水利工程中防渗处理与灌浆施工技术探讨

2018-01-23柴长标

黑龙江水利科技 2017年11期

柴长标

(安徽省亳州市涡阳县水务局农村饮水安全管理中心，安徽亳州 236800)

在我国经济建设中，水利工程为一项重要基础性工程，在灌溉、生态农业、防洪以及发电方面具有着重要的作用发挥。在水利工程当中，坝基的质量十分关键，将直接对整个工程的运行安全性以及运行效果产生影响。在文章中，将以某工程实例为基础对水利工程中防渗处理与灌浆施工技术进行一定的研究分析。

1 工程概况

我国南部某水库工程，其主坝为浆砌重力坝，坝高42.84m，根据工程图纸要求，需要进行坝体的充填灌浆处理。在坝顶位置布置两排灌浆孔，排距与孔距均为3m，灌浆深度在基岩以下3m位置。

2 防渗处理思路

2.1 场地情况

在该工程中，土石混合土为其主要围岩类型，下部则为岸滩基岩，裂隙情况较为明显，具有渗水通道。在作业平面下方3m位置，具有着较多的渗水部位，且在这几处都存在较大的河水流出情况。在之前的施工中，曾使用大功率潜水泵进行抽水，但抽水获得的效果不明显，无法达到止水目标。

2.2 处理思路

在实地考察工程实际情况之后，确定了以下围堰防渗处理思路：第一，使用钻孔高压喷射灌浆技术开展施工。当在施工当中遇到严重漏水以及不能正常泛浆地段时，需要通过高喷施工参数以及浆液配置参数调整的方式开展施工，以此使其能够正常泛浆，以此达到防渗处理目标；第二，在渗水地段，如果以上述方式进行调整还不能够达到防渗目标，则需要在此基础上使用膏状浆液进行灌浆处理，具体处理桩号为K0 + 060 - K0 + 130，其长度共70m。

3 灌浆施工防渗处理工艺

在工程建设中，当固结灌浆操作孔深<6cm时，按照全孔一次方式处理，在终孔之后，再全孔一次处理。而当固结灌浆操作孔深>6cm时，按照分段方式灌浆处理。其中，在单孔段灌浆环节，其处理程度如图1所示。

图1 固结灌浆工艺

3.1 测量放线

测量放线是工程建设当中的一个重点环节，在该环节施工中，需要严格按照水准点、基线测设施工控制网，保证控制网能够对设计要求进行满足，将误差控制在合理范围之内：高程方面，其误差需要<30mm，平面位置方面，其误差需要<40mm。不得连续出现高程负值，且不超出总测点的30%。在正式施工前，需要在现场进行定位放样处理。在具体操作中，先进行第一序孔的操作在该环节完成灌浆验收之后，对第二孔进行施工，保证同排孔距2m、排距1m，整体以梅花形布置。

3.2 钻孔作业

在溢洪洞回填、固结灌浆处理环节中，要做好施工台车的搭设，钢管参数为φ40mm。在第一序孔处理过程中，要先使用探芯样钻探设备对先导孔进行钻出，取样方面则将对堤身情况探明为基础。要严格按照设计图开展钻孔工作，并做好对应编号处理，在做好第一、第二序孔注明的同时对先导孔进行注明。对于所有的孔深、孔序以及孔编号，需要严格按照设计图处理。如没有明确的规定，则需要将孔径控制在25-35mm范围以内，保证能够对钻孔孔径的设计需求相符合。先导孔孔径方面，控制在80-110mm范围以内，钻孔开孔位置以及孔位误差需要保持在10cm以内，如存在特殊情况，需要在发现情况的第一时间向监理人报告，在经过批准之后及时调整孔位，并准确记录孔位坐标[1-3]。

3.3 制浆

3.3.1 制浆材料

在制浆环节，所使用的主要材料有外加剂、黏土以及水泥等。在具体制浆处理中，周期性控制试验的进行十分关键，并需要根据试验数据做好配浆处理。黏土材料使用时，要选择具有较小体缩率、高成浆率且稳定性好的粉质黏土以及重粉质壤土，在经过试验确定之后再对膨胀土进行使用。水比例方面，使用波美度，其模数在2.5-3.0之间，浓度控制在35-40之间，并做好使用水的控制，避免使用杂质含量过多的灌浆用水。

3.3.2 制浆

在制浆环节，泥浆搅拌机是制浆的重要设备类型，要做好该设备的统一使用。在运行前准确测定浆液浓度，并保证搅拌的均匀性。要先对制浆材料进行称重，一般情况下，可直接使用称量法对黏土等固相材料进行称量，保证其误差在5%以内，并保证能够对浆液设计相关要求相符合。浆液容重以及输浆量在实际灌浆当中，要每隔1h进行一次测定并做好对应的记录工作，每10d对浆液的稳定性以及自由析水率进行测量，并做好浆料变化情况的测量，在本工程当中，浆液物理力学指标如表1所示。

表1 浆液物理力学性能

3.4 灌浆

在灌浆处理当中，要严格按照“少灌多复”的方式先对第一序孔以及先导孔进行轮灌处理。在对稀浆材料进行灌筑时，先对具有较大流动性的材料进行灌筑，之后逐渐加大灌浆量，直至达到规定泥浆浓度位置。之后，再使用大浓度泥浆材料进行复灌，在第一序孔灌浆结束之后再进行第二序孔的灌浆处理工作。在两次灌浆之间，需要保证在间隔5d以上再进行第二次灌浆，且需要做好每孔灌浆次数的控制，将其控制在5-10次以内。在具体施工中，需要提前根据一定的试验做好具体灌浆次数的确定。要对灌浆期进行适当的延长，对吸浆量较大的灌浆孔，要对其每一次的吸浆量进行限制，通过小注入量的方式做好灌浆提防处理。可以同量灌筑排量较大泵的多孔灌注，如洞穴较大，则可以对灌浆量以及浆液的浓稠度进行适当的增加[4-6]。

当施工至4.9×104Pa左右时，对孔口压力做好控制，通过试验方式的应用做好最大灌浆压力的确定。在具体确定中，根据孔深对每个孔的平均灌浆量进行确定，并保证每0.5-1m3为孔深的控制点。按照先两侧、后中间的方式处理，以此对堤身可能出现的裂缝以及冒浆情况进行减少。在具体灌浆处理当中，对于每一个孔需要保证一次性连续灌满，以该方式连续进行3次复灌，当浆液升至孔口、不再吃浆后再停止灌浆工作。

3.5 封孔

当孔的孔径>35mm以上时，在灌浆完成后，要将孔内的浆液材料取出，在其周围泥浆材料不再充动时，使用具有适中含水量、直径2cm的黏土球扫孔到底，以分层的方式做好捣实回填工作。在实际处理中，可以使用容重在1.6以上、浓度为10%的水泥浆材料对35mm以下孔径的孔封孔处理。对于在封孔后缩浆的空孔，需要在施工当中做好复封处理。

3.6 灌浆观测处理

开展灌浆观测的目的，即是对灌浆质量进行全面的控制，以此更好的实现问题的发现与解决。在该项工作实际开展中，其主要内容有：

1)裂缝处理。在泥浆压力的作用下，可以通过满灌方式的应用进行处理，尽可能对浆液浓度进行加大，以此延伸、扩张裂缝。如果遇到积水无法对裂缝进行排出，则需要进行挖沟饮水处理，并在完成灌浆处理后，及时回填夯实裂缝表面。

2)冒浆处理。挖开冒浆出口，当出现堤坡冒浆时，要立即停止灌浆工作，在做好黏性涂料回填处理后做好其夯实工作。如发生洞口冒浆情况，则需要以压砂方式对洞口及时进行堵塞，之后继续对冒浆口进行持续灌注。

3)串浆处理。在第一序孔灌浆工作中，在经过检查不会对大堤的安全性产生影响之后，则需要加强相邻孔的串浆分析观测工作，避免出现同时对串浆孔进行灌注的情况，之后进行逐一的灌浆处理。对于较大吸浆量的孔眼，可以使用较大浓度浆液对其进行处理，即在经过检查不存在漏浆地点之后再正式进行灌筑。在完成灌浆操作之后，如果浆液仍然串入测压管或者浸润线管，则需要做好侧压或者浸润线管的补设。

4 施工质量控制

在该项内容当中，其主要内容有：

1)钻孔质量控制。钻孔孔位方面，需要严格按照设计图纸进行测量放样，保证设计位置同钻孔孔位间的偏差在10cm以内。在钻孔每段钻孔达到设计深度之后，需要及时报请监理人员对孔径以及孔深进行验收，在经过验收满足要求之后才能够进入到下道工序当中。如果在钻孔当中发现异常问题，则需要及时将该问题上报给监理以及设计人员，共同做好问题解决方案的研究。

2)灌浆质量控制。在灌浆处理当中，为了避免灌浆压力过大、过小发生抬动事故或者对整体灌浆质量产生影响，在施工中则需要能够快速达到设计压力，并安排专人做好灌浆压力的控制。要加强检查压水试验，将钻进孔段临孔的存在情况作为重点把握。当钻孔处于施工状态时，如果发现存在串通情况，则需要及时停止钻进，对阻塞位置进行冲洗疏通处理。在灌浆当中，也可能会发生外漏情况，在具体灌浆处理中，如果发现存在漏浆或者冒浆情况，则需要联系实际通过抵压、浓浆、嵌缝以及表面封堵的方式及时处理，并在浆液材料当中做好速凝剂的掺加。此外，要严格按照水灰比进行灌浆处理，做好水以及水泥的称量。要保证灌浆工作的连续性，如果因特殊因素中段，则需要及时处理问题，尽早恢复灌浆。