水工建筑物水泥灌浆施工作业的质量控制策略探究

2019-05-19张倬聪

珠江水运 2019年5期

张倬聪

摘要：在当前水工建筑物施工中，水泥施工是其中的重要组成部分，对整个施工质量产生直接影响。在本次研究中，将会结合水工建筑物的实际情况，对水泥灌浆施工作业的质量控制手段进行了研究，达到了提高灌浆作业水平的目的，具有理想效果。

关键词：水工建筑物水泥灌浆质量控制

1.前言

水工建筑物的水泥灌浆形式多样，包括摆喷灌浆、高压旋喷灌浆等，这些灌浆技术都对质量控制作业提出了严格的要求。在这种情况下，为了确保水泥灌浆施工作业的最终效果可以满足水工建筑物质量要求，就需要从作业流程入手，制定严格的施工质量控制方案，确保可以全面提高水工建筑物施工质量。

2.建筑物水泥灌浆施工作业的质量控制方法

2.1水泥灌浆盖重的控制

在当前水工建筑物水泥灌浆施工中，考虑到灌浆的压力较大，所以为了保证施工质量，需要在有盖重的条件下开展施工。在这种情况下，对上部结构的混凝土盖重提出了一定的要求，在理想的盖重条件下，有助于增加灌浆压力，改善灌浆质量，但是盖重厚度过高不利于保证灌浆工期，所以在很多大型水利工程项目中，上部的混凝度厚度较大，所以需要根据设计规范控制盖重混凝土规格，保证施工顺利正常运行。

2.2对透水率的控制

结合广东省的实际情况，严格确定水泥灌浆的设计指标，包括透水率等。广东省的水泥灌浆的透水率被控制在5以下，且固结灌浆的透水率小于等于10LU，若不能达到这一目标，将会导致水库出现蓄水困难，影响效果。为了实现这一目标，在施工质量控制中，应该重点关注以下几方面内容：（1）根据设计图纸、当地地质、水质等选择合适的水泥，包括普硅水泥、硅酸盐水泥甚至是特种水泥等，保证水泥的标号满足设计标准。一般情况下，水工建筑物的灌浆强度等级至少为42.5，并且细度为80微米筛余≤5.0%。所以在施工阶段，拌和用水标准应该与混凝土拌和用水相同，根据灌浆浆液的性能要求，合理的向其中添加减水剂、速凝剂等。（2）坝基帷幕灌浆应该在盖重混凝土强度满足设计标准后开始，当固结混凝土灌浆结果显示达标后，遵照“先灌下游排，后灌上游排”的标准开展施工，每排的工序划分为二序或者三序，但是在单排帷幕灌浆中，必须要保证三序灌浆，并且在率先灌浆的一排上设置先导孔；先导孔的间距视水工建筑物的规格而定，一般的间距为20-24m；为了保证布孔质量，还可以按照该排孔数的10%做参数控制，确定准确的参数。在灌浆施工阶段，严格控制同排相邻两个孔的灌浆高度差，必要情况通过抬动实验确定具体参数。

2.3水泥灌浆施工中的其他质量控制要点

目前，大多数的水工建筑物水泥灌浆施工设计上都会采用自上而下的分段灌浆施工工艺，所以为了保证施工质量，就需要从这一点入手，确保钻具根据规范要求选择合理的钻进方式，如金刚石钻头钻进、回转式转机转进等，并将孔位差控制在10cm之内，且成孔后的孔径要超过56mm。同时，注意检查先导孔以及其他孔的质量，根据取芯质量检验的相关要求，做好其他准备工作。在每一段钻孔结束后，测定孔底的残留物情况，避免残留物厚度超过20cm，若残留物厚度超过这一标准，可以考虑高压冲洗的方法彻底清除孔内残留物。

在灌浆方法的选择上，普遍采用循环式灌浆法，在这种方法中，保证射浆管与孔底之间的距离理想，且灌浆段的长度为5-10m；针对施工过程中遇到的不良地质区域，还可以在这一标准下适度缩减。在首段施工中，段长不应超过3m，并且灌浆过程中必须要注意漏浆问题，因此首段灌浆应单独灌注并待凝24H以上。

在浆液的选择中，一般采用纯水泥浆液，而在特殊的施工环境下，可以根据现场施工要求，对浆液作出调整，包括混合浆液、稳定浆液、细水泥浆液等，这些浆液的性能都有着明显的差别，都会对施工质量产生影响，这就需要技术人员根据整个项目的情况作出调整。

3.灌浆壓力的选择

在水工建筑物的水泥灌浆施工阶段，灌浆压力是影响施工质量的控制因素，与孔深、岩层性质、灌浆段上有无压重等艺术无关，可以参考类似工程所用值进行设计，并根据现场灌浆试验确定参数。在灌浆压力的选择中，应该关注一个标准：当地层吃浆量很大、在低压或“无压”下即能顺利地注入浆液时，应控制注浆率不能太快；当地层吃浆量较小、注浆困难时，应尽快将压力升到规定值，不能长时间在低压下灌浆。根据这一要求，在整个灌浆施工阶段，需要根据两方面的要素来控制注浆率，分别地层条件、施工条件，相关资料如表1所示。

也有研究认为，控制灌浆压力是灌浆质量的重要因素，所以灌浆压力应该根据设计要求作出灵活的变化，并且为了保证质量，技术人员应该掌握灌浆压力不变注入率持续减少而压力持续升高问题。因此，掌握好灌浆段的最大设计压力，将注入率控制在1L/min水平，判断此期间的灌浆压力变化情况，并根据持续30min的灌浆结果作出合理的评估；在封孔时，以水灰比为0.5的浓浆液，采用全孔灌浆封闭法，在最大灌浆压力下置换孔内稀浆、积水等，并完成封孔。

总体而言，在整个施工阶段，水工建筑物的水泥灌浆质量就是要对工序过程进行控制，因此必须要从整个水工建筑物的全寿命周期角度出发，对任何一道灌浆工序进行公职，必须要严格发挥监理人员、向项目经理等在提高施工质量中的作用；在施工结束之后，注意检查孔的数量等是否满足规范要求，并了解灌浆作业范围沿轴线方向分布是否满足设计要求，并评估这种外延是否具有必要性。

4.浆液变化的质量控制思路

在水工建筑物水泥灌浆施工中，浆液的变化必须要遵照“由稀到浓”的变换过程，逐层进行变化。在没有特殊技术标准的情况下，其变换的规则可以采用5：3、3：1、2：1、1：1、0.5：1的流程进行逐级演变，当然这种排序不是固定的，还应该根据具体环境进行调整，例如注水率增加时，还可以考虑进一步增加浆液的浓度。在这个过程中，水泥浆液中的水主要具有两方面的作用，包括加快水泥浆液的凝结硬化、保证水泥浆液具有理想的流动性等。所以在灌浆质量管理中必须要认识到一个问题，那就是超过水泥浆水花之外的水，这些水在完成颗粒的分散与运载之后，将会变成多余的水，这些多余的水会导致水泥颗粒在浆液中分层，进而影响整个水泥浆液的性能，导致水泥连续性终端，出现水泡、空囊等不良问题。所以针对这种情况，必须要关注浆液的变化，做好质量控制。例如，当水灰比从0.5逐渐上升时，发现浆液的粘度、粘聚力等参数都在发生着明显的变化，其初凝时间增加、析水率增强，由此可以发现水灰比使用稠浆能改善浆液的稳定性，但减小水灰比，又可使粘聚力增大，浆液的流动性变差。根据这一结论，相关人员在浆液变化的质量控制，可以根据水工建筑物的灌浆施工要求作出有效的调整，将浆液的流动性控制在理想范围内。