基于水利工程施工中灌浆技术的探讨

□ 王卫军（周口市沙颍河工程管理处）

0 引言

在水利工程施工过程中其灌浆技术特别重要，是水利工程得以顺利进行的基础，其质量的好坏直接影响到工程的质量安全。因此，在施工的过程中，一定要注意基础灌浆技术与地质条件相互适应。在水利施工的时候，必须要对地基进行严格的处理，这样才能够达到防渗的各项性能规定，从而确保水利工程的质量安全。

1 高压喷射灌浆技术

1.1 高压喷射灌浆技术的原理

高压喷射灌浆技术的原理就是借助高压射流，冲击、破坏被灌地层的结构，并灌入混合浆或水泥浆，把被灌地层的颗粒与浆液掺混，形成达到设计要求的凝结体，进而达到防渗和加固地基的目的。

1.2 高压喷射灌浆技术的优势

1.2.1 适用范围广，施工简便

高压喷射灌浆技术能够应用在整个工程的施工过程中，其适用范围非常的广泛，并且施工工艺比较简单。在施工的时候只需在土层钻一个孔径为50～300mm的小孔，就可以在土层中喷射并形成0.40～4.00m的固结体。

1.2.2 固结体形状可以控制

利用高压喷射技术在喷射的过程中，通过调整提升速度和旋喷速度，增加或减少喷射的压力，可更换不同孔径的喷嘴来改变流量，按照工程需要控制固体形状。

1.2.3 原料广阔、成本低廉

喷射的浆液最主要的原材料是水泥，使用化学材料的情况非常少，有时为节约水泥的用量，还可以加入一定量的粉灰，从而大大的降低注浆的材料成本。

1.2.4 设备简单、方便管理

高压喷射灌浆整套设备的结构具有体积小、紧凑、占地少、机动性强的特征，能够在低矮和狭窄的现场进行施工。并且施工的管理非常的简单，在三重管、二重管、单管喷射的过程中，通过对冒浆情况、吸浆量以及喷射压力的量测，能够了解其效果与存在的问题，从而能够及时的调整喷射的参数或者改变工艺，确保固结质量。进行多重喷射的时候，可以先从屏幕上了解尺寸和空间形状以后，再用浆材进行填充，施工管理非常方便。

1.3 高压喷射灌浆施工过程中的质量控制

1.3.1 高压喷射灌浆材料的质量控制

水利工程项目的地基在进行高压喷射技术施工时，对稳定性和防渗性的要求非常高。但是凝结体的防渗性能主要受地层的成分、颗粒级配、浆液材料、施工工艺以及施工的方法等影响。对项目工程使用的原材料进行质量控制，一般指控制水泥的质量，主要原因是高压喷射灌浆技术形成的凝结体的形状不是非常的规则，它和喷射形式有很大联系，因此，其材料大都采用52.5或者42.5的普通的硅酸盐水泥。需要进行复试的原材料由监理人员到施工现场见证取样之后，送达专门的检测部门对其进行复试，如果水泥浆液需要掺入添加剂时，一定要进行试验，确定其合适的掺量。

1.3.2 对钻孔施工的控制

要严格的依据高压喷射灌浆技术的标准，确定孔距。因为选择的孔距是否正确，直接的影响到了凝结体连接的可靠性，对工程进度、工程造价也带来一定的影响。因此，在选择孔距的时候，一定要结合工程项目的地质条件以及高压喷射灌浆技术等进行确定。在钻孔施工之前，一定要对钻孔检验，检验合格以后才能够对孔内及缝面进行冲洗。通常采用水轮、风轮转换进行，冲洗的时候孔口敞开，将水（风）管插到孔底，水（风）反复的冲洗，直到回清水后才可以结束。其次，根据确定好的孔距，再按照钻孔施工设计的顺序进行施工，并且要确保施工的效率。等钻孔机到后，要保证设施的平稳性。通常选择用泥浆护壁钻进钻孔，并且在工程施工的过程中，一定要仔细的记录好掉钻、孔位、孔深、漏浆、地层变化等情况。如果需要加盖保护钻孔孔口，可以暂停钻孔或者在终孔进行喷射之前。

1.3.3 高压喷射灌浆的质量控制

高压喷射灌浆技术的施工需要分序、分排的进行高压喷射灌浆。在下管喷射前，可以先进行地面试喷，从而能够调整喷射方向的准确性，再接着按照预定的深度把其插入。在工程施工的过程中，一定要经常的检查泥浆泵的压力和浆液的流量，空压机的风压和风量、钻孔机的转速等。为了避免在灌浆压力的作用下，导致裂缝两侧的混凝土产生有害应力与形变，在灌浆施工的过程中，必须布置设备对裂缝进行实时观测。灌浆应该由一侧向另一侧、由下至上、由深到浅进行。灌浆结束的标准是单孔吸浆率渐渐趋向零后，再继续灌注20-30min才能够结束。

1.4 水利工程中高压喷射灌浆施工的问题及解决对策

1.4.1 泥浆漏失问题

在钻孔的时候，往往会出现泥浆漏失的问题，出现这种情况主要是由地层的情况所导致的。如果发生泥浆漏失的情况且漏失量比较小，应尽量使喷浆的漏失量最小，让泥浆填满地层的孔隙。如果出现泥浆漏失的情况且漏失量比较大，可以选择水泥、砂、黏土等对孔内的漏浆进行压入，从而实现封堵的目的。而选择掺入黏土主要是为固壁、充填的作用。选择掺入砂的目的是为了保证充填体在喷灌时不被高压水破坏，从而保证喷射的质量。选择掺入水泥主要是为了加快凝结速度，提高钻孔恢复的速度。

1.4.2 漏浆问题

漏浆孔口如果不发生冒浆，主要是因为地层中的孔隙比较大。如果出现了这种问题，可以在浆液中掺入一定量的速凝剂，减少固结时间。或者在孔隙部位增加注浆量，等填满孔隙后，就能够正常的喷浆。

1.4.3 较大冒浆问题

出现较大冒浆量的问题，主要是因为在有效的喷射范围之内，管路出现了故障或者是注浆量不适宜。如果发生了冒浆量比较大的情况，可以先检查喷浆管的各个接头，看接头处是否出现密封不良、损伤等现象。

2 接缝灌浆技术在水利工程施工中的应用

2.1 接缝灌浆技术原理

接缝灌浆技术在水利工程中的应用，其原理是在工程项目的土石界面，通过水泥或水泥浆液和水玻璃的混合液等水硬性胶凝材料，对孔隙、裂隙、土洞、溶洞及软土地基等不良地质的情况进行固化反应和接缝灌浆封堵，从而使接缝灌浆浆液和原始土石相结合，并形成稳定的土石结核，把其固化为受力整体。这样不仅能够隔断地下水对持力层带来的影响，还可以消除在基岩面周围的岩溶裂隙水，在受到地下水位的季节性变化以及因各种震动的影响而诱发地表变化，进而避免了工程投入使用之后发生局部塌陷的现象，减少了水利工程质量的安全隐患。

2.2 水利工程中接缝灌浆技术的有效应用探究

2.2.1 水利工程施工中接缝灌浆技术的加固应用措施

若想调配符合标准的接缝灌浆浆液，一定要根据导孔岩体的裂隙发育情况、破碎程度、地质构造以及注水试验渗透系数的大小、工程的施工环境等因素进行综合考虑。通常使用纯水泥单液进行接缝灌浆，这时水泥浆的水灰比约0.80:1～0.80:1.10。假如需要使用双液进行接缝灌浆时，水玻璃与水泥混合浆液中水泥的体积比约为0.40:1～0.50:1。接缝灌浆技术采用的是全孔分层接缝灌浆法。接缝灌浆之前要做钻孔吸水量试验和管路压力试验，接缝灌浆的时候水泥浆充分的搅拌，确保浆液满足设计规范的要求，按照配合比的设计要求将调配好的浆液使用接缝灌浆泵送到孔内。

2.2.2 水利工程施工中接缝灌浆技术的质量控制措施

第一，要先控制开孔的垂直度，通常采用干钻进行钻孔，如果使用湿法进行钻孔，一定要做好清孔处理，要详细的记录钻孔的情况，检查岩土分界的位置、岩面的成分、钻孔的深度等。第二，对接缝灌浆技术的选择，对于基岩的裂隙处采用分段下行法进行接缝灌浆，自上往下分段进行接缝灌浆之后，还应该从下向上再注一次；如果岩层稳定并且垂直度不合理或者含水层处又有隔水层的时候，应该选择分段上行法；如果地质遇到暗河、槽、沟时应选择混合式。第三，对于漏浆、冒浆的处理，根据实际情况选择下面几种处理方法:适当的调大浆液的浓度；在浆液中添加适量纯净的细砂，从而增大孔隙率；加入速凝剂，减少凝结的时间；采用水玻璃与水泥混合浆液双液进行接缝灌浆等等。第四，判断接缝灌浆的结束，主要是根据接缝灌浆的结束标准要求来决定是否结束，当满足下面条件中的一个时就可以结束接缝灌浆:一是冒浆点已经超出接缝灌浆的范围外3～5m；二是接缝灌浆的钻孔基岩较为完整，或者多次进行接缝灌浆，钻孔口的压力都超过了1.50MPa；三是接缝灌浆钻孔口的压力约为0.20～0.50MPa，且吸浆量已达到或者甚至超过了40L/min，其持续了30min；四是，单孔接缝的灌浆量已经达到了平均接缝灌浆量的两倍，并且进浆量明显的减少。

2.3 在水利工程施工中接缝灌浆技术遇到特殊情况的处理方法

对于坝体坝面和廊道等位置出现表面裂缝，和横缝灌区一起形成串漏的通道，接缝灌浆在进行施工之前要对嵌缝进行处理。常用的处理方法是，使用切割机在外漏横缝的位置切割宽度约为10cm的口，深度约为5～8cm；再使用钢钎把切割的混凝土去掉，槽内的深度约为8～10cm，凿成一个U字形的槽，并把U字形的槽用清水冲洗干净；等U字形槽彻底干后，用1:2的预缩砂浆进行填充嵌堵，使用铁锤砸结实，等3d之后对其进行压水检查，保证不再外露之后才能够进行接缝灌浆施工；当层顶或者层底的止浆片失效的时候，沿着整条灌区的缝凿槽嵌堵，并在十字交叉处查看压水的情况，再考虑需不需要进行截堵；如果廊道周围的止浆片失效时，应整圈廊道进行凿槽嵌堵，形成一个闭合圈；如果局部混凝土缺陷渗漏，一定要先把缺陷的混凝土凿到约8～10cm分深,在接缝灌浆前的3-5d用环氧砂浆或预缩砂浆嵌堵,并且预埋直径约为2cm的塑料管或钢管，作为放浆管。

3 结论与建议

13岩基灌浆是为了提高水利工程岩基的强度，是增强岩基的整体性与抗渗性的最为有利的措施。水利工程灌浆技术广泛应用，有效地的解决了水利工程施工工程量大、技术难度高、工期紧等问题。水利工程灌浆技术与理论随着工程的实践在不断的发展，选择经济又安全的施工措施，深入的分析浆体在岩土层中的运动规律，并提高水利工程灌浆技术施工的有效性，是水利工程施工安全的有力保障。

[1]张林海.接缝灌浆技术在水利工程施工中的应用[J].城市与建筑,2013（9）.

[2]梁世昌.论述高喷注浆在水电站围堰防渗中的应用[J].科技致富向导,2013（13）.