探究水利工程中的防渗处理灌浆的施工工艺

束永胜 刘石磊

【摘要】随着我国经济社会的不断发展，我国在水利工程发展中取得了显著的成就，水利工程也为我国工业和农业发展提供了强劲的动力。对于水利工程本身而言，工程具有较好的防渗性能具有重要意义，而灌浆施工工艺是水利工程实现良好防渗功能的关键。为此，本文首先分析了灌浆钻孔施工技术，而后又分析了灌浆施工工艺及其质量保证措施。

【关键词】水利工程中；防渗处理灌浆施工工艺；质量保证措施

1.灌浆钻孔施工技术

1.1孔斜率

在进行灌浆施工之前，应先进行打钻工作，钻孔必须为直孔，并保证孔壁的均匀性。若采用帷幕灌浆技术，则钻孔需要达到更高的要求。若两孔之间距离较小，则应保证测斜的结果的准确性。

1.2钻孔顺序

水利工程采用的灌浆技术主要有两种：第一，固结灌浆技术；第二，帷幕灌浆技术。这两种灌浆技术均需要进行钻孔，其钻孔施工顺序可采用逐步加密法。首先进行第一序孔灌浆工作；其次，进行第二、三序孔的施工，这样后来钻凿的钻孔可起到对前序孔的检查作用；最后，进行压水试验，若吸水率满足工程的设计标准，则后序孔没有进行灌浆的必要。

1.3冲洗裂缝和钻孔

为保证岩石与浆液实现更好的胶结效果，提高工程质量，进行灌浆工作之前，应先清洗裂缝和钻孔中的岩石碎屑和其他杂物。目前，常用的清洗方法主要有以下三种：第一，高压脉冲冲洗法，这种方法可实现高低压反复冲洗，具有较好的冲洗效果；第二，水、气轮换冲洗法，这种方法效果较好；第三，高压水冲洗法。

2.灌浆施工工艺

2.1灌浆方式

2.1.1循环式灌浆 这种灌浆方法主要有以下两种：第一，孔内循环灌浆法；第二，孔口循环灌浆法。孔内循环灌浆法指的是浆液由孔底注入，浆液由下到上充满钻孔；孔口循环灌浆法指的是浆液由孔口注入，逐漸充满钻孔，也就是一种压力式灌浆。这种灌浆方法具有明显的优势，即由于浆液不断流动，浆液在注入钻孔中仍处于搅匀状态，因此，这种灌浆方法可大大提高灌浆的质量，因而该灌浆方法在工程中得到广泛应用。

2.1.2纯压式灌浆 这种灌浆方法虽在一定程度上与孔口循环灌浆方法类似，但其仅由于受压而由管道把浆液压入孔内，孔内浆液没有循环，因而易于出现裂缝口堵塞问题，难以实现浆液与岩石的有效胶结，从而无法保证施工质量，因此，本方法多用于浅孔灌浆。

2.2灌浆顺序

2.2.1逐段法 这种方法是由上到下分成若干阶段进行灌浆，因而需要较高的灌浆压力，这种灌浆方法也能保证较好的施工质量，减少事故出现的概率。这种方法可适用于岩石条件较差的情况，如岩石破碎或岩石倾角较大的情况。钻孔至一定深度后，首先对其进行冲洗，而后进行灌浆工作，待浆液符合凝固要求后，则继续进行下一阶段的钻孔和灌浆工作。但这种方法需要频繁移动钻孔和灌浆机械，因此，影响施工进度。

2.2.2孔塞法 从灌浆顺序角度讲，这种灌浆方法与逐段法相反，它是由下而上进行分段灌浆。这种方法一次性完成钻孔工作，冲洗钻孔后，即可进行自下而上的分段灌浆，其中，分段长度一般确定为4m左右。灌浆时可先进行下分段灌浆，然后即可进行上分段灌浆，这样可避免频繁移动设备，从而加快了施工速度。但这种方法的灌浆质量较低，对岩石要求较高，即岩石必须完整、坚硬。

2.2.3单级法 这种方法又称一次灌浆法，它是一次性完成钻孔工作，而后一次性完成灌浆工作。这种方法多用于孔深较小且岩石透水性较差的区域。

2.3灌浆压力的控制与选择

2.3.1选择灌浆压力的基本原则 灌浆时，应保证灌浆区域岩层的总压力大于最大允许灌浆压力。灌浆压力确定的方法，一般是通过试验段的压力测试获得，即通过不断改变灌浆压力，进行多次灌浆试验，直至掀动岩层为止。试验过程中，可选择浓度较小的浆液，这样可避免钻孔的堵塞现象。接下来，在长度不等的各分段进行试验。低压时，压力与吸浆率为正比关系，但岩层掀动后，吸浆率会迅速变大。

2.3.2灌浆压力的控制 灌浆压力控制方法主要有以下两种：第一，分段升压；第二，一次性升压。分段升压适用于岩石渗透性较差、吸浆量大的区域。它是通过分为几个压力段而完成灌浆工作的。一次性升压适用于裂隙较少、透水性较低、岩石完整且坚硬的区域。这种方法的优势是可实现压力的快速升高，即一次性升高到规定的压力值。这样单位吸浆量可通过改变浆液粘稠度等进行调节。

2.4浆液浓度的选择和控制

一般而言，浆体的粘稠度是通过干料和水的质量之比来确定，而水泥浆则由水灰比确定。工程中将水泥浆划分为10个等级（具体详见表1），它适用于宽裂隙较为发育的区域。此外，另一种划分方法也较为常用，它可分为8个等级（具体详见表1）。

在具体的灌浆施工过程中，施工初始阶段，可选择粘稠度较低的浆液，比例为10：1即可。由于浆液稀薄，所以，浆液可进入钻孔中的微裂隙中，并能向四周扩展一定距离，可保证初期灌浆质量。一段时间以后，更换浓度更高的浆液，这样可更好充填较大的裂隙。水灰比的确定主要根据灌浆区域的单位吸水量而定。浆液粘稠度的确定则主要考虑以下两种因素：第一，灌浆压力；第二，吸浆量。

2.5灌浆结束

对灌浆孔段在30s内的吸浆量进行检查，若（常温常压条件下）其小于0.4L/s，则进行封孔工作，即灌浆工作结束，这样也能保证较高的灌浆质量。

3.施工保障措施

高水平灌浆施工质量对整个水利工程安全运行具有十分重要的意义。因此，为保证较高水平的灌浆质量，必须做好灌浆后的检验工作。工程结束28天后，对钻孔进行压水试验，以检验灌浆情况。同时，还应通过其他方面的检验，获得关于灌浆质量情况的综合分析结果，如工程蓄水后可采用以下三种方法进行检验：第一，查看原始数据资料；第二，钻取岩芯，检验钻孔；第三，再次对检验孔进行压水试验。

结束语

综上所述，灌浆施工技术在水利工程建设中占有重要的地位，只要保证灌浆施工的质量，才能更好实现水利工程的防渗功能和增加工程的稳固性，从而获得良好的社会经济效益。

参考文献

[1]徐剑.探讨水利工程防渗处理施工技术[J].中国新技术新产品，2011（10）

[2]卢振伟.浅析水利工程中的防渗处理灌浆施工技术[J].广东科技，2009（08）

[3]王新跃.浅谈帷幕灌浆在顶山水库防渗处理中的应用[J].新疆有色金属，2010（01）

[4]孙开畅，孙志禹.高压喷射灌浆防渗技术在三峡工程中的应用[J].三峡大学学报（自然科学版），2006（02）