水利施工技术与灌浆施工研究叶建青

水利施工技术与灌浆施工研究叶建青

叶建青

叶建青

云南省昆明市嵩明县大头水库管理所云南省昆明市嵩明县651700

摘要：水利工程建设周期长、涵盖工种众多、施工难度大，是一项全面系统的施工建设工程。水利工程施工技术要依施工地质环境而定，合理选择。灌浆技术在水利施工实践中较为常见，也极易在实施中出现各种问题。本文结合嵩明县花山水库除险加固工程施工实践，对水利施工技术及灌浆施工要点进行研究。

关键词：水利工程；施工技术；灌浆施工

一、工程概况

嵩明县花山水库除险加固工程位于嵩明县嵩阳街道办新春邑居民委员会马场村，地理位置为东经103。10′21″，北纬25。23′24″，花山水库总库容36.4万m3，水库控制径流面积1.88KM2，水库距新春邑村民委员会约8km，距县城12km。

该工程为小（二）型水利蓄水工程，工程等别为五等，建筑物级别为5级。水库防洪设计标准为20年一遇（P=5%），校核洪水标准为200年一遇（P=0.5%）。

花山水库兴建于1969年，大坝运行多年，坝脚无倒滤体，有散浸现象，输水涵洞漏水严重，转盖闸启闭困难，浆砌石老化，水库无溢洪道，为保障水库的正常运行及下游农田、村民的安全，花山水库除险加固是受益区村民多年的心愿。

该工程重要部位为大坝灌浆、涵洞穿管、涵洞充填灌浆、大坝碾压；工程的施工特点对施工区域的地基条件要求较高，而地区在地质环境上又存在较大的差异性。在此施工背景下，采用灌浆技术，能够有效配合水利工程的地基施工，确保水利工程建设安全稳定。

二、水利工程灌浆技术的作用、类型及其具体应用

1、水利工程灌浆技术的作用

水利工程的地基基础在地质构造及水文因素的制约影响下，往往会存在天然缺陷，需要经过相关技术处理后，才可作为水利工程建设的地基基础。水利工程中的灌浆技术，是将浆液按照一定的比例加以配制，采用钻孔方式，借助压力将浆液注入地基裂缝及建筑裂缝内，当浆液胶结并硬化后，起到提高水利工程地基基础稳定性、整体性、抗震及抗渗性能的作用。

2、水利工程灌浆技术的类型

水利工程灌浆技术在水利工程坝体加固及水利工程防渗处理等方面较为常用，能够有效进行加固、堵漏、防渗及纠斜[1]。灌浆技术在类型上有固结灌浆、接缝补强灌浆、接触灌浆、高压喷射灌浆及帷幕灌浆等。得到普遍应用的类型主要是固结灌浆、接触灌浆及帷幕灌浆技术。

3、水利工程灌浆技术的具体应用

固结灌浆主要是通过浆液灌注对岩体裂缝进行填充，从而改变岩体物理性质，在提高岩体的均质性及整体性的同时，提高其弹性模量及抗压强度。固结灌浆更多地应用在重量较大的混凝土坝基上，需要对其采取全方位的灌浆处理。在重力混凝土拱坝上，针对其坝基承受力较大的部位，也较多地采用固结灌浆技术。固结灌浆技术中钻孔深度一般为5-8m，并将其进行网格状布置，水利施工中涉及到较为复杂的地质环境时，在孔深、孔距、排距及灌浆压力、次序等各类技术参数，可以借助现场固结灌浆技术来加以确定。

帷幕灌浆主要在水利工程防渗处理上应用较多。帷幕灌浆通过浆液灌注能够使水利工程坝基在上游迎水面部位形成层次性的防渗幕墙，从而有效减少工程坝基渗流流量及地下水对工程地基的渗透，起到降低渗压值，保障渗透稳定性的效果[2]。帷幕灌浆又可细分为两排孔帷幕及多排孔帷幕两方面，在技术应用中需要对帷幕深度、厚度、轴线及平面长度加以确定。例如，由于水利工程涉及的水位较高，三峡水库水利建设中就主要采用帷幕灌浆的水利施工技术，钻孔深度最大值超过了100m，钻孔直径达到55-75mm，而灌浆压力达到5.0-6.0Mpa。

接触灌浆是针对水利工程坝基和坝体混凝土之间的接触面而采取的灌浆技术措施，主要起到密实接触面的作用。混凝土坝在岩石基础上建造时，受制于混凝土特性，会使坝体和地基间产生缝隙，接触灌浆就是在两者接触点，采用单独灌浆的方式对接触面加以固结，以防裂缝产生。

此外，根据灌浆材料进行划分，水利工程灌浆技术又可分为水泥灌浆、化学灌浆、粘土灌浆及沥青灌浆等类型。根据钻孔次序又可分为分段灌浆及全孔一次灌浆，其中，分段灌浆采用由上及下的灌浆方式，既能够提高灌浆效率，又能够提升灌浆质量，在具体水利工程施工实践中采用较多。

三、灌浆压力的确定

水利工程灌浆技术中的灌浆压力与工程地质状况、底层结构、灌浆要求、钻孔孔深及灌浆方式等因素密切相关。涉及到的某些因素在施工前往往无法直接加以确定，因此，在开展灌浆施工前应对施工需要的各项技术参数进行确定，主要借助压水试验来完成。灌浆压力一方面能够采用灌浆方式，对细小裂缝进行充分灌注，有效应对解决了水利工程裂缝这一重要质量制约要素，另一方面灌浆压力如不准确，又会极易导致浆液扩散，如涉及到地质敏感区，会引发岩层运动。

灌浆压力及灌浆技术要做到合理掌握，需要施工人员结合施工状况，做好灌浆施工技术控制，对灌浆方法及程序，各种施工参数科学选择确定。一般而言，固结灌浆时，如其浅孔并无压重，可以将压力确定在0.2-0.5Mpa，如其浅孔存在压重，可将压力确定为0.3-0.7Mpa。高压灌浆时，灌浆压力一般在3.0-4.0Mpa之间。

四、水利工程灌浆施工技术的不足及灌浆环节易发问题

1、灌浆系统稳固性不足

灌浆系统稳固性不足，一方面是由于数据分析及设置不够科学精确，另一方面在于没有全面细致地做好水利施工前期工作。灌浆技术及灌浆压力涉及到的参数数据如不准确，会对灌浆技术的有效实施构成极大阻碍。

2、灌浆方案设计科学性不足

灌浆施工方案在设计上由于资料信息不准，会产生一定的技术误差，再加上灌浆施工人员在素质能力上存在差异，如没有科学有效的指导，对其施工程序加以规范，会导致灌浆施工在质量水平上参差不齐。

3、灌浆材料研发不及时

灌浆施工除了受灌浆方案、灌浆工序的制约影响，也受到灌浆材料的限制。现阶段我国在灌浆新型材料的研究上不够及时，灌浆材料没有得到有效更新，致使我国水利工程灌浆施工应用范围及发展态势不相匹配。

此外，灌浆施工在灌浆过程中容易出现以下问题：第一，地表隆起。灌浆中产生的地表隆起现象，主要是对注浆参数没有进行科学分析，在注浆压力上选择不准确。当灌浆过程中出现地表隆起现象时，要马上暂停注浆，对相关参数加以认真分析，将灌浆压力调低，并采取分段灌浆及反复灌浆的方式解决该问题[3]。第二，冒浆。冒浆常发于灌浆施工中钻孔环节，出现冒浆时，可采用粘土将冒浆孔洞进行回填。

五、水利工程灌浆施工技术控制要点

1.灌浆施工前，要将灌浆施工的材料设备，如钻孔及注浆机具，加以仔细检查，确保其能够安全使用，同时做好施工应急方案。

2.对施工区域地下水状况定期进行调查取样，发现地下水受污染，及时采取处理措施。

3.完善钻孔技术环节。钻孔质量是影响灌浆质量的重要因素，要保证灌浆质量，需要根据施工实际，对钻孔深度及钻孔角度加以科学设计，并对钻孔操作加以实时记录。

4.完善注浆技术环节。灌浆施工时，要严格按照灌浆技术流程操作，对注浆管道要采取密封措施，避免钻孔出现冒浆，跑浆现象。注浆时要逐步推进，前期可减小注浆流量，以保障注浆管道通畅无堵塞，然后逐渐增大流量，直至符合施工要求。

5.做好二次注浆工作。当一次注浆达不到施工效果时，要进行二次注浆工作，二次注浆要从一侧部位灌浆，由另一侧部位溢出，严禁出现两侧同步灌浆行为。

6.当有跑浆现象出现时，要采用低压的小泵进行灌浆，加快浆液凝胶速度。

7.做好灌浆施工全程质量检测。要从灌浆施工原始记录、工序流程、操作规范、实时检测等各个环节对灌浆情况及灌浆质量进行全程检测。通过压水测试及吸浆量测试来对小钻孔进行灌浆质量检测。对大钻孔可设专人在旁进行实时指导检查。

六、结语

水利工程是利国利民的基础设施工程，需要加强施工质量管理，水利工程中的灌浆施工技术在促进水利工程质量水平方面起到了重要技术保障作用。针对我国地质条件复杂的特征，水利施工中要根据施工实际，合理挑选灌浆技术类型，做好灌浆施工技术质量要点控制，不断提高我国水利工程的安全性和稳定性。

参考文献：

[1]王鑫，付晓阳.灌浆施工技术在水利工程中的应用[J].房地产导刊，2014，（10）：151.

[2]周圣，马海燕，李宏达等.浅谈水利施工技术及其灌浆施工的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（17）：524.

[3]项建明.水利施工技术及灌浆施工应用探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（5）：434.