水库固结灌浆施工工艺实践与探索

陈丽萍 赵华东 赵华军

(山东临沂水利工程总公司， 山东 临沂 276000)

水库固结灌浆施工工艺实践与探索

陈丽萍 赵华东 赵华军

(山东临沂水利工程总公司， 山东 临沂 276000)

近年来，随着各大水利工程的相继建造，固结灌浆技术凭借其强大的稳定性和实用性被广泛应用于水利枢纽工程的基础建设中。在水库的修建过程当中，应注意根据水库施工地点的实际情况选择适宜的施工工艺和建设方案，保证水库在投入使用之后可以满足对其功能的需要，通过先进的施工工艺延长水库的使用寿命，降低养护成本。本文对水库固结灌浆施工工艺、技术、方法，以及特殊情况处理作了详细介绍。

水库工程； 固结灌浆； 施工工艺

固结灌浆技术是一项专业性、实践性较强的施工技艺。在施工过程中，固结灌浆技术对施工工人的施工技术及操作经验都有很高的要求，加之固结灌浆工艺的操作过程本身较为复杂，所以在施工过程中经常出现各种问题。这就需要施工企业在建设过程当中，充分考虑施工地点的具体地质情况，结合已有建设经验，完成对水库的前期设计和施工，不断提升施工工艺，保证水库固结灌浆的工程质量。

1 固结灌浆施工工艺概述

固结灌浆技术的使用能够有效改善节理裂隙的发育情况，更能提升岩石的物理力学性能。在施工过程中使用固结灌浆技术主要有以下几方面的考虑：首先提升岩石的整体性、抗压性能以及均质性等多方面的不同性能，从而有效减少岩石发生形变以及不均匀沉降的情况出现，进而提升整个施工工程的稳定性。固结灌浆施工工艺是灌浆技术的重要组成部分。在岩石整体性不高，破碎部分较大的岩石中开凿隧洞时，为了降低岩石层坍塌或者渗漏的风险，可以在开挖之前，在一定范围内的斜孔或者水平孔中进行灌浆作业，在土石材质的堤坝底部位置设置混凝土垫层，在设置垫层之前为了保证混凝土地层的防渗、抗压性能，需要进行固结灌浆施工，为了使固结灌注发挥最大的效用，提升整体施工建设的质量，还应在岩石表层浇筑混凝土盖板[1]。

2 水库固结灌浆施工技术

2.1 灌浆材料

在进行灌注之前，必须对灌注使用的材料进行严格的质量检查，在确保灌注材料的性能能够满足设计需要以及施工建设质量之后，才可以将施工材料送达施工地点，且在这一过程中应保证所有施工材料具有相关质量检查认定证书，在经过严格的审查以及验收工作之后应将建设材料和质量认定书一同交到监理工程师的手中。

a.水泥。用于水利工程建设的水泥必须符合本行业的相关质量标准的规定。在对水泥进行保存的过程中，应妥善做好水泥的防潮工作。在使用过程中，应尽量缩短水泥的存放时间，以确保水泥的质量，水泥作为制浆的重要材料，其质量的好坏直接影响成浆效果。

b.灌浆用水。灌浆用水可以就近直接引用附近的自然水源，但是必须保证其水质符合混凝土所需标准。

c.水灰比例。普通浆液的水灰比例常采用3∶1、2∶1、1∶1、0.6∶14的标准比例，开始灌浆的水灰比例常选择3∶1，且在灌浆之前，应确保各级水灰比浆液的流动性、密度、沉降稳定性、析水率以及强度都能满足施工质量的需要[2]。

2.2 制浆

在进行制浆工序之前，首先应根据相关操作标准进行实际计量，计量过程中产生的误差应保证5%以内。最后根据设备属性以及材料配比选择适合的搅拌时间。其中，高速搅拌器的搅拌时间应超过30s，普通搅拌设备的搅拌时间为3min以上[3]。在制浆过程中应掌握好浆液温度，以此保证浆液性状符合建设需要。

3 固结灌浆施工方法

3.1 钻孔

钻孔施工应根据施工需要选择相应的钻孔机，在施工过程中经常使用地质回转式电动液压钻机，此种钻机钻头为硬质铝合金钻头，且开孔孔径为91mm，终孔孔径为75mm，在钻孔过程中应严格根据设计图纸进行钻孔，且应严格控制孔位偏差，孔深、孔距都应符合设计图纸相关要求，为了保证钻孔方向与设计孔向保持一致，应在钻孔之前对操作现场进行矫正、加固的处理。待质检人员对施工现场进行检测合格之后方可进行钻孔工作。施工现场灌浆孔位的布置如下图所示。

灌浆孔位的布置图

3.2 冲洗

施工过程中，应根据钻孔的实际情况选择适合的冲洗方式，针对相互之间不连通的孔应采用单孔冲洗的方式，将冲洗的压力定在灌浆作业的80%，采用清水进行冲洗作业，直至反水较为清澈时，便可以停止冲水。冲洗过程中，如果各孔位之间相互连通，则可以采用群孔冲洗的方式进行冲洗作业[4]。

3.3 压水

冲洗完成后需要进行压水测试，试压压力应保证为灌浆作业所用压力的80%，在操作过程中，工作人员应对混凝土垫层抬高的程度进行记录，在混凝土垫层不发生抬升的基础上，尽量使用较大的压力进行压力测试，从而获得较为准确的施工地点的地质情况。

3.4 灌浆

在这一过程中，应确保灌浆压力符合实际操作需要，所以在操作过程中需要对压力进行实施检测。在灌注过程中，应根据不同的水灰比由稀到浓不断调整，直至调整到灌浆所需的浆液浓度并完成灌浆工作。

3.5 封孔

封孔作业应在灌浆完成之后，且由监理工程师对灌浆质量进行检验合格之后才可以进行。在灌浆过程中，灌浆的方式不同决定了封孔的方式也不同，如果灌浆过程中采用由上到下的灌注方式，那么在封孔过程中就需要采用分段封孔的方式进行封堵，如果灌注过程中是采用自下而上的灌注方式则需要使用机械压力封孔[5]。与此同时，在封孔过程中还应充分利用人工封孔的办法进行辅助作业，从而保证机械封孔的实际效果。

4 灌浆质量与灌浆效果检查

在对水库进行固结灌浆施工之后，应根据施工设计需要对施工质量进行全面、系统的检查。施工人员应根据操作标准将相关数据进行收集和整理，并对其进行评估，检验钻孔、灌注等相关操作是否满足施工标准，测量孔位之间的距离是否符合设计需要，灌浆压力与浆液的扩散能力是否符合操作标准，将误差控制在可允许的范围之内。

5 特殊情况的处理

a.在钻孔过程中，如果岩石层出现密集的裂缝或者发生坍塌、渗水情况时，应该立即停止施工作业，并及时排查该状况出现的具体原因，在完成对该状况的修理工作之后，方可进行随后的钻孔作业。如果发生垮塌的情况较为严重，在钻孔孔位底部积存大量的沉积物，应通过冲洗的方式对其进行冲污处理，倘若担心影响后续的灌注作业可以采用直接利用钻孔机钻至孔位底部进行处理，与此同时，工作人员应将实际情况向现场监理人员和设计人员进行如实汇报。

b.在灌注过程中，应保证灌注作业的持续进行，如果出现一些特殊情况使灌注作业不得不间断停止时，应尽量缩短中止的时间，保证灌注作业的连续性。如果灌注作业持续超过30min，则应对钻孔进行冲洗并重新进行灌注工作。在恢复灌浆作业之后，如果前后两次灌注的灌注液的消耗量所差无几，则可以采用间断之前的灌注液继续进行灌注作业，如果损耗量较大，则应根据水灰比例重新调配灌注液，再次进行灌注工作。

c.在进行无盖灌注过程中，极易出现冒浆、漏浆的情况，这就要求在施工过程中，密切关注灌注情况，冒浆情况一经出现，应及时对其进行封堵作业，如果出现漏浆现象，则应通过减缓灌浆速度，或者等待其凝结的方式来控制这一情况的出现。

d.在灌注过程中，一旦发现出现灌浆孔之间相互连通的情况，应及时查明发生连通的灌浆孔的数量和具体位置，对于仍可以继续进行灌浆的孔位可以在后续继续完成灌浆工作。如果孔位已经不能继续进行灌浆，则需要施工人员先对发生连通的孔位进行封堵作业，待灌浆工作结束之后，再对其他钻孔进行灌浆。需要注意的是，同时灌浆的钻孔数量不得超过两个，否则可能引起混凝土抬升的情况出现。

6 结 语

固结灌浆施工技术的好坏直接影响了水利工程建设的质量，对水库的基础建设起到重要作用。在地质条件相对严苛的地区，采用固结灌浆的施工工艺可以强化对水库基底的加固防护作用，同时增强水库基底的抗压能力，降低水库地基下沉，从而延长水库的使用寿命，为人们的财产安全提供保障。施工企业应不断提升相关技能的研究，不断更新、完善施工工艺，提升企业员工的施工建设的水平，根据实际施工需要，制定适宜的施工方案，保证水库安全长久的使用。

[1] 刘海涛,刘淼.响水涧抽水蓄能电站下水库尾水隧洞固结灌浆试验施工技术[J].水利水电技术,2015,46(5):93-96.

[2] 祝连娣.水库进口闸井底板基础固结灌浆工艺的分析应用[J].水利规划与设计,2016(10):144-147.

[3] 多春霞.固结灌浆在江西洪屏抽水蓄能电站上水库工程施工中的应用[J].科技创业月刊,2014,27(12):219-220.

[4] 王伟,郭胜利.固结灌浆在某水库工程的应用分析[J].河南水利与南水北调,2016(9):43-44.

[5] 庭玉河.水利工程大坝固结灌浆施工技术研究[J].黑龙江水利科技,2014(7):152-154.

Practice and exploration of reservoir consolidation and grouting construction technology

CHEN Liping, ZHAO Huadong, ZHAO Huajun

(Shandong Linyi Water Conservancy Engineering Corporation, Linyi 276000, China)

In recent years, consolidation grouting technology has been widely applied in the infrastructure of water conservancy projects because of its strong stability and practicability with the successive construction of large-scale water conservancy projects. Suitable construction process and construction plans should be selected according to actual condition of reservoir construction site during reservoir construction, thereby ensuring that reservoirs can meet the function demands after it is put into operation. The service life of the reservoir can be prolonged through advanced construction technology, and the maintenance costs can be reduced. The construction technology and methods, as well as the treatments of special situations are introduced in detail in the paper.

reservoir engineering; consolidation grouting; construction technology

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.08.005

TV543+.1

B

1005-4774(2017)08- 0016- 03