水利工程中灌浆施工技术探索

刘锋

（湖南明诚水利水电工程有限公司，湖南 益阳 413000）

灌浆按其作用可分为帷幕灌浆、固结灌浆、回填灌浆、接触灌浆、接缝灌浆、补强灌浆和裂缝灌浆等；按灌浆材料可分为水泥灌浆、黏土灌浆、沥青灌浆及化学材料灌浆等。

1 灌浆材料与灌注浆液

灌浆工程中所用的浆液是由主剂 (原材料)、溶剂(水或其他溶剂)及各种外加剂混合而成。通常所说的灌浆材料，是指浆液中所用的主剂。根据所制成的浆液状态的不同，灌浆材料可分为两类:一类是粒状灌浆材料，所制的浆液其固体颗粒基本上处于分散的悬浮状态，为悬浊液；另一类是化学灌浆材料，所制成的浆液是真溶液。

1.1 灌浆材料

水泥。灌浆工程使用哪一种规格和品牌的水泥，要依据灌浆所需要达到的要求以及周围腐蚀强度的大小来决定。通常，一般的硅酸盐以及大坝水泥就能满足需要，如果要酸性较强的情况，也可特别注意选择有抗酸能力的水泥，确定实际标准，并获得监理工程人员许可。

回填灌浆、帷幕灌浆和固结灌浆水泥强度等级不应低于32.5 MPa，坝体接缝灌浆不应低于42.5 MPa.

帷幕灌浆和坝体接缝灌浆对水泥细度的要求为通过80μm方孔筛的筛余量不宜大于5%；当坝体接缝张开度小于0.5 mm时，对水泥细度的要求为通过71μm方孔筛的筛余量不宜大于2%。

水泥一定要符合生产和使用条件，过期或者受潮放置的水泥杜绝续用。如果水泥质地较细，要注意降低存放时间，杜绝受潮。

1.2.黏土和膨润土

黏土。粘土容易和水结合，容易分散，如果想塑造，其稳定情况也比较可靠。

膨润土。水泥中掺入适量膨润土，其量控制在水泥的2%到3%这个范围，能够达到稳定的效果，进而浆液的形状更加可靠，析水的情况受到控制，私粒成分大于40%，液限大于等于100，确定其塑性能力在30以上，50以下。

1.3 其他材料

用以灌注大裂隙和溶洞时，经常用水泥砂浆或水泥猫土砂浆。根据灌浆需要，可在水泥浆液中加入下列外加剂:速凝剂，如水玻璃、氯化钙、三乙醇胺等；减水剂，如萘系高效减水剂、木质素磺酸盐类减水剂等；稳定剂，如膨润土及其他高塑性黏土等；其他外加剂。能够和水相溶的添加剂，使用时注意在水的溶液形式时填入，主成分与添加剂的配合形式和配合数量也要根据实验室的测定结果以及当场的局部试验来最终决定。

灌注浆液

水泥浆

纯水泥浆液的搅拌时间，使用普通搅拌机时，应不少于3 min；使用高速搅拌机时，宜不少于30s，浆液在使用前应过筛，自制备至用完的时间宜少于4h。水泥浆的配比一般为水:水泥=10:1～10:0.5。

黏土浆

黏土浆有两种配制方法:第一，把一定数量的水和土综合起来，通过一定的搅拌过程得到需要的浆液。第二，把粘土根据配合得到具有实际浓度的原浆，将这部分原浆和水组成的浆液混合起来。

一般情况下原浆的配制按以下程序进行:

浸泡崩解。把粘土浸入水中，发生物理化学反应，变成泥。

拌制黏土原浆。完成浸水过程并发生变化的泥通过泥浆搅拌装置，通过水的添加，形成浓度过关的粘土原浆。

水泥黏土浆

由于水泥、粘土各有其优缺点，将其混合在很大程度上可互补其缺点，成为良好的灌注浆液。水泥与黏土的比例一般为1:1～1:4，水与干料的比例一般为3:1～1:1，由于材料品种、性能及其作用不同.正确的配比应通过试验确定。

水泥砂桨及水泥黏土砂桨

水泥砂浆。在缝隙较大，地下，溶洞环境或者岩石条件，对灌浆的要求较为特殊，通常使用水泥砂浆的办法，这种灌注溶液粘稠度较大，不会无辜浪费，并且粘合力较大，一旦成型，持久性较强，渗漏情况能得到很好控制，在这种成分中，水的含量最好小于水泥，不然容易发生沙子沉积。为了使沉积较好控制，可添加少量膨润土、塑化剂、粉煤灰等。

水泥黏土砂浆。水泥砂浆中的成分水泥是形成凝固，加强硬度的重要成分，而粘土能够辅助稳定，而沙子起到填充效果，想要完成水泥砂浆的制作，通常沙子成分要最后形成。

水泥水玻璃浆

水泥浆中加入水玻璃，有两种作用:一是将水玻璃作为速凝剂，促使浆液凝结；二是作为浆液的组成成分。水玻璃与水泥浆中的氢氧化钙起作用，生成具有一定强度的凝胶体～水化硅酸钙。水泥浆随水玻璃的加入量的增加而凝结时间逐渐缩短，当超过一定比值后，凝结时间随水玻璃加入量的增加转变为逐渐延长。

2 灌浆施工技术在水利工程中的应用

2.1 灌浆施工技术在岩溶地区的应用

在岩溶地域完成工作有两种分别，一个是岩溶不存在填充物完成的工作，另一个是具备填充物，这两类工作通常如果有填充物的地方，技术性的需求更强。

使用高压灌浆技术对岩溶地区实施基础灌浆。如果填充物想达到最好效果，通常在此特征的地方会特殊强调选择高压水泥灌浆，能够达到更稳定，更防水的效果，此外，高压灌浆办法水泥进入到土结构时的形状通常是条形的，而在进入到土地之后，水泥逐渐相互结合，变成能够相互扶持的网的状态，所以，这种办法下的地基更能抗击劈裂，这样一来土的稳定性得到很好提升。

使用高压旋喷灌浆技术对岩溶地区实施基础灌浆。高压旋喷灌浆技术是依靠机械钻机能深入地下的特点，在钻机的头部安装特殊的喷嘴，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。浅层地区的岩溶水平程度也不算太深，要把沙土清理之后，用水泥砂浆完成从前地区的回灌工作，使灌注达到相应效果。

2.2 针对吸浆加大的水利工程的灌注方法

对于岩缝灌浆工作，可能发生吸浆的问题，岩缝成为一个无底洞，再多的水泥浆也不可保证填充完整，这时一味灌注已经不能解决问题，要采取别的方法。

速度的限制。放慢流入岩缝的速度，使单位时间通过的体积有所下降，通常，把速度控制在一分钟10升到15升左右，限制速度是为了降低流动的速度，当速度降低之后，凝结则更容易发生，泥浆更利于沉淀。

降低压力，完成处理，这种方法与上述所说的方法虽然控制的因素不同，但都为了降低速度，维持缓慢流动的情态，速度的下降给了砂浆凝固的机会，而流动停止时再加大压力，根据一般的工作办法完成灌浆，可达到同样效果。

多次灌浆，这种灌浆工艺使得灌浆过程有一个缓冲，每次灌浆中间停一小会儿，然后再开始灌注，这种灌注办法持续进行，具体停滞多久时间需要根据缝隙大小，工程进度来确定，但通常灌注时间要控制在8小时以内。

结语

时间在变，遇到的实际情况在发生变化，也要根据具体需要来选择、创新、完善施工办法，使最令人满意的工程出现。

[1]钟汉华.城市水利工程施工技术 .2008

[2]钟汉华.水利水电工程施工技术 .2004

[3]何佩德.小型水利工程施工 .1995