分析水利水电工程基础灌浆中特殊地层的灌浆方法

分析水利水电工程基础灌浆中特殊地层的灌浆方法

王永忠

莱阳市水利工程建设养护中心265200

摘要：在水利水电工程施工过程中，灌浆技术的应用非常普遍。由于工程基础灌浆环节中时常会遇到特殊地层，选用合理的灌浆技术既能起到优化建设效果的目的，同时也可提高施工进度，这也是为什么近年来该项技术在坝基防渗、加固领域受到广泛应用的根源所在。本文主要从大吸浆量、存在承压水、特大漏水通道等三个方面深入说明并探讨水利水电工程基础灌浆中特殊地层的灌浆方法，以供参考。

关键词：水利水电工程；基础灌浆；特殊底层

水利水电工程是国家重点建设的民生工程，在施工过程中，往往会遇到大量地层问题，需要采用灌浆技术进行地基处理。近年来，我国的灌浆技术的应用日趋成熟，但在实际使用中因施工现场的各种情况，尤其是特殊地层问题，必须对各种原因进行综合分析，把灌浆技术的施工要点与工程设计的要求结合起来，并对施工过程加以控制，为地层的防渗性提供多一重保障，确保工程后续能够稳定安全运行。

一、大吸浆量条件下的灌浆方法

在常规岩层中进行灌浆作业的过程中，一般要求作业人员在1-3小时之内完成，且每个小时的灰耗控制在100-200公斤之间。但是在现场实际灌浆中是现场会出现“吸浆”现象，导致灌浆工序无法按时完成，不仅浪费了大量混凝土原料，也无形中增加了工程造价。造成上述不良现象的主要原因，是由于工程处于特殊的地质条件中，导致附近地段或者某条通道上冒出大量泥浆。针对此情况，建议施工单位按照以下方式进行处理：

第一，降压处理。采用相对低的压力实施自流式灌浆作业，也就是利用浆液将缝隙空间填充完整，或者降低浆液本身的流动性，使灌浆压力不断得到增大，达到设计指标后按照规定程序继续实施灌浆作业。第二，限流处理。严格控制浆液的输入率，通常在10-15/min为最佳，以此来降低灌浆的流动速度，以便于浆液可以尽快沉积，当发现浆液的输入率有所减少时，可以增加一定的注浆压力，直到达到正常值为止【1】。第三，浓浆灌注。在现场灌浆的过程中，若是出现级大吸浆量的情况，需要适当提高浆液的浓稠度，通过大颗粒集料，并适当加入水玻璃、氯化钙等速凝剂，以提高浆体在裂缝中的凝固速度。第四，间歇式灌浆。当水泥灌注量达到一定标准后，可暂停灌注作业，而后采用间歇式灌注的方式，在每一次灌注作业之前，根据工程地质条件和灌浆设计目的，对单次灌浆量以及灌浆时间展开合理规划，通常以2-8小时为宜。第五，灌注水泥砂浆。根据现场灌注情况，参考水泥用量的递增，逐步增大砂料直径。对水泥砂浆进行充分搅拌，在均匀性达到设计标准之后，采用砂浆泵辅助地基灌浆作业。

二、存在承压水条件下的灌浆方法

由灌浆孔中涌出承压水通常情况下会有两种原因。第一是因为灌浆地层位置高于级压力源的含水层；第二是水库已经蓄水，而灌浆位置在低于水库水位的通道或者洞内。在上述两种情况下，灌浆的实际压力必须高于涌水压，否则将导致浆液无法顺利灌入在内。在设计灌浆压力的过程中，应该以公式运算所得的灌浆压力为依据，以达到稳定涌水压力的目的。在承压水条件下，灌浆作业可以采用下列方式进行：

第一，压力屏浆法。采用传统灌浆工艺后，采用5:1的稀浆和相同压力实施循环灌浆，在4-8小时内连续灌浆，防止部分浆液深入缝隙后发生倒灌。第二，闭浆。当灌浆达到既定标准时，应第一时间关闭回浆管阀门与进浆管阀门，以保证之前灌注的浆液处于压力状态。当浆液凝固约6-8小时后，再次打开阀门，检查是否有涌水的现象发生，如果没有，则判定灌浆合格【2】。第三，化学灌浆法。基础地层经过上述方式进行处理之后，若效果依旧不理想，则可继续采用化学灌浆法。该方法在大多数情况下，能够在岩体裂缝中快速凝集，不但可以让裂缝更加密实，而且可以优化涌水现象的封堵效果。

三、特大漏水通道条件下的灌注方法

特大漏水通道问题主要集中出现在采用定向爆破法建造的堆石坝工程中，其原因是爆破施工中易在具备产生大裂缝，从而影响灌浆作业效果。在溶岩区，受到溶蚀因素的影响，则容易造成溶洞、溶沟，进而诱发大量漏水问题【3】。对于特大漏水通道，如果采用传统的灌浆方法，不仅会耗费大量物料，而且易造成各种质量问题，难以达到预期的加固效果。因此，应根据具体情况，合理选择灌浆技术有效治理特殊地层。

作业人员应仔细观察特大漏水管道现象，并根据裂缝走向和特点采取最合适的灌浆工艺、对于无水流和斜坡平缓的裂缝，可以通过间歇灌注技术，如果没能达到预期效果，可以继续应用浓稠度更高的浆液实施定量灌注。需要强调的一点是，浓稠度越高的浆液，其性质稳定性越高，对工程地层条件的适应性也就越强，若遇有水流作用或倾斜角度较大的裂缝或空隙，则应采用以下灌浆工艺：

第一，冲灌级配料。在灌浆口位置采用浓稠度较高的浆液，对粗砂、砾石进行冲灌。如果经过一段时间冲灌后效果并不明显，则可以利用浓稠度更高的泥浆实施级配料的处理。在配料的过程中，首先将一定浓稠度的物料从灌浆口倒入，确定已经充分填充后，在按照传统方法进行灌注。在此，级配料是指含有均匀分布的粗细颗粒，能够自己形成反滤层的混合材料、此法可在狭窄的缝隙内构筑起一个桥架，并形成一层反滤层，直到通道被完全阻塞

【4】。第二，模袋灌浆。模袋主要是由复合材料制成，强度水平相对较高，在连续的灌浆压力作用下，模袋中除水泥颗粒之外的浆液会慢慢向外部流出风。该灌浆技术可以降低泥浆的水灰比，防止泥浆后续出现分散现象。在一定压力条件下，模袋会发生形变，从而让溶洞堵塞更加紧实。第三，双浆液灌浆。该工艺属于化学灌浆施工，速凝剂、浆液通过灌浆管道进入搅拌机，使两者充分混匀混合在一起，在达到凝结状态前，即可达到灌浆孔级底。在施工阶段，为了达到理想化的防渗效果，必须严格控制泥浆的扩散范围，避免范围过大，同时还要防止出现扩散范围不足的情况，否则将无法达到防渗层强度的设计要求。

结束语：

综上所述，伴随我国社会经济的高速发展，水利水电方面的需求也相应提升，因此也就推动了水利水电事业的发展。然而，在水利水电工程施工过程中，因地理环境、地面数量等因素的限制，让特殊地层成为无法避免的问题，导致灌注作业的难度大大提高。灌浆处理的方法多种多样，优缺点各有不同，为达到理想化的防渗、加固效果，作业人员应根据地层实际情况以及工程设计要求，以节约物料、不影响工程进度为出发点，合理选择灌浆方法，并科学设计灌注方案，采取一种或者多种方法进行处理，创造良好的工程效益。

参考文献：

[1]杨树峰,王小艳.水利水电工程特殊地层灌浆施工工艺[J].新型工业化,2022,12(03):208-211.

[2]王络.特殊地层灌浆方法在水利水电工程灌浆施工中的应用[J].中国高新科技,2022,(04):76-77.

[3]胡景隆.复杂因素下水利水电工程基础灌浆方案设计[J].河南科技,2021,40(25):74-76.

[4]郭青.水利施工中特殊地层灌浆预加固方法研究[J].长江技术经济,2021,5(S2):77-79.