水电工程中灌浆施工技术的应用探析

2014-08-15方优刚身份证号码360203197203181619

江西建材 2014年23期

■方优刚 ■身份证号码:360203197203181619

1 水电工程中灌浆施工技术

1.1 混凝土裂缝灌浆技术

混凝土裂缝灌浆技术就是对建筑工程裂缝进行修补的技术。嵌缝法是对建筑工程裂缝进行修补中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。在混凝土裂缝灌浆技术中最常用的是环氧灌浆法。环氧灌浆法也就是利用环氧类的环氧树脂灌浆材料进行工程灌浆施工。环氧注浆浆液是由邻苯二甲酸二丁酯、乙二胺、丙酮等组成。

1.2 无塞灌浆施工技术

无塞灌浆施工技术也叫孔口封闭灌浆技术、自上而下灌浆技术、循环式灌浆技术等。无塞灌浆施工技术适用于最大灌浆压力大于3MPa的帷幕灌浆工程，小于3MPa 的帷幕灌浆工程可参照应用。利用无塞灌浆施工技术进行混凝土灌浆的时候要注意以下几个方面:第一，钻孔孔径宜为φ60mm 左右。第二，孔口管必须镶铸牢实，埋入岩石深度随使用的最大灌浆压力而定。最大灌浆压力为5MPa 时，埋入深度不宜小于2m。第三，灌浆必须采用循环式自上而下分段灌浆方法。第四，孔口管段以下的3～5 个灌浆段，段长宜短，压力递增宜快，段长和相应的灌浆压力应通过现场灌浆试验确定。再往下的各灌浆段段长宜为5m，灌浆压力可提高到设计的最大灌浆压力。第五，灌浆过程中应经常转动和上下活动灌浆管，回浆管宜有15L/min 以上的回浆量，以防灌浆管在孔内被水泥浆凝住。

1.3 诱导灌浆技术

诱导灌浆技术指的是在水利水电灌浆工程设计的时候，根据不同的要求，创造条件设计出既能挡住泥土侧电力、又能防渗漏的灌浆技术。诱导灌浆技术能够有效的对水利工程进行加固。

2 灌浆施工技术在水电工程中的具体应用

2.1 水电工程灌浆施工前的设计工作

在灌浆施工之前要对整个的灌浆工程进行设计，首先做好工程地质和水文地质勘探，掌握岩性、岩层构造、裂隙、断层及其破碎带、软弱夹层、岩溶分布及其充填物、岩石透水性、砂或砂卵石层分层级配、地下水埋藏及补给条件、水质及流速等情况。其次，在对坝体补强灌浆设计时，要摸清裂缝、架空洞穴大小及分布情况。规模较大的灌浆工程需进行现场灌浆试验，以便确定灌浆孔的孔深、孔距、排距、排数，选定灌浆材料、压力、顺序、施灌方法、质量标准及检查方法等。第三，在灌浆施工的时候，要根据具体的灌浆部位，利用公式计算，确定最合适的灌浆压力。

2.2 灌浆施工机具、材料的准备

钻孔和灌浆使用的主要机具有:凿岩机、岩心钻机、灌浆泵、浆液搅拌机、灌浆塞等。凿岩机的钻孔孔径应该在32～65mm 之间，在岩石中钻深小于15m;岩心钻机的钻孔孔径为56～110mm，在岩石中钻深大于15m;灌浆泵按其构造和工作原理分为往复式泵、隔膜泵和螺旋泵等，主要根据灌浆要求的压力和流量选用;浆液搅拌机主要分为旋流式、叶桨式和喷射式，搅拌机要保证机内浆液不沉淀和施工不间断;灌浆塞是用橡胶制成，紧套在灌浆管上，外径略小于钻孔直径，加压后，外径增大可严密封堵灌浆段上部或下部;灌浆记录仪是用来记录每个孔段灌浆过程中每一时刻的灌浆压力、注浆率、浆液相对密度(或水灰比)等重要数据。

2.3 具体的灌浆施工

(1)灌浆孔转孔施工。岩心钻机的钻进方法，根据岩石硬度及完整性，可选用硬质合金、钢粒或金钢石钻进。钢粒钻进时研磨的岩粉或铁屑常易堵塞孔壁裂隙，影响灌浆质量。在砂砾石层中钻孔，多采用优质泥浆固壁。在岩基中钻孔要分段测量孔斜，据以分析灌浆质量。为保证岩石灌浆质量，灌前要用有压水流冲洗钻孔，将裂隙或孔洞中的泥质充填物冲出孔外，或推移到灌浆处理范围以外。按一次冲洗的孔数分为单孔冲洗和群孔冲洗。按冲洗方法分为压力水连续冲洗、脉动冲洗和压气抽水冲洗。冲孔后灌浆前，每个灌浆段大都要做简易压水试验，即一个压力阶段的压水试验。其目的是:了解岩层渗透情况，并与地质资料对照;根据渗透情况储备一个灌浆段用的材料并确定开灌时的浆液浓度;查看岩层渗透性与每米灌浆段实际灌入干料重量的大致关系，检查有无异常现象;查看各次序灌浆孔的渗透性随次序增加而逐渐减少的规律。

(2)灌浆施工。各类灌浆施工都要按规定顺序进行，分为一序孔、二序孔、三序孔等，随着序数增加，灌浆孔逐渐加密。单孔灌浆方法有两种:全孔一次灌浆法和全孔分段灌浆法。全孔一次灌浆法是以灌浆塞封闭孔口，有压浆液灌入到全孔的岩层裂隙中，适于浅孔灌浆。全孔分段灌浆法是将全孔自下而上分成若干段，用灌浆塞将其中一段与相邻段隔离，有压浆液只灌入到该段岩石裂隙中，适于深孔灌浆。按浆液注入方式，又分为:纯压式灌浆法和循环式灌浆法。纯压式灌浆法是将灌入的浆液都压入岩石裂隙中，不让其返回地面，如化学灌浆多为定量灌浆，常采用这种方式。循环式灌浆法指的是注入的浆量大于裂隙吸浆量，多余浆液经回浆管返回搅拌机。其主要优点是浆液不易沉淀，有利于保证灌浆质量，帷幕灌浆或固结灌浆多采用这种方式。

(3)质量检验。灌浆施工是水电工程施工的重要环节，灌浆施工的质量严重的影响着整个水电工程的质量，因此在灌浆施工完成时候，要及时、认真的检查灌浆施工。首先要根据灌浆的原始记录，对灌浆所用的器具、材料等进行检查。其次，要对钻孔进行检查。可以用压水试验对钻孔进行检查，检查钻孔的数目，检查帷幕灌浆的胶结情况。第三，检查孔的压水试验。要根据单孔压水试验操作方法，分三个压力阶段对单孔进行压水试验，确定灌浆的质量符合标准。