水利工程中灌浆技术的应用探微

摘要：灌浆施工技术作为目前水利工程使用最为广泛的一种地基处理技术，可以通过灌浆施工改善或者消除天然地基存在的缺陷，提升地基物理以及力学性能，使工程地基具备良好的稳定性、抗渗性以及强度，从而满足工程施工要求。灌浆施工根据工程基础类型需要采用相应的施工技术，本文将对水利工程中灌浆技术的应用进行了分析和探讨。

关键词：水利工程；灌浆；技术；固结；帷幕

1 概述

灌浆技术广泛应用于土木工程施工中，比如地基基础、水利工程、煤矿竖井及铁路路基的加固处理。目前，在国内水利工程施工中，灌浆施工技术应用最广泛的基础技术。灌浆施工分为固结灌浆施工与帷幕灌浆施工两部分，施工顺序一般是先固结灌浆施工，后帷幕灌浆施工。

2 水利工程基础固结灌浆

施工固结灌浆施工工艺流程主要分为如下步骤：（1）施工测量、定位；（2）裂隙冲洗；（3）压水试验；（4）灌浆；（5）封孔 ；（6）继续下一孔施工，重复上述步骤。

2.1 钻孔施工前准备

由测量人员负责完成施工前测量定位工作，并对孔位进行校核，检查无误后等待钻机就位准备钻孔。

2.2 钻孔

钻孔施工采用锚杆钻机或者潜孔钻机，孔径控制在90mm，钻孔完成后需要对钻孔进行清理，用水冲洗掉孔内的杂质以及岩粉。

2.3 裂隙冲洗

开始灌浆施工前，需要对裂隙进行冲洗，采用高压水枪冲洗，待回水变清澈后停止，冲洗时作业人员注意控制冲洗压力，一般不超过灌浆压力的50%。

2.4 压水试验

随机选择总钻孔数的5% 作为试验孔开展压水试验，试验过程中压水压力不能超过灌浆压力的80%。试验时，在保持压水压力稳定的状态下，隔间5min读取1次压入流量，需要连续读取4次数值，若最大数值与最小数值差低于最终值10%，或者最大数值和最小数值差低于1L/min，则停止压水，试验结束，取最终数值作为计算数值。

2.5 灌浆

固结灌浆施工阶段采用纯压式灌浆法全孔一次性灌注，灌注施工遵循分序加密的原则，分为两序进行施工。若固结灌浆孔相互串浆，则可以采用互串孔并联灌注，但需要注意的是，并联灌注孔数量不能超过3个。灌浆施工时，需要在混凝土内部埋设灌浆管，主要是便于确定孔位，避免在灌浆施工过程中损坏保护层以及钢筋。灌浆施工过程中，灌浆压力需要控制在0.1MPa，压力不宜过大。需要注意的是，若灌浆压力保持稳定，而注入率不断降低，或者注入率保持稳定而灌浆压力持续增高，则水灰比不能发生变化 ；当浆液注入量超过300L 或者灌浆时间超过30min，而注入率以及灌浆压力无明显变化，则需要考虑改变水灰比 ；若注入率超过30L/min，可以考虑越级改变水灰比。在规定压力下，若灌浆压力持续超过30min 在1L/min 以下，则可以结束灌浆施工，若灌浆时间超过标准范围，但未达到结束灌浆的标准，要及时向技术人员报告，以便及时采取措施。

2.6 封孔

灌浆施工完成后，采用全孔灌浆或者导管注浆法进行封孔，24h 后清理掉孔口的污水、杂质，并使用水泥砂浆对孔口位置进行抹平处理。

2.7 质量检查

灌浆施工全部流程结束后，视具体情况可在3~5d 开始质量检查，一般采用压水试验的方式进行检查。质量检查合格后重新用水泥砂浆对孔口进行抹平处理。

3 帷幕灌浆施工

3.1 钻孔施工

钻孔时注意所有钻孔需要采用统一编号规则，并表明钻孔顺序。实际钻孔位置和设计钻孔位置误差不超过10cm，若施工阶段需要变更钻孔位置，必须经设计单位以及监理单位同意，并且需要记录实际钻孔位置。为确保灌浆施工质量，帷幕灌浆钻孔宜采用46mm 口径钻孔，孔深应符合设计标准，孔壁需光滑平直。需要注意点是，钻孔孔向必须准确，安装钻机时要确保稳固平整；钻孔过程中每间隔10m 需要测量1次孔斜，若出现偏差要及时进行纠正，确保终孔孔斜符合设计标准；钻孔过程中要详细记录钻孔情况，以便为后续制备浆液以及灌浆施工提供依据；若钻孔施工过程中出现塌孔、漏水等异常情况要及时停止钻孔，处理后方可继续施工；钻孔施工完成后要及时堵盖孔口，以免杂质进入。

3.2 钻孔冲洗

开始灌浆施工前，首先需要对灌浆孔进行冲洗，确保孔内的沉积厚度在20cm 以下；其次需要对裂隙进行冲洗，采用高压水枪冲洗，待回水变清澈后停止，冲洗时作业人员注意控制冲洗压力，一般不超过灌浆压力的50%。

3.3 压水试验

先导孔需要按照自上而下的方式进行压水试验，次序孔仅需要进行简易压水试验即可。压水试验在裂隙冲洗完成后进行。随机选择总钻孔数的5% 作为试验孔开展压水试验，试验过程中压水压力不能超过灌浆压力的80%。在本项目中以单点法进行试验，保持压水压力稳定的状态下，隔间5min读取1次压入流量，需要连续读取4次数值，若最大数值与最小数值差低于最终值10%，或者最大数值和最小数值差低于1L/min，则停止压水，试验结束，取最终数值作为计算数值。

3.4 灌浆施工

进行灌浆施工前，首先需要做好前期准备工作，确认施工区域实际情况与工程设计一致，若存在出入应及时联系设计单位进行协调沟通；其次需要对参与灌浆施工的作业人员进行技术培训，确保施工人员熟练掌握操作技巧。灌浆施工方法采用孔口封闭、孔内循环，自上而下的分段灌浆施工法，每个灌浆施工段为5m，接触段除外，灌浆施工段长短也可以视实际施工情况进行调整，但是不宜超过8m。完成接触段灌浆施工后需要及时埋设好孔口管，确保孔口管牢固，一般孔口管的埋设视灌浆压力决定，通常不低于1m。上部灌浆施工可以采用232或者323分段法，即将上部整体分为首段、次段以及三段三部分，每段为2m 或者3m，首段灌浆施工时，灌浆压力可低于设计灌浆压力，但三段灌浆施工必须满足设计灌浆压力。灌浆水灰比可分为6个等级，在实际施工过程中，浆液浓度变化一般遵循从稀到稠的顺序，必要时可视具体情况越级调整浆液浓度。开灌浆液浓度需要根据钻孔透水情况决定，若透水率较高，则一般采用水灰比为3 ：1的浆液；若透水率偏小，则一般采用水灰比为5 ：1的浆液。需要注意的是，若灌浆压力保持稳定，而注入率不断降低，或者注入率保持稳定而灌浆压力持续增高，则水灰比不能发生变化；当浆液注入量超过300L 或者灌浆时间超过30min，而注入率以及灌浆压力无明显变化，则需要考虑改变水灰比；若注入率超过30L/min，可以考虑越级改变水灰比 ；若改变水灰比之后，灌浆压力骤然升高或者是注入率快速下降，则需要及时查清楚原因并采取措施进行处理。灌浆施工结束的标准为：灌浆压力保持在当前施工段设计最大灌浆压力下，灌浆注入率不超过1L/min，且持续灌浆时间超过60min，即可结束灌浆施工，注意每段施工完成后可不必待浆液凝结。

3.5 封孔

帷幕灌浆施工可采用分段压力灌浆封孔法进行封孔。

3.6 特殊情况处理

在灌浆施工过程中，若串浆量比较大，且条件允许，可以考虑和被串浆孔并联灌浆，但要避免岩层以及盖板发生抬动的情况；若串浆量比较大，且无法进行并联灌注，则需要采用灌浆塞将被串孔进行堵塞，待完成灌浆施工后将被串孔灌浆塞取下，并清理孔内，然后进行灌浆；若串孔顺裂隙串的过远，则需要调整浆液浓度，以较稠的浆液进行灌注。

3.7 质量检查

在帷幕灌浆施工环节，质量检查主要采用压水试验的方式，结合灌浆施工过程中的相关资料以及物探手段等对灌浆施工质量进行评定。质量评定标准为：混凝土和基岩接触部分以及下一灌注施工段合格率必须100%，其余各灌注施工段合格率必须90%以上；若不合格灌注施工段的透水率低于工程设计值的1.5倍，并且透水部位不集中，则可以认定为质量合格。

结语

水利工程基础处理极为关键，采用灌浆施工技术可以有效弥补天然地基存在的缺陷，提升工程地基各方面性能，对于后续施工的开展具有重要意义，并且也能有效保障水利工程的使用寿命，使工程创造更大的社会效益以及经济效益。

参考文献

[1]陈梦颖 . 探究水利水电工程中的灌浆施工技术要点 [J]. 黑龙江科技信息，2014（6）：248.