水利工程中坝体劈裂灌浆施工技术探讨

王婷 顾杰

摘要：在水利工程中，坝体劈裂灌浆施工技术不仅应用频率越来越高，而且其重要性日益凸显。坝体劈裂灌浆施工的目的在于提高坝体质量，避免出现漏水现象，提高坝体填筑材料的密实性。为了合理使用坝体劈裂灌浆施工技术，就需要掌握其施工原理，了解具体的应用步骤，方可有效提高施工质量。

关键词：水利工程；坝体劈裂灌浆；施工技术

引言

随着水利工程不断发展，建设规模不断扩大，其对我国坝体施工技术提出更加严格的要求。由于一些坝体在长期使用的过程中会出现程度各异的漏水现象，因此，有必要加强劈裂灌浆施工技术的应用，有效解决漏水问题。实践证明，使用劈裂灌浆施工不仅可以达到有效的防渗效果，还可以提高坝体质量。

一、劈裂灌浆施工原理

劈裂灌浆施工主要以灌浆为主，可以提高坝体的抗渗性能，稳固坝体，在水利工程等项目中多有涉猎。劈裂灌浆施工包含的内容与理论知识比较多，具有很高的技术含量。进行劈裂灌浆施工设计时，需要明确灌浆目的，结合坝体所在实际位置，通过详细勘察后，再制定灌浆方案。

劈裂灌浆施工通常是根据土体水利劈裂的原理，利用最小主应力面和堤轴线方向一致的规律顺堤向布孔，在灌浆压力下以适宜的泥浆液为能量载体，从而保证坝体的裂缝和缝隙得到有效的填充[1]。灌浆所采用的材料多为泥浆，其不仅可以提高密实度，还有很好的加固作用。进行劈裂灌浆施工时，需严格按照顺序进行操作。由于灌浆工程需要设置相应的孔，因此，灌浆之前，可以将灌浆孔设置在土坝轴线或在轴线附近，穿过渗漏部位，再进行重复的灌浆，确保每一个灌浆孔都能够有足够的浆液。当孔中充满浆液后，要施加一定的压力，保证土体能够有裂缝，使灌浆能够进入其中。该裂缝的位置和方向是顺坝轴线方向延伸，这样就可以保证每一道裂缝互为联系，形成统一的整体，在进行充分的灌浆操作后，等待浆液凝固，就可以提高坝体的牢固性。

劈裂灌浆技术常用对坝体的加固操作之中，不仅效率高，而且可以节省成本，容易操作。劈裂灌浆施工技术的应用范围十分广泛，在操作的过程中，需严格掌握相应的施工要点，使灌浆能够更加到位[2]。

二、劈裂灌浆施工技术应用

1.做好灌浆施工准备

由于劈裂灌浆施工需要连续不断进行，这就需要提前做好各项准备，不打无把握之仗。要加强对各项机械设备的检查，做到全面、细致，确保设备能够正常操作。要选择足够数量的料场土料，充分满足灌浆需求。提前选好水源，保证劈裂灌浆施工可以获取充足的水分。

2.钻孔

在劈裂灌浆施工中，钻孔施工是一项很重要的内容。钻孔所使用的设备是回转钻机，使用该设备时，要保证钻孔的孔径在75mm左右，钻孔开孔位置与设计位置偏差不宜过大。在进行施工时，要避免孔发生倾斜，采取有效的预防措施。要对孔斜进行测量，保证孔底偏斜率不应超过1.5%。钻孔的要穿过待注浆地层并进入下部地层1.0～2.0m。选定部分序孔作为向导孔，采用芯样、划分层位，保证深度足够深，以超过墙体深度为宜，间距不宜过大，也不可太近。进行钻孔的过程中，要随时观察孔的位置和深度等指标，及时对其变化进行记录，还要确定地层的变化，减少浆液漏出的情况[3]。

在进行钻孔和注浆时，要合理埋设孔口管，避免孔口出现塌陷，或者浆液返回的问题。孔口管要分担一部分注浆压力，稳固地层，避免出现裂缝。要保证浆液不会溢出，可增加一定的压力，保证浆液迅速固结。当压力逐渐减小后，浆液的固结速度会进一步加速，提高其密实性。根据注浆压力和地层性质，确定是否要加大孔口管的深度。如果是粘性土质，就可以适当加深孔口管深度，利用粘结力避免出现浆液溢出的情况。如果地层比较松散，在压力较大的情况下，要提前挖出一定深度的坑，将孔口管下伸一部分，再利用粘性土质夯实孔口管四周，提高其密实性。

3.护壁管的设置

护壁管的设置目的是避免堤顶提前劈裂，提高灌浆质量，避免漏浆。护壁管的材质一般是钢材质，保证管没有缝隙。在进行设置时，首先要将管材以悬吊的方式放入到孔中，保证口的上端与地面保持1m左右的距离时，再用布将护壁管缠绕，缓缓进行放置。然后还要再用布对孔口进行封堵，填土，压实，保证浆液不会冒出。

4.制浆和灌浆

制定注浆浆液时，可采用搅拌机作为制浆工具，对泥浆随时进行测定，保证泥浆密度和浆液的比例合理，符合设计要求。在坝体劈裂之前，要采用浓度较低的浆液灌注；坝体劈开后，再用浓度较高的浆液。灌浆时，要选择粘性土，如果没有，就要选择粉质壤土。

要采用循环式劈裂灌浆手段，保證浆液顺利灌注。可在套管顶部加设浆管，这样就可以应对较大的压力，使浆液的流动速度加快，避免出现沉淀。灌浆的先后顺序是浓度较低灌浆放在首位，然后再进行浓浆灌注，要有一定的灌注顺序，加大重复力度，保证孔内充分有浆液，对浆液的量进行严格控制。在进行施工时，要保证注浆管与钻孔底部有一定距离。喷出浆液时，要利用灌浆泵。为了保证泥浆顺利进入到坝体内，一般要在孔的底部施加一定的压力，保证坝体劈裂，这样就可以实现注浆劈裂操作。在全孔灌注的情况下，浆液会从底部流出，从压力大的位置流向压力小的位置。每次灌浆完毕后，要适当活动一下注浆管，避免孔底的浆液堵塞，或者出现浆液溢出的情况[4]。

5.终灌与封孔

在进行重复多次的浆液关注后，要保证浆体帷幕厚度达到设计标准20cm。如果各孔不再允许浆液进入连续超过三次，或者浆液溢出现象连续出现三次，就可以不必再操作。进行封孔时，要将注浆管插入到孔的底部，以置换的方式保证浓浆能够全部填满孔。封孔操作要保证以两次为宜，这样就可以提高注浆质量。

三、需要注意的问题

1、对孔口浆液溢出的问题处理

如果孔口有浆液溢出，可以采取回填黏土的方法提高密实性，或者在黏土中加入适量水泥，保证外壁和孔壁之间没有间隙。如果不是在孔口，而是在其他部位出现浆液溢出，可以采取限流、限压及嵌缝等方法进行处理。

2、串浆处理

如果两个位置比较近的孔浆液溢出，就可以说明劈裂已经形成，是典型的串浆现象，为了避免继续串浆，一方面要利用止浆塞堵住溢出浆液的孔，另一方面要继续注浆；或者直接将注浆孔和冒浆孔以并联的方式处理，同时进行注浆。

3、隆起处理

在注浆的过程中，一旦出现地层隆起的情况，首先是因为坝体产生劈裂，在压力的影响下，底层就会出现隆起的情况。在处理时，要考虑到注浆的量控制，对压力进行合理限制，避免出现压力过大的情况。还有一种情况是在注浆过程中，会产生较大的压力，这一压力会对湿陷性大的土体造成挤压，导致土体隆起。一旦发现这种情况，就要及时调整压力[5]。

四、灌浆效果检测

在灌浆过程中，由于许多操作的隐蔽性较强，因此，必须要对其进行全面的检查，保证质量符合要求。对灌浆现场进行检查，保证现场环境安全，排除安全隐患。加强对岩土水体的检查，以及其所发生的变化。对地质条件较差的部分进行检查，或者对不确定质量的灌浆路段进行检查，可采用压水、注水等方法对流量等数值进行测定。进行钻孔监测时，要通过抽样调查的方式对比观察岩芯，并进行实验，对岩芯的物理力学指标进行全面分析和监测，客观评测灌浆效果。

结束语

总之，在水利工程中，坝体劈裂灌浆施工技术的重要性不言而喻。本文通过分析该技术的原理、应用、需要注意的问题和效果监测，旨在说明劈裂灌浆施工越合理，就越可以给坝体质量提供充分保障。

参考文献

[1]赵华林.探讨水利水电工程中灌浆施工技术的要点经验[J].智能城市，2018，4（16）：129-130.

[2]余先雨.水利工程中基础灌浆施工技术的应用探究[J].科学技术创新，2018（22）：116-117.

（作者单位：宜兴市水利工程有限公司）