分析水工建筑基础灌浆施工技术

杨长霞

【摘要】针对水工建筑基础处理中常用的灌浆施工技术，在简要叙述技术要求和特点的基础上，结合实例，对技术具体应用进行深入分析，明确应用要点，为使灌浆施工技术发挥最大化作用与效果提供参考。

【关键词】水工建筑；基础处理；灌浆技术

在水工建筑基础施工过程中，基础灌浆施工质量与工程安全息息相关。然而，灌浆却是一种十分复杂的技术，技术标准因不同的水工建筑类型而不同，并且在理论定义上也没有对灌浆技术形成一致的认识。但灌浆技术在水工建筑有着至关重要的作用，除了能提高水工建筑施工水平，还能起到预防渗漏的作用。因此，在水工建筑领域，灌浆技术有着广泛前景，对技术研究与应用进行强化意义重大。

1、灌浆施工技术特点

基础灌浆的作用在于对基础、结构物裂缝进行填充，提高基础承载能力与抗变形能力，就灌浆技术而言，它主要有以下特点：

（1）在水工建筑应用灌浆施工技术，会受到地质等因素的影响，不同水工建筑地质条件不同，因而所用的方法也不同。基于此，在施工前，应对水工建筑所在地区地质条件性进行深入了解，以确定适宜的施工参数，保证施工合理性与针对性。

（2）以基础帷幕灌浆为例，其往往先于施工作业开展，且各个工序紧密相连，后一道工序施工质量是前一道工序施工效果的直接体现，因此灌浆施工必须按照规范程序进行，在没有特殊要求的情况下，不得进行更改。

（3）灌浆施工是水工建筑的隐蔽工程，其验收虽然可以对施工质量进行衡量判断，但灌浆施工缺陷大多是在后续施工阶段显露出来的，而且一般无法补救。对此，应在施工中加强管控，以保证质量为核心，严格把控每一个施工环节。

2、技术应用

2.1 水库概况

某水库基本信息如表1所示，其坝体两岸为V形，岩层走向为320°-340°，南西倾向，倾角10°-18°，河流与其保持斜交位置关系。坝址构造为断层带和剪切带，裂隙发育。现围绕该水库实际情况，对灌浆施工技术应用进行分析。

2.2 基础灌浆

2.2.1 施工目的

为有效提高水库趾板区岩体抗渗性，在对坝基施以帷幕灌浆处理的同时，要求采取全面固结灌浆对趾板与基岩进行处理，以此达到提高坝基整体抗震性的目的。从施工目的看，基础灌浆的主要作用在于防渗，一方面使趾板岩体更加完整，另一方面增大岩体厚度，避免渗漏现象的发生。

2.2.2灌浆布置与设计参数

趾板共设五排灌浆孔，其中两排是固结灌浆+辅助帷幕灌浆孔，其余三排是普通固结灌浆孔，在帷幕的上游与下游均匀布置。灌浆孔以梅花形进行布置，每排灌浆孔的间距为1.5m，相邻灌浆孔的距离为2.0m；普通固结灌浆孔的孔深为7m，固结灌浆+辅助帷幕灌浆孔的孔深为17m。趾板防渗板灌浆孔的排距与孔距均为2.5m，同样以梅花形进行布置，各孔深度相同，均为5m。

2.2.3 技术要求

（1）施工顺序

灌浆施工在趾板和防渗板处混凝土实际强度达到70%设计要求后开始。按照从低到高的顺序推进，先对上游和下游的边排孔进行灌注，在形成封闭后再对中间排孔进行灌注。在此过程中，还需按照分序加密基本原则进行分序施工，共分为两序。

（2）钻孔

钻孔采用地质钻进行，孔径为56mm。灌浆采用由上至下分段阻塞与孔内循环的方法，在灌浆的同时由自动记录仪进行记录和控制，在接触段上阻塞的具体位置为：①趾板区：基岩表面上方混凝土中0.2m；②防渗板：由基岩表面向岩体中阻塞。

（3）灌浆压力

因趾板和防渗板都很薄，分别为0.6-1.2m和0.3-0.5m；除此之外，基岩层的产状较为平缓，断层、裂隙与岩溶较发育，导致岩体易发生抬动。对此，防渗板的分序灌浆孔灌浆压力应确定为0.1MPa与0.2MPa。趾板因之前采用了锚杆加固，所以其主体与下方岩体具有一定抗抬动能力，其灌浆压力可在0.3-0.6MPa范围内灵活选择。

（4）灌浆材料

灌浆材料通常为普通纯水泥浆液，其水灰比分为四个等级，分别为3：1、1：1、0.8：1和0.5：1，开灌时的水灰比大多为3：1。

2.2.4 效果分析

根据成果统计结果可知，总体上各个灌浆部位的实际吸浆量都很大，但是随着孔序的不断增加，表现出明显的单耗递减趋势，这表示岩体具有良好的可灌性，而且采用固结灌浆已经发挥良好固结与充填效果，施工效果较好。通过对趾板与防渗板在灌浆施工后的压水试验结果统计得出，各个灌浆部位在施工后的最大透水率都在3Lu以內，满足了趾板总体透水率不大于3Lu和防渗板总体透水率不大于5Lu的设计要求。

灌浆前后物探成果的比较分析结果表明，相比灌浆前，基岩在灌浆之后的平均波速提高，因在灌浆之前基岩就有着很高的平均波速，所以灌浆后基岩平均波速的实际提高幅度并不大，但可以满足灌浆后基岩平均波速大于等级3000m/s以及至少95%基岩测点实际波速大于等于3000m/s的要求。

2.3 帷幕灌浆

2.3.1 总体思路

本水库在地质条件较差的石灰岩区建设，其岩溶化水平很高，而岩溶也是引起渗漏的主要原因，具有影响范围广、处理难度大等特点。在不同的设计阶段对这一问题开展了深入且大量的研究，在吸取以往成功经验的前提下，结合本水库岩溶特点及发展规律，给出如下防渗总体思路：在进行帷幕灌浆以前，处理帷幕轴线周边有明显发育状态的岩溶后，向岩溶洞穴内填充低强度砼，以此使原本处于岩溶化的帷幕轴线周边岩体变成裂隙性岩体，最后再进行帷幕灌浆，使其满足设计防渗要求。

2.3.2 设计方案

对可能发生渗漏的通道采用回填混凝土与灌浆等方法进行封堵，包括断层、裂隙与岩溶洞穴等，以此对坝基渗流进行有效控制，降低实际渗漏量。

尽管水库所在地区的地质条件较差，有着很高的岩溶化水平，但通过对历史地质资源的分析可知，工程防渗有开展全封闭防渗的基础条件。基于此，在可研阶段制定以下方案：将坝基及两侧山体的砂页岩作为依托，开展全封闭防渗处理。经测算，该方案的总防渗方面为60m×104m，帷幕灌浆的总工程量为56m×104m。

2.3.3 技术要求

按照“下游排孔→上游排孔→中间排孔”进行帷幕灌浆施工，同时遵循分序加密基本原则。钻孔钻进采用地质钻，除先导孔的孔径为 91mm以外，其余每段孔径相同，均为 76mm；除普通帷幕灌浆孔的孔径为 76mm以外，以下各个孔段的孔径相同，均为 56mm；

质量检查与物探测试孔的孔径和普通帷幕灌浆孔相同。施工中按表1标准对钻孔进行控制。

2.3.4 压水试验

对普通帷幕灌浆孔而言，在压水试验时可借助简易压水的方法，而检查孔和先导孔的压水试验则主要借助单点法。灌浆施工前的压水试验压力大小通常取该灌浆段首次灌浆压力的80%，如果灌浆压力在1.0MPa以上，则一律按照1.0MPa的标准进行控制；灌浆施工后的压水试验压力大小通常取该灌浆段最大灌浆压力的80%，如果这一最大灌浆压力在2.0MPa以上，则一律按照2.0MPa的标准进行控制。

在完成压水试验及物探测试之后，联合试验、测试结果与孔内摄像资料，通过对比分析得出以下结论：在高压灌浆以后，基岩整体性大幅提升，帷幕体的抗渗性能可满足设计要求，最大透水率稳定在3Lu以下，说明防渗帷幕具有良好的可靠性与稳定性。

3、结束语

切实处理好水工建筑的基础，对保证建筑安全有重要作用和意义。作为水工建筑基础处理施工中常用的技術手段，灌浆施工技术依然要求充分结合实际应用经验进行改进和创新。因水工建筑基础所在地质环境复杂多变，对灌浆施工有着截然不同的要求与目的，所以无法套用相似水工建筑的灌浆施工技术，相关技术人员应根据工程实际情况与特点制定与本工程一一对应的技术或工艺要求。伴随科技不断发展，水工建筑施工专业应对灌浆技术灵活性与多变性给予足够重视，总结积累成功的施工经验，不断开发和引入新技术，从而为水工建筑社会效益的充分发挥提供可靠的技术支撑。

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