围堰控制性灌浆防渗处理技术分析

高小兵　万小现

摘 要：围堰防渗在水利工程建设中占据着一定的地位，围堰防渗灌浆技术则关系到整个施工工程的质量。土石围堰因其工程造价低、施工构造简单，被广泛的应用在水利工程中。但土石围堰建设基础为地质沉积层，其在连接的砂砾间存在孔隙，一旦出现严重的孔隙架空现象，围堰就会发生较为明显的渗流，从而影响到整个工程的有序进展。控制性灌浆是防止围堰渗漏处理的有效手段之一，对水利工程施工有着重要的意义。文章结合前人研究成果，进一步分析了围堰控制性灌浆防渗处理技术。

关键词：围堰；控制性灌浆；防渗；处理技术

中图分类号：TV551.3 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）29-0014-01

1 水利工程建设

水利工程建设是一项工程量大、工序复杂、工期长的系统工程，围堰是水利建设的重要结构，是用来为永久性水利工程服务而建设的临时性工程。围堰工程需构建严密，以保障其不被水土渗漏、冲刷。在水利工程建设中，常常采用控制性灌浆技术，来有效的控制围堰渗漏现象，保障工程的顺利开展。

2 控制性灌浆机理

一般围堰沙砾层很少使用灌浆防渗方法，因为其填充范围控制不准确，还要设置多个灌浆孔，工程难度比较大。为适应工程需要，现今多采用控制性灌浆工艺，它的使用主剂是水泥浆，然后根据不同地质掺杂其他合料，比如沙粒、粘土和纤维等。这种工艺依照材料化学或者物理性质解决浆液扩散等问题，其防渗效果显著。控制性灌浆工艺的机理主要是利用灌浆材料阻止水泥浆液流动或者加快其凝固速度。在流速较高、地基沙粒孔隙较大区域使用时，掺加粘土、纤维等合料，能有效控制水泥浆液的扩散。

3 控制性灌浆设计

该灌浆技术一般采用双排孔设计，孔间距为1 m。灌浆时，孔距正常情况下设定为2 m，孔深深入基岩0.5 m，孔数则根据具体工程设定，并采用分段循环式灌浆法施工，灌浆材料采用硅酸盐和水玻璃，灌浆压力0～10 m设定为0.3 MPa，10～20 m设定为0.6 MPa。

4 控制性围堰灌浆施工

4.1 钻 孔

围堰灌浆钻孔正常的情况下，采取静压套管法，可避免松散岩层坍塌问题。在操作时，钻孔误差要控制在一定范围内，并做好现场标识，还要在固定时间段内对其进行复核，保证孔的应用效果。在钻孔时，要缓慢钻进，鉆孔结束，要进行审核验收，保证其达到施工设计要求标准，然后才能进行下一道工序。

4.2 灌浆材料

灌浆水泥选用硅酸盐水泥，其细度要能通过80 μm的方孔筛。化学灌浆使用的材料要选择水玻璃，其由碱金属氧化物与二氧化硅两者结合，具备粘度低、灌性好、成本低等特点，使用较为安全，与水泥混合使用，可以促使泥浆材料兼具两者特性。

4.3 浆液配备

为了保障浆液不过分流失，水泥浆的副液选择水玻璃。制浆设备在正常情况下，使用400 L的高速搅拌机，将浆液完全搅拌后，导入过滤网，开始灌浆。灌浆泵选择正常施工型号，输浆管使用在38 mm范围内的高压胶管，其最大承受力要保证在10 MPa以上，灌浆泵处的浆管应该安装压力表，压力表和管路间应安置胶皮隔离装置，并且要对压力表定期检测，以保证施工质量。

4.4 灌浆段长及压力

灌浆段长可以在1.5～2.5 m的范围之间调整，并将全孔分成3～10段。灌浆时，压力设置为2级，在10 m之内设置压力为0.3 MPa，在10～20m的范围内设置压力为0.6 MPa。灌浆流程中，压力的设置要逐级增加。灌浆流程是在上面的管口灌入石灰浆，然后对下面孔口使用栓塞止浆封闭。在这一流程中，要注意保持孔底浆液的循环。另外，在上提实验器材时，要保持孔内灌注，从而减少水对水泥浆液的冲释，并防止提拉试管时孔壁出现塌落的状况。

4.5 灌浆结束标准和质量检查

在一定的设计压力范围内，当水泥浆注入率比为1 L/min时，连续灌注15 min后应停止灌注。如果因为工程施工、停电等外部因素造成灌浆中断，当中断后应该立刻用水冲洗灌浆管，等到工程恢复正常后，开始重新实施灌注。质量检查时，采用注水试验的方法，对灌浆检测结果做综合评价，检查结果要在灌浆工作结束的14 d时进行。检查孔在布置时，要选择地质条件较为差、灌浆工序困难的部位做重点布置，具体方案由监理工程师结合各种因素制定。

4.6 特殊情况处理

灌浆工程实施可能会出现串浆现象，如果其具备灌浆应用条件，就可以同时做灌浆处理工作。在灌浆程序中如果出现冒浆现象，要立即采取封堵措施，如果此措施应用效果不佳，可以连续灌入浓浆，等到水泥浆凝固后再开始复灌。如果孔段出现坍塌现象，要钻入终孔深处，用大量的水对其冲洗，帮助孔内出水返清。在灌浆压力过大或者注入率低的情况下，要及时查明原因，对其进行对应处理。

5 技术解决方案

水利工程围堰建筑，地质的沙砾层一般容易出现软硬不分、不均匀的现象，在不能应用泥浆护壁的方法时，其钻孔技术是关键施工问题。现今工程施工设备多使用潜孔钻，其扭矩较小，使用效率偏低，很难适应一些强度较高的施工需求。还有一些施工采用跟管冲击钻具，其配备较为先进的活塞式空压机，但是其风量应用往往不足，实际钻孔效果依然不理想。所以，围堰施工钻孔只能采用大生产率的管钻机，同时还需配备螺杆式空压机，才能解决机械钻孔的冲击、转速和风量问题。

一般沙粒层的透水性较好，其水埋深度和流速会对围堰造成一定渗漏影响，水泥量也会跟随潜流流失，造成工程材料的单耗，使得防渗处理呈现不达标现象。针对这一现象，首先要做好浆液配备调整，可以根据实际情况加大水玻璃的实际掺入量，其掺入量程度在泥浆的5%左右即可。与此同时，还要做好对异常段做堵漏，比如惰性材料。然后，在不同时间段反复灌浆，以保障围堰防渗处理技术的施工效果。

6 结 语

围堰防渗在水利工程建设中占据着一定的地位，围堰防渗灌浆技术则关系到整个施工工程的质量。土石围堰因其工程造价低、施工构造简单，被广泛的应用在水利工程中。但土石围堰建设基础为地质沉积层，其在连接的砂砾间存在孔隙，一旦出现严重的孔隙架空现象，围堰就会发生较为明显的渗流，从而影响到整个工程的有序进展。控制性灌浆是防止围堰渗漏处理的有效手段之一，对水利工程施工有着重要的意义。文章结合前人研究成果，进一步分析了围堰控制性灌浆防渗处理技术。

水利工程围堰建设环境多为沙粒地基，需要做围堰基础防渗处理，常规方法多采用控制性灌浆技术，其实践效果非常理想，是值得广泛推广的防渗技术。

参考文献：

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