用的浆液浓度，同时确定岩层的渗透性和灌浆干料之间的关系，通过掌握渗透性的实际规律来做好压水试验。在实际的压水实验过程中，通过钻孔压力使得水进入到孔壁的四周，根据实际情况来计算出渗透性参数。在进行压水实验的时候，应该采用自上而下的顺序，分段进行试验。（4）灌浆。各类灌浆施工技术都要按照规定的顺序进行，大致可以分为一序孔、二序孔、三序孔等，随着序数增加，灌浆孔逐渐加密。按照灌浆顺序，有一次灌浆法和分段灌浆法。一次灌浆法即将有压浆液一次性灌入到全孔中，适合浅孔灌浆。自上而下分段灌浆法，是将全孔分为若干段，将浆液灌入其中一段，并且使其与相邻段隔离，适合岩层较破碎深孔灌浆；自下而上分段灌浆法是将灌浆孔一次成孔，然后从最下一段开始分段灌浆，它适合裂隙细小、岩石较完整的灌浆孔。这两种灌浆法可以获得较好的灌浆质量，减少施工事故，但是缺点在于灌浆时间较长。（5）封孔。在灌浆结束后，应该使用压力灌浆封孔法进行逐一封孔。

三、水利水电工程中灌浆施工的应用分析

灌浆施工技术在水利水电工程中的应用是极为广泛的，首先介绍其在岩溶地区的应用，由于岩溶地区的基础设施和人力资源相对较弱，施工人员多是凭借经验进行灌浆施工，岩溶地区的灌浆施工分为无填充物的施工以及有填充物的施工，其中有填充物的灌浆施工技术要求更高，应该根据实际的地质状况灵活的选择钻孔的位置和深度。其次，高压灌浆技术非常适用于岩溶地区的水利水电工程建设，最好不要对填充物密集的地区使用高压灌浆技术，这样使得水利水电工程建筑的地基更加的稳定，防水性能和抗震性能有所增强。再次，就是使用高压旋喷灌技术对岩溶地区的地基进行施工操作，其原理是依据钻机的强度和钻头所安装的位置来决定灌浆过程中对岩石的破坏力，利用高压泵将水泥浆从钻机头部的特殊喷嘴喷射出去，在喷射水泥浆的过程中对原有的土层进行了破坏，与此同时，高压钻机的头部一边向上提出，一边高速旋转，使得喷射出的水泥浆能与被破坏的土层形成混合搅拌物，待水泥搅拌物凝固了之后就会在岩溶地区形成一个比较结实的柱体，从而加固了工程的地基。使用基础灌浆技术对浅层含岩溶地区实施基础灌浆，浅层含岩溶地区一般岩溶深度较浅，需要将浅层岩溶中的沙土挖掘出来，然后在使用水泥砂浆对原有较浅的岩溶地区进行回灌。

四、水利水电工程灌浆施工质量控制策略

1、灌浆质量子系统控制

灌注能力、可塑性和强度特性均属于子系统的控制范畴之内，随着水利工程枢纽和设计施工要求的不同而变化，在此过程中，要坚持遵守一定的规范，这些规范包括劈裂定向定理、劈裂判别定理、吸渗反应定理等几个方面。劈裂定向定理要求采用劈裂灌浆方式进行灌浆，如果发生劈裂现象，一定会在载体中垂直主应力最小的平面上首先出现。尺寸效应定理主要是指导渗透灌浆过程中所用浆材颗粒的尺寸大小，在灌浆过程中，浆材颗粒的大小必须小于被灌注介质的缝隙宽度，或是小于被灌孔隙的直径。同时将灌注过程中浆材颗粒的累加效应考虑进来，在用粒状浆液进行灌注时，在考虑尺寸效应的影响外，还要考虑流变效应对于灌浆的影响。

2、灌浆压力控制与质量控制

灌浆时通常采用一次升压法或是分段升压法两种方法进行灌浆压的控制。对于透水性小、裂隙发育不完善、并且裂隙周围的岩石坚硬、完整时，通常采用一次性升压方法，这种方法的关键是在灌浆时要在最短时间内使压力上升到标准压力的大小，在累计吸浆量达到一定程度后再调配浆液配合比，逐渐增大浆液浓度，以使单位吸浆量也随之减少，直到灌浆结束。

五、结语

综上所诉，灌浆施工中必须结合实际，针对性的对灌浆的方式和压力进行控制，从而更好地确保整个灌浆施工技术水平得到有效的提升，确保整个水利水电工程质量安全性和经济实用性。因此，在施工中需要对技术和工艺进行更加科学的管理，在施工中切实掌握其施工工艺要点，并紧密结合工程实践，切实加强对其质量的控制，这样才能最大化的确保整个灌浆施工任务得到高效的完成。

参考文献：

[1]樊艳萍.水利水电工程灌浆施工技术与质量管理对策[J].城市建设理论研究（电子版）.2016（22）.

[2]程静.水利水电工程灌浆施工技术浅析[J].河南水利与南水北调.2016（07）.