水利水电工程防渗灌浆技术要点分析

（中铁十八局集团第四工程有限公司，天津300350）

随着我国社会主义建设步伐的加快，我国的水利水电工程建设水平亦迅速提高。然而，我国的水力资源是有限的，不可能随着水利工程项目的增加而增加，所以我国用来进行水利水电工程建设的基地正在逐渐减少，因此必须要求水利水电建设项目保证工程质量。在水利水电工程建设过程中，基础施工质量的高低对工程主体有着举足轻重的影响，因而，对水利水电工程基础的防水防渗性和坚固稳定性要求比较严格。

通常来说，灌浆具有填充、严密、粘合、加固等重要作用，通过灌浆技术的运用，不但可以对地层施加压力从而有效提高地层的密实性，并且可以使脱落的岩块、裂缝等得到填充而粘合在一起，从而改善结构的承载力。防渗灌浆技术是根据水利工程中地层及地质的情况，通过孔口进行灌浆、加压从而提高工程的整体防渗功能的技术，具有施工操作简单、省时省力等特点，不但可以有效提高灌浆的质量、缩短施工工期，还可以全面地提升工程的抗渗性能及稳定性。

1 灌浆技术在水利水电工程中的作用

水利水电工程与人们的生活、生命息息相关，所以，如何提高工程的质量一直是工程施工中关注的问题，工程的防渗功能又直接影响着水利水电工程的整体质量，所以，对水库的地基进行加固处理成为了水利水电工程施工的重要环节。灌浆施工是水利水电工程建设中常用来对地基进行加固的技术，灌浆技术的质量直接影响着工程的防渗性能，进而关系着水利工程的整体功能及效益的发挥，所以，在灌浆施工过程中，一定要根据地质的条件，综合考虑气候、环境等影响因素，合理选择灌浆的方法，对灌浆质量进行严格的把关。

2 防渗灌浆技术的类型及施工要点

按照灌浆施工目的来划分，灌浆施工可分为固结灌浆、接触灌浆和帷幕灌浆三种。其中，固结灌浆受堤坝地基的地质条件、坝型等条件影响比较大，固结灌浆不仅可以有效改善岩基的物理学性能，而且可以降低开挖的深度，从而使防渗效果得到增强。灌浆的孔深一般在5～8m之间，并在平面中网格型交错布局，群孔冲洗和群孔灌浆是常用的施工方式。接触灌浆是以提高坝体的抗滑稳定性能及增强地基防渗性能及固结强度为目的的，它的施工要点是：为避免混凝土拉裂和冷缩现象的出现，应该在坝体混凝土稳定后在进行灌浆，并且对灌浆压力有严格的要求，一般在0.1～0.3MPa之间。为了确保坝体地基的渗透稳定性，有效减少渗流量及降低渗透压，就可以采取帷幕灌浆，它是一道连续而垂直或者向上游倾斜的幕墙，一般布置在坝基迎水面内。它的施工要点是：灌浆孔要求比较深，多采用单孔灌浆，一般在水库蓄水之前完成施工，灌浆压力要求也比较大，整个灌浆施工过程都是在基础灌浆廊道中完成。

3 水利水电施工防渗灌浆方式的选择和控制

3.1 纯压式灌浆

如果坝体地基的岩层裂缝很大，但是孔深不是很深，那么就可以选择没有返回循环压灌的纯压式灌浆方式。因为这种方式只是简单的把浓度较高的浆体通过管口压入孔内，所以在施工过程中容易出现细小裂隙的堵塞问题，使得缝隙填充施工受阻，施工很难达到预期效果。

3.2 循环式灌浆

该方式通过保持浆体在孔段中的流动性而使得颗粒的沉淀量比较少，从而使灌浆质量得到有效的提高。包括孔口循环和孔内循环式灌浆的两种方式，孔口循环即为浆体在孔口位置的循环，是一种纯压式循环方法；孔内循环是一种返回孔内的循环模式，循环是在内外两管间的缝隙进行的。

3.3 高压灌浆

高压灌浆就是指通过高压进行灌浆的一种施工方法，由于这种灌浆方式可以有效提高填充材料的密实度，所以在岩溶地带运用此灌浆方法，岩溶的稳定性和抗渗性能可以得到最大的提高，同时，高压灌浆还可以确保水泥成条形状态灌注到土体中，并呈现网格包裹状，从而大大提高了坝体的整体性能。

3.4 高压旋喷灌浆

高压旋喷灌浆方法主要是利用高压脉冲力对地基加固的方法。这种灌浆方式中，灌浆管通常安装有特殊的喷嘴，并利用钻机把喷嘴钻进土层的设定位置，然后利用高压脉冲泵将水泥浆液高速的射入土体中，利用浆液流体巨大的冲击力使得土体遭受破坏。因为在钻机高速旋转的同时，还一面低速地缓缓上升，使得土体与水泥浆液得到更加充分地搅拌、混合，地基得到更好的加固。

4 灌浆施工对于浆液材料的基本要求

灌浆材料对灌浆水平有着重大的影响，所以，要确保灌浆的质量，就首先要对灌浆的材料进行严格的把关。就目前水利水电工程施工情况来看，水泥浆是灌浆中最为常用的材料，它是一种以水泥为主要原料，通过按照一定的比例添加其他材料以增加浆体粘合性的灌浆液体。一般情况下，灌浆浆液要达到以下要求：第一，具有5MPa以上的压强承受力。为了保证浆液的压强，一般采用抽样的方式对浆液进行浆液压强检测，即正常施工条件下，将浆液进行一个星期的养护后再进行压强检验，看浆液承受的压强是否在规定的范围内，如果检验不合格，就需要对浆液进行重新配置并检验。第二，浆液要有一定的保水性及机械泵施工性能。也就是，灌浆浆液的粘稠度一定要合适，既不能太稠，也不能过于稀释，粘稠度只有在一定的范围内才能使灌浆达到理想的效果，保证抗压力。第三，浆液要有流动性。浆液的流动可以保证灌浆施工能够匀速的进行，所以，灌浆浆液一定要保持流动状态。

5 不同工程条件下灌浆方法的选择

5.1 冒水地基灌浆方法

由于水利水电工程地质的复杂性，大部分坝体地基在灌浆施工过程中都存在冒水的情况，这种情况下就需要根据实际的冒水量及水量集中等情况进行相关的灌浆处理。如果冒水量较大，就要通过埋入孔口管等方式将水导出，并以砂浆填堵裂缝，然后通过先低压后高压的方式对孔进行灌浆。对于冒水量比较小的地基，可以运用U形槽等方式对裂缝进行处理后再进行灌浆。

5.2 大吸浆量灌浆方法

在水利水电工程灌浆施工过程中，还经常遇到吸浆量大的地基，这种情况就要采用降压或自流式的灌浆方式。这种方式主要通过速凝剂的添加来加快浆液的凝结，并对浆液的注入率进行一定的限制，在设定的压力下经过反复的灌注来进行灌浆。

5.3 漏水通道灌浆方法

对于漏水比较严重的通道进行灌浆，如果通道内的水流作用较强，且倾角较大，可以通过在中途利用稠度比较大的水泥浆对裂缝进行封堵；如果通道内没有水流作用或水流作用比较小，且倾角也较小，定量灌浆的方式就比较适合。

5.4 岩溶地段灌浆方法

有无填充物是岩溶地段灌浆处理的依据。如果有填充物，可以通过在溶洞内插入带孔钢管，并将水泥浆经过高压灌浆设备注入孔壁中的方法进行灌浆，施工过程中，由于高压水泥浆具有劈裂作用，可以使浆液以带状的形态穿插于土体中，并形成网格包裹结构。对于没有填充物的情况，可以通过高流态混凝土的回填等方式直接往孔内填入碎石后进行水泥砂浆灌注即可。

6 水利水电施工防渗灌浆质量监控要点

6.1 严格工作制度，全程控制质量

在水利水电工程中运用灌浆技术虽然投资小，防渗防漏效果显著，但是灌浆技术的要求也比较高，技术运用得好才能达到预期的效果。所以，在整个灌浆施工中，一定要制定严密的施工方案，施工前后都要按照严格的规范和技术要求对灌浆的质量进行严格把关，以确保灌浆施工高质量的完成。首先，要制定严格的质量监督制度和检查制度。根据工作经验，为确保灌浆施工技术的规范性和可靠性，做好施工过程中灌浆各个环节的检查和跟踪工作。其次，抓好灌浆质量控制要点，明确施工要求，严格按照要求和规范进行灌浆施工操作。第三，还要重点抓好灌浆施工中的各项自检和初检工作，按照相关的工序安排相关人员负责灌浆施工执行情况，做好工作跟踪记录，并且发现情况及时汇报，以便做好相关调整，对每一个工序的施工都要严格把关。此外，对灌浆施工中用到的各种设备和仪器要做好相关的检查和准备工作，检查各种设备和仪器的性能，确保灌浆施工的顺利完成。最后，做好灌浆施工的现场监督、交接以及验收工作。

6.2 灌浆压力控制

对灌浆压力的控制是否合适直接影响防渗灌浆的质量，所以，在灌浆施工过程中，一定要注意对灌浆压力的控制。目前，一般使用一次升压法和分段升压法两种方法来对灌浆压力进行控制。其中，一次升压法通常被用于缝隙不是很大、透水性小而且岩石比较结实和完整的情况下。在使用一次升压法灌浆时，一定要在最短时间内把压力升到标准压力，在浆液吸浆量达到一定比例后，进行浆液配合比的调配，在浆液浓度逐渐增加中减少吸浆量，直至灌浆施工完成。分段升压法即分阶段把压力升到规定压力值的方法，一般适用于地基岩石渗水较大及吸浆量也较大的情况。在分段升压灌浆中，为防止吸浆量过大等情况的出现，一定要在合适的压力等级中进行灌浆，且压力分级不要太多，一般分两级或三级就可以。

6.3 质量检验

为了确保防渗灌浆的质量，对质量的检验非常必要。首先，灌浆前一定要对灌浆孔的设置进行检查。孔的位置要达到岩心才能更好地进行固结和帷幕方式的灌浆，且孔径要在规定范围内，同时，还要密切关注胶结的情况。灌浆过程中，对孔数的检查也很有必要，其中，帷幕灌浆一般按孔总数的10%进行布置，孔径要大于110mm；固结灌浆法按5%，孔径在140mm以上，而且通常把孔设置在容易出现情况的位置。其次，要认真核查原始记录，分析灌浆情况。原始记录在确保灌浆质量方面也有很大的作用，通过对原始记录的检查和对照，并综合性的分析灌浆资料，可以简便全面地了解整个灌浆过程，把握灌浆的质量。此外，一定更要重视灌浆孔的压水实验检查。一般在试验前都要对孔进行压力冲洗，冲洗中对的压力的大小及水流量的稳定性等都有严格要求；试验过程中，要严格按照操作规程对单孔进行压水试验，按照逐级增加的压力阶段进行检验，在严格控制中完成三个阶段的灌浆孔压水试验。最后，竣工后续检查。我们不仅重视灌浆的质量，灌浆结束后也要做好后续检查工作。这些检查主要包括灌浆竣工28天后的钻孔检查以及蓄水效果检验。其中，钻孔检查一般是在灌浆区进行，通过压水试验、岩心胶结情况来进行灌浆质量鉴定；蓄水检验是对灌浆质量的重要检验，蓄水后，工程的整体防渗防漏功能好才是灌浆质量的最好评价。

7 结束语

综上所述，水利工程建设是国家经济发展的基础力量，也是惠及广大人民的重要民生工程。针对我国地质复杂和施工环境多样化的特点，在施工之前要做好施工设计规划，全面考虑影响施工效果的地质、环境因素，选择合理的灌浆方式，对施工中容易出现的问题进行全面的防范，并在施工完成后进行严格的质量检验，从而确保灌浆施工的效果和水利工程的质量。

编辑：董刚