对水工建筑物基础灌浆施工技术的要点分析

对水工建筑物基础灌浆施工技术的要点分析

程向旭

黄河水电工程建设有限公司河南郑州450000

摘要：近年来我国水利工程事业实现了长足进步，基础灌浆在其中所发挥的重要性也日渐受到业界关注，基于此，本文就水工建筑物基础灌浆施工常见问题展开分析，并对南水北调中线一期工程总干渠漳河北至古运河南土建施工SG9标工程进行了详细论述，希望由此能够为相关施工单位带来一定启发。

关键字：基础灌浆施工技术；帷幕灌浆；水工建筑物

前言：基础灌浆是水利工程基础处理的重要组成，水利工程的安全性与可靠性直接受基础灌浆的质量影响，但由于我国当下水工建筑物的基础灌浆并为形成统一工艺标准，具体施工过程中基础灌浆很容易出现一定问题，而为了设法解决这类问题正是本文就水工建筑物基础灌浆施工技术要点分析展开具体研究的原因所在。

1.水工建筑物基础灌浆施工要点

水工建筑物基础灌浆施工所涉及的内容较多，但孔斜问题、泥浆漏失问题、冒浆过量问题的出现往往会影响其施工质量，这些必须引起施工单位重视。

1.1孔斜问题

孔斜问题往往会导致水工建筑物基础灌浆施工的高喷成墙工作质量降低，墙体的连续性很容易因此受到较为负面影响，则出现这一问题的原因便是由于钻进的牢固性与平稳性未能得到保障，而只要选择材料坚固、表面平坦的底座，并应用专业水平仪来找平，就能够有效避免孔斜问题的出现。此外，利用钻杆进行垂直度测试、保证开钻环节的慢钻轻压、进行贯穿于始终的垂直度检测，就能够真正从根本上解决孔斜问题[1]。

1.2泥浆漏失问题

泥浆漏失问题多出现于水工建筑物基础灌浆的高压喷射灌浆施工中，这一问题的出现多与地层存在较为密切的关联，而为了避免这一问题影响高压喷射的钻孔工作进程，施工单位必须在泥浆漏失问题出现后结合具体的漏失量提出解决方案，如果较少可以通过维持其“吃饱”状态解决该问题，而漏失量较多则需要应用水泥、黏土和砂按照一定比例进行封堵。

1.3冒浆过量问题

冒浆过量问题在水工建筑物基础灌浆施工中同样较为常见，这一问题的出现多与管道故障、喷浆管接头不严、注浆量与有效喷射范围分歧存在较强关联，因此施工单位在发生施工中出现冒浆过量问题后，需要立即进行深入排查，同时通过适当缩小喷嘴孔径解决该施工问题[2]。

2.水工建筑物基础灌浆施工技术应用实例

2.1工程概况

南水北调中线一期工程总干渠漳河北至古运河南土建施工SG9标工程起自内丘县中宅阳村，起点桩号133+870，止于内丘县西邵明村，终点桩号145+580，全长11.710km，本文选择了混凝土面板堆石坝工程、渠道倒虹吸工程作为研究对象。

2.2基础灌浆

基础灌浆的目的在于提升工程高趾板区浅层岩体的防渗性能，因此施工单位需要对大坝趾板、后防渗板基岩进行全面固结灌浆处理，还需要加强加强坝基帷幕灌浆，以此实现趾板建基面岩体的完整性提升，浅层岩体防渗性能由此就能够得到有力保障。

在固结灌浆的参数设计中，笔者确定了5排固结灌浆孔，这其中的3排为常规灌浆孔，另外2排在拥有常规灌浆孔功能的同时还兼任辅助帷幕孔，表1对灌浆参数进行了直观描述。

表1灌浆参数

在基础灌浆的具体施工，施工单位只有在趾板、防渗板混凝土达到70%设计强度后才可以开展施工，具体施工需要按照由低处向高处推进的方式进行，而各单元灌浆则采用先灌注上下游边排孔、后灌注中间排和固结灌浆兼辅助帷幕孔的施工顺序，这一施工顺序也可以被称作“自上而下分段阻塞、孔内循环灌浆法”，钻孔施工选择了XY-2型地质钻机钻进，并将钻孔设置为56mm，同时结合J31-B型多路灌浆自动记录仪记录、控制，就能够将趾板接触段灌浆阻塞在0.2m内。由于大坝趾板、防渗板厚度仅为0.6~1.2m、0.3~0.5m，且存在层间剪切带、断层、卸荷裂隙，为了满足大坝的建设需求，施工单位确定了0.1MPa与0.2MPa的灌浆压力进行防渗板Ⅰ、Ⅱ序孔注浆，大坝趾板注浆压力则选择0.3~0.6MPa。为了满足工程需要，施工单位选择了32.5级普通纯水泥浆液，水灰比一般选择3:1[3]。

完成基础灌浆环节施工后，施工单位发现混凝土面板堆石坝工程坝基浅层岩体可灌性较好，施工后的坝基浅层岩体的透水率达到了设计要求的防渗板透水率≤5Lu，趾板透水率≤3Lu。而在更进一步的物探测试成果对比中，施工单位发现灌后基岩的平均波速达到了3000m/s以上，这相较于灌前的实现了大幅提升，同时也满足了设计要求。

2.3帷幕灌浆

混凝土面板堆石坝工程所在水库位于岩溶化程度较高、地质条件复杂的石灰岩地区，坝基及两岸山体岩溶防渗长期以来困扰着工程建设，而为了从根本上解决该问题，施工单位选择了帷幕灌浆实现防渗要求，变岩溶化岩体为裂隙性岩体属于这一施工的核心。为了实现高质量帷幕灌浆，施工单位需要实现混凝土面板堆石坝工程水库坝基存在的断层、宽大裂隙、岩层层面的灌浆，以此实现坝基及两岸山体渗流的控制，同时软弱夹层、岩溶洞穴的抗渗透破坏力也将大大提升。而在笔者的深入分析中发现，虽然水库所在地地质条件较为复杂，但坝基深部的泥盆系写经寺组相对隔水岩层出露则说明了其具备一定可靠性较高的岩层，由于这一岩层出露高程大坝顶高度409m以上，帷幕灌浆便具备了全封闭式防渗的实现条件，因此这一帷幕灌浆施工的防渗面积设计为60m×104m，帷幕工程量则为56m×104m。在帷幕灌浆环节的具体施工中，施工单位需要按照下游排→上游排→中间排的顺序进行施工，每排的施工则按照分序加密的原则，在XY-2型地质钻机的支持下，不同灌浆孔的孔径设置如表2所示。

表2不同灌浆孔的孔径设置

为了验证帷幕灌浆环节施工质量，笔者选择了压水试验进行施工质量验证，其中先导孔、检查孔应用的压水试验属于单点法，而常规帷幕灌浆孔则选择了简易压水法进行试验，其中灌前压水试验与灌后压水试验压力都需要控制在80%的灌浆段起始灌浆压力，不过前者在超过1MPa灌浆压力后需要按照1MPa进行控制，后者则是在超过2MPa灌浆压力后进行控制。经过压水试验的验证，防渗帷幕满足了设计要求，混凝土面板堆石坝工程建设的最后一个难题也得以解决。

2.4混凝土配合比调整与拌合站现场调整措施的结合

混凝土配合比直接关系着灌浆施工质量，因此施工单位采用了结合混凝土配合比调整与拌合站现场调整的措施，这一措施除了传统保证混凝土配合比质量的措施外，搅拌站试验员需要在施工前三小时进行混凝土配合比砂石含水量测量，并根据理论配合比换算施工配合比，如果测量发现坍落度超出设计±20mm时，则需要通过增加或减少0.05~0.1%减水剂解决问题；而如果出现泌水现象，这不能够单纯套用设计比例，而是应用通过调整粗骨料渗配比例解决问题。值得注意的是，在调整措施应用后无法解决问题时，搅拌站立即联系了相关负责人，以此实现了施工质量受到影响的避免。

2.5渠道倒虹吸工程施工

结合“河北省水利工程质量检测中心站”进行了混凝土配合比试验，确定应用混凝土配比，施工单位采用了三次浇筑的基础灌浆施工技术用于管身混凝土浇筑，即底板浇筑、侧墙浇筑、顶板浇筑，倒虹吸底板混凝土则应用了台阶法浇筑顺水流方向布料，每层铺筑厚度按30～50cm，台阶铺料长度为3～4m。结合物探测试、灌后压水试验、透水率试验，基岩的整体性与透水率、防渗帷幕的稳定性与可靠性都满足了设计要求，由此可见本文研究具备的较高实践价值。

结论：综上所述，基础灌浆施工技术能够较好服务于水工建筑物建设。而在此基础上，本文结合南水北调中线一期工程总干渠漳河北至古运河南土建施工SG9标工程展开的研究，则较为直观论述了基础灌浆施工技术应用的各领域要点，工程最终得以高质量竣工便是对本文研究质量的最有力证实。因此，在具体的水工建筑物基础灌浆施工技术应用中，本文研究便可以在其中作为重要参考。

参考文献：

[1]许晗.基础灌浆施工技术在水利工程中的应用[J].水利规划与设计,2015,12:101-102+112.

[2]张小泉.基础灌浆施工技术在水利工程中的应用[J/OL].中国水能及电气化,2015,08:010-138

[3]邓怡强.基础灌浆施工技术在水利工程基础施工中的应用[J].江西建材,2013,06:149-150.