灌浆工艺在水利工程地基施工中的应用

肖清平

【摘要】水利工程地基的好坏直接关系到整个工程的质量和使用寿命，而在水利工程的具体施工过程中，经常会遇到各种复杂的地质情况，需要进行灌浆工艺解决施工过程中的障碍。本文从灌浆的含义、分类入手，介绍了灌浆工艺施工前的相关准备工作，并详细介绍了灌浆工艺在水利工程地基施工中的具体应用情况。

【关键词】水利工程；灌浆工艺；地基施工

1、灌浆工艺的分类

1.1 以所起作用的不同来划分

1.1.1 固结灌浆。固结灌浆是通过胶结坝基的裂缝岩石来有效地增加坝基的承载能力，并有效提高坝基的均匀性和整体性。固结灌浆所涉及的施工范围较大，涉及孔深约在5到10 米之间。

1.1.2 帷幕灌浆。帷幕灌浆的具体施工方法是在坝基偏上游的地方进行l到3排的深孔灌浆，胶结和充填坝基的裂缝，从而形成一道严密的防水帷幕，最大程度减少坝基的渗漏可能并降低坝底所承受的压力。

1.1.3 接觸灌浆。接触灌浆的目的是为了增加岩基表面的固结强度，防止岩面出现集中渗漏现象。接触灌浆通过对岩基和坝体结合面的灌浆工程，极大的加强了二者的结合程度，从而增加了坝体的抗滑稳定性。

1.1.4 劈裂灌浆。劈裂灌浆的主要作用是防渗加固。在具体的施工过程中，劈裂灌浆沿着坝轴线进行布孔，沿着坝轴线用灌浆压力将坝体劈裂，并灌入泥浆，形成浆体防渗帷幕。同时还要将各种坝体隐患例如裂缝、洞穴等用泥浆充分填充并挤压紧实。

1.1.5 高压喷射灌浆。高压喷射灌浆通过高压水或液浆的形式形成高速喷射的浆体，强力快速的对地层土体进行冲击、切割，并用水泥基质浆液进行填充，最终形成板墙状凝结体或桩柱，从而有效提高地基的防渗能力并增加其承载能力。

1.2 按组成灌浆浆液材料来划分

1.2.1 水泥灌浆。水泥灌浆具有胶凝性好、膨胀率低、流态高、结石强度高等特点，且生产成本较低，施工方便，使用时加入适量的水进行搅拌即可，所以广泛的应用于施工工程中。水泥灌浆的主要原料为水泥，并添加适量的细骨料、混凝土外加剂和其它混合材料等。

1.2.2 化学灌浆。化学灌浆大多用高分子材料配制而成的溶液作为浆液，是一种新型的灌浆类型。常用水玻璃、环氧树脂、聚氨酯浆液等作为灌浆材料。化学浆液灌入裂隙中并凝固后，能达到较好的防渗、堵漏效果，还可以用来灌细小缝隙，提高加固效果。另外，化学灌浆还具有较独特的优点，即浆液初始粘度小，且胶凝时间可根据具体需要进行调节，操作较为灵活方便。但是，大多数的化学灌浆材料都具有一定的毒性，所以在具体施工过程中一定要谨慎操作，严防对下游河道造成污染。

1.2.3 沥青灌浆。这种灌浆法先将沥青加热为液体，再用泵将热沥青灌入隔热保温的灌浆管，最后注入渗水部位。热沥青在遇到水后会分散成颗粒，不断凝聚的铺展粘附在缝壁上，并不断地增厚，于是不断缩小渗水通道直至完全堵塞，达到防渗的目的。

1.3 其他分类。另外，灌浆工艺按被灌地层的构成可以为为岩石灌浆、岩溶灌浆、砂砾石层灌浆和粉细砂层灌浆。按灌浆过程的压力大小可分为小于40×105Pa的常规压力灌浆和大于40×105Pa的高压灌浆。按灌浆的机理可以分为采用一般压力的压入式灌浆和采用较高压力的劈裂式灌浆。

2、灌浆施工工艺在水利工程地基施工中应用前的准备工作

在应用施工之前首先要做好对工程地质和水文地质的勘探工作，掌握施工地点具体的岩层构造、断层、破碎带、岩溶分布以及岩石透水性、地下水埋藏及补给条件等具体情况。在进行坝体灌浆设计时，先要摸清坝体的裂缝、洞穴等的具体大小及分布情况。规模较大的灌浆工程需要先进行现场灌浆试验，以便确定孔深、孔距等具体数据，从而准确选定灌浆所用的材料、方法等。另外，灌浆压力也是一项重要的参数，灌浆压力要适宜，保证灌浆的质量，且不会对被灌地层和建筑物产生破坏或扰动。具体点压力值要先用公式算出初定数值，再进行灌浆试验，最终确定所需压力大小。

所需机具的准备，施工前要准备好工程所需的机具，钻孔和灌浆过程使用的主要机具有钻孔孔径为32-65mm的凿岩机、岩心钻机、灌浆泵以及浆液搅拌机和灌浆塞等。

3、灌浆施工工艺在水利工程地基施工中的相关应用

3.1 造孔。钻孔前要先分段测量孔斜，然后分析灌浆质量。岩心钻机的具体钻进方法要根据施工处岩石的硬度及完整性来确定，可选用硬质合金或金钢石进行钻进，避免使用钢粒钻进，以免钻进过程产生的岩粉或铁屑堵塞裂隙，对灌浆质量造成影响。在砂砾石层中进行钻孔时要采用优质的泥浆来固壁。混凝土在浇筑完成且强度达到70%之后，就可以进行造孔，钻孔过程要逐渐加压，并使用一定长度的钻具来增加其垂直导向作用。造孔时及造孔结束后，都需要使用测斜仪检测孔斜度。

3.2 冲洗。灌浆前要先用有压水流来冲洗钻孔，将裂隙中的充填物冲出孔外或推移到处理范围以外，以便保证岩石灌浆的质量。每孔段钻孔完成之后，要立即下灌浆管将其封堵，然后注入清水，使浑水从回浆管返出。当回水澄清之后，再增加灌浆压力来冲洗裂隙。此过程要注意冲洗的时间段与相应测量，适当设定每次冲洗的孔数和具体冲洗方法。

3.3 压水试验。每进行一个灌浆段的灌浆工艺，都需要做一个简易的压水试验。目的是为了了解岩层渗透情况，并根据渗透情况来准备所用的材料及浆液浓度。要注意分析岩层渗透性与实际灌入干料重量的大致关系，检查有无异常现象，并仔细查看各灌浆孔的渗透性变化规律。

3.4 灌浆施工过程。各类灌浆施工都要按照具体规定的顺序进行施工，具体可分为一序孔、二序孔、三序孔等，灌浆孔需要随着序数的增加不断加密。灌浆方法有单孔灌浆、纯压式灌浆法、循环式灌浆法等多种方法，可以找实际施工情况和施工前的各项准备工作来具体选定施工方法。

灌浆工艺在水利工程的地基施工中的应用十分重要，且工艺方法较多，可充分按照实际情况进行选择。所以，在水利工程的实际地基施工过程中，我们可以充分结合实际情况，选择合适的的灌浆方法，并对整个工艺流程严格进行质量把关，最终建设出安全可靠的水利工程。

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