基础灌浆施工技术在水利工程中的应用

黄伶

【摘要】本论文首先对基础灌浆的分类和灌浆技术的基本施工原理和方法进行了说明，然后分析了基础灌浆施工技术是水利工程运作的重要环节，最后详细阐述了基础灌浆施工技术在水利工程中的应用。

【关键词】灌浆施工，水利工程，应用

一、前言

随着当今水利工程施工水平的不断提高，在水利工程的管理中对基础灌浆施工技术的要求也日益渐高。因此，积极采用科学的施工技术，不断完善施工技术管理就成为当前一项十分紧迫的问题。

二、基础灌浆的分类

1.岩石基础灌浆

所谓的岩基灌浆则是对岩石基础进行灌浆，即按照一定比例，将胶凝性液体以及流动性浆液通过钻孔灌浆的方式灌入岩层中，通过硬化胶结后，对岩基进行处理，提高其整体性以及强度，从而对基础抗渗性予以改善。但是基岩灌浆需要对地质条件以及建筑类型和工程的需要進行分析，另外地基应力以及工程环境的变位因素也是需要予以考虑的重要内容。灌浆技术在大坝的基础处理中应用较为广泛，另外在下隧洞的围岩固结以及超前支护和混凝土建筑补强和水工建筑的补漏等通过灌浆技术都能够得到有效的提升。

2.基岩灌浆的分类

2.1帷幕灌浆

采用该种灌浆方式的部位一般为上游迎水面坝基，通过形成连续防渗幕墙的方式对坝基渗流量进行降低，从而减少坝底渗透压，保证基础渗透性。而该种灌浆方式深度的确定因素主要是水文地质条件。同固结灌浆方式相比，该种灌浆深度相对较大，有些工程深度达到百米。并且该种灌浆方式通常使用的灌浆方式为单孔灌浆，因而需要较大的压力。

2.2固结灌浆

通过固结灌浆可以将水工建设项目中的基岩整体强度予以提升，并且有效降低透水性。使用固结灌浆的坝体必须保证基层混凝土具有一定的厚度，从而在使用固结灌浆后基岩不会发生冒浆现象，同时在灌浆的过程中保证灌浆压力较大，从而提高灌浆效果，另外还要保证基岩同坝体之间的接触灌浆质量。灌浆孔的深度一般控制在5米到8米之间，孔布置的基本形态为网格状。

三、灌浆技术的基本施工原理和方法

灌浆就是利用液压工具把水泥浆液、粘土浆液、硅酸钠或高分子溶液等各种浆液压送到水利工程中建筑物地基的裂缝、断层破碎带或建筑物本身的接缝、裂缝当中。通过灌浆，可以改善地基条件，提高被灌浆地层或建筑物的抗渗性和整体性，保证水土建筑物的安全。灌浆技术施工的措施有以下几个方面。

1.分段施工

分段灌浆技术要预先将钻孔进行分段，通常情况下，分段的长度要控制在三米到五米之间。采用自上而下的灌浆顺序，要先实施上段的钻孔灌浆，等到上段灌浆凝固以后才能进行以后的灌浆工作，然后依次完成各段的灌浆作业。自上而下分段灌浆技术在应用过程中灌浆的质量比较高，因此，在一些岩层比较脆弱的地质条件下更加容易进行应用，这些地区采用这种灌浆技术，对灌浆的质量也能进行很好的控制

2.止浆塞灌浆

所谓的止浆塞注浆就是一种下向上灌浆的方法，在正式灌浆前，相关施工人员可以根据预先的设计对其进行一次成型的处理。然后再以水压试验的结果为基准，从孔的底部开始进行灌浆，在灌浆过程中运用止浆塞对灌浆的相关部位进行控制。

3.分期灌浆

所谓的分期灌浆的基本原理和流程和分段灌浆有一定的相通之处，在注浆进行过程中要根据相关的设计标准对灌浆的深度进行测量和确定。在分期灌浆中最常用采用的方式之一就是低压灌浆，一般灌浆的顺序为从下往上。

四、基础灌浆施工技术在水利工程中的应用

深层岩溶地区和浅层含岩溶地区的基础灌浆采用基础灌浆技术。基础灌浆技术施工的步骤一般为：挖掘填充物，用水泥回填，开展灌浆的处理工程。一般情况下，>50m的埋层较深的岩溶在进行施工时，应采用的灌浆技术要在周围形成施工灌浆，但是当水泥浆进入深层岩溶的时候就会与里面其他别的填充物发生排斥现象，固化随之而来。所以，高压旋喷灌浆技术对于岩层较深的岩溶不适宜采用。

岩溶地段采用高压灌浆和高压旋喷灌浆。理论上来说，高压灌浆技术是在岩溶地段的施工时主要采用的，特别是对岩溶打分地段有填充物的在进行施工时需要较为精湛的施工技术，在进行施工时必须对岩溶地段的施工情况、特点、深浅来制定相应的技术方案，冲洗高压水泥灌浆在进行基础处理施工时一般不被提倡，这样做的好处是大大地提高了稳定性、抗渗性能，此外还可以让水泥以条带状向土体中穿插，之后可以形成网格状的包裹，最终实现了提高地基的稳固性的目的，高压旋喷灌浆就是利用钻机把带有特殊喷嘴的灌浆管钻进至土层的预定位置后，在进行水泥喷射灌浆的时候将对原有的土层进行破坏，这样破坏的泥土层可以迅速地与水泥浆融合，混合之后再将搅拌成混合物，相对牢固的柱体会在被搅拌的混合物凝固后出现在岩溶地区，达到实现将基础地基稳固的目标。

但是由于现在岩溶地区的灌浆技术依旧以专业人员的技术经验和实验的接轨来进行的，较为优秀的技术尚未出现，所以有填充物和没有填充物的基础施工是现在岩溶地区的主要基础施工方式

1.基础灌浆施工技术在岩溶地区的应用

对岩溶地区的基础处理没有成型的技术，施工人员大多是凭借着多年的基础施工经验或参照相同工程基础建设的成果。对岩溶地区的基础施工主要分为两种，一种是岩溶地区无填充物的基础施工，另一种是岩溶地区有填充物的基础施工，在两种基础施工中，对有填充物的基础施工的技术要求的更加严格。基础施工技术方法主要根据照岩溶的深度以及岩溶的大小来决定的。

1.1使用高压灌浆技术对岩溶地区实施基础灌浆。为了使填充物更加密实，对岩溶地区的基础一般使用不冲洗高压水泥灌浆的方法，使用高压水泥灌浆法处理的基础具有很强的稳定性和防渗水性。另外，使用高压灌浆能让水泥以条形状向土壤中渗透，在渗透土壤的过程中，水泥浆逐渐成网状结构，因此，高压水泥灌浆法使基础有着很强的抗劈裂能力，从而使得基础有更强的稳定性。

1.2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。

1.3使用基础灌浆技术对浅层含岩溶地区实施基础灌浆。浅层含岩溶地区一般岩溶深度较浅，需要将浅层岩溶中的沙土挖掘出来，然后在使用水泥砂浆对原有较浅的岩溶地区进行回灌。

1.4使用基础灌浆技术对深层岩溶地区实施基础灌浆。一般情况，当岩溶的深度在50米以时，可以把这种岩溶称为深层岩溶，在对深层岩溶的基础进行施工时，使用高压旋喷技术对基础灌浆是有一定的困难的。因此，我们需要采取其他的灌浆办法，我们可以用普通的灌浆方法对岩溶地区的周圍进行灌浆处理，水泥浆进入深层岩溶的过程中会对深层岩溶中的其他填充物进行排挤，由于所受排挤的压力很大，导致原有填充物和水泥浆结合并很快硬化。

2.针对吸浆加大的水利工程的灌注方法

2.1基础灌浆施工技术在水利工程中的应用

2.1.1水泥灌浆的方法，使用高压水泥灌浆法处理的基础具有很强的稳定性和防渗水性。另外，使用高压灌浆能让水泥以条形状向土壤中渗透，在渗透土壤的过程中，水泥浆逐渐成网状结构，因此，高压水泥灌浆法使基础有着很强的抗劈裂能力，从而使得基础有更强的稳定性。

2.1.2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。

2.1.3使用基础灌浆技术对浅层含岩溶地区实施基础灌浆。浅层含岩溶地区一般岩溶深度较浅，需要将浅层岩溶中的沙土挖掘出来，然后在使用水泥砂浆对原有较浅的岩溶地区进行回灌。

2.1.4使用基础灌浆技术对深层岩溶地区实施基础灌浆。一般情况，当岩溶的深度在50米以时，可以把这种岩溶称为深层岩溶，在对深层岩溶的基础进行施工时，使用高压旋喷技术对基础灌浆是有一定的困难的，因此我们需要采取其他的灌浆办法，我们可以用普通的灌浆方法对岩溶地区的周围进行灌浆处理，水泥浆进入深层岩溶的过程中会对深层岩溶中的其他填充物进行排挤，由于所受排挤的压力很大，导致原有填充物和水泥浆结合并很快硬化。

五、灌浆施工技术在严重漏水的情况下使用

在遇到这种工程使用常规的灌浆技术不仅消耗成本大，而且收益也小，所以我们必须采取其他的办法对基础进行灌浆。

1.采用模袋灌浆的处理方法。

模袋灌浆法中使用的模袋具有很强的耐磨性，常用的模袋材质多为尼龙、聚丙烯等。在使用模袋灌浆的时候，模袋中装有水泥砂浆，在模袋互相挤压的过程中水分流失，袋中只剩下水泥及沙土，因此降低了水泥砂浆的含浆量，提高了砂浆的凝结速度。因为受到了模袋的束缚，模袋中的沙土不易流失，起到了很好的溶度阻塞作用。

2.采用填充级配料进行处理。

一般情况下采用的填充级配料多为水泥、粗砂及砾石，在使用历史作为填充级配料的时候一定要注意砾石的大小。假设在单纯使用砾石的情况下仍然没有很好的成效，则可以利用粘稠度较高的水泥冲灌级配料，水泥冲灌及配料的主要组成材料一般为砾石、砾石与沙土混合物，使用这两种材料的目的是可以形成自然的反过滤层。在级配料的过程中，配料的材料和数量应该灵活掌握。使用粒料的主要是使用加大的粒料在狭窄处形成“桥架”，使用巧匠将缝隙在中途完全阻塞，形成反过滤层，以达到将整个通道堵死的目的。

施工过程中出现的岩缝灌浆会在1-3小时内结束，在对岩缝灌浆的过程中，使用水泥的数量也是有限的，一般情况，单位面积的岩缝在灌浆的过程中使用水泥的数量应该小于120-220kg/m。因此，对于一般吸浆的岩缝我们可以按照正常的施工工序。但是在对岩缝灌浆的过程中，有很多岩缝会出现大量吸浆的情况，因为水泥浆始终不能保持满足，所以需要采取一定的措施来解决这种情况。出现大量吸浆的有很多原因，但是究其根本是因为地质条件的特殊，灌注的水泥浆有可能从特殊的地理通道流到别的位置，也有可能是从灌浆区附近的地表溢出。

2.1取限流措施。限制单位时间内对岩缝关注砂浆的体积，一般情况下，应该将灌注的速度降为10-15L/min，采取限流的目的是减小砂浆在岩缝中的流动速度，从而使灌入的砂浆快速沉淀并凝结。

2.2采用降压处理法。采用降压处理法的原理是降低灌浆的压力，从而减小砂浆流动的速度，依靠较小的压力来维持砂浆的自流状态，自流的过程中砂浆不断凝结，当砂浆在岩缝中不在流动时适量增加压力，然后可按照一般的工序进行灌浆。

2.3采用多次灌浆法。多次灌浆法就是在对岩缝进行灌浆的时候是有间歇的，每灌浆一段时间就要等待一会，像这样保持有间隔的对岩缝进行灌浆，灌浆的间隔时间可以根据工程的具体需要来定，但是灌浆时间一般也不要大于8小时。

在这种特殊的灌浆方法对基础进行灌浆时，一般来说，结束是灌浆的压力往往要比预先设计的要小，在无法按设计压力灌浆时应该随机应变，可适当降低灌浆压力，在灌浆一段时间之后，带灌入砂浆凝固时，若无其他原因可按设计压力进行灌浆。

六、结束语

基础灌浆施工技术作为水利工程项目管理的核心工作之一。对水利工程项目的各个方面具有十分重要的作用。我们必须将科学的灌浆施工技术的方法融合到水利工程项目的管理工作中。

参考文献

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