水利水电工程基础灌浆中特殊地层的灌浆办法研究

黄春峰

（山东省东营市利津县水利局，山东 东营 257400）

当前我国在水利水电工程施工中，尤其是在基础处理中，灌浆是一种常用的技术措施，应用十分广泛。在不同水利水电工程中，灌浆方法会对灌浆施工质量造成一定影响。因此，在水利水电工程中有必要根据地层的实际情况，采取适宜的灌浆方法，提升水利水电工程的建设质量。

1 基于大吸浆量条件的灌注方法

在常规裂隙岩层中进行灌浆时，一般需要在1 ～3 h的时间内完成灌浆，单位长度耗灰量应控制在100～200 kg之间。但在灌注过程中可能会产生吸浆不止的情况，导致灌浆无法结束，产生这一现象的主要原因在于地层条件比较特殊，很多浆液从周围地面冒出，或在某条通道上大量涌出。针对此特殊地层条件，需按照下列基本原则进行处理：

（1）降压处理。使用相对较低的压力进行自流式灌浆，在裂隙被浆液充满或浆液的流动性大幅减弱后，不断提高灌浆压力，根据常规要求实施灌浆。

（2）限流处理。将注入率严格控制在10～15 L/min以内，减慢裂隙中浆液实际流动速度，确保浆液能够完全沉积。在浆液注入率开始降低后，提高一定注浆压力，确保注入率始终处在10～15 L/min之间，直到注浆结束[1]。

（3）浓浆灌注。使用稠度高一个等级的水泥浆，通常水泥浆的比例为0.5：1。

（4）添加速凝剂。在稠度相对较高的泥浆中，适当加入一定量速凝剂，如氯化钙和水玻璃等。

（5）灌注水泥砂浆。以实际灌注情况为依据，根据水泥剂量的增加量而增加掺砂数量；砂料的粒径要逐步变粗。在完成砂浆的搅拌且达到均匀后，使用砂浆泵进行灌注。

（6）间歇灌浆。在灌注的水泥达到一定数量或灌注持续了一段时间后，方可停止灌浆，然后进行间歇灌浆。在每次间歇灌浆之前，具体灌浆数量与时间需要以地质条件和灌浆目的为依据进行确定。通常情况下，间歇时间一般为2～8 h。

2 基于特大漏水通道条件的灌注方法

对采用定向爆破方法施工而造成的堆石坝，其坝肩岩体中可能出现由于爆破而产生的裂隙；而在岩溶地区中，因溶蚀作用存在，可能会产生溶洞及溶沟，导致大量漏水。针对这种特殊条件，若采用常规方法进行灌浆，除了会耗费很多材料，还有可能产生质量问题。对此，应结合实际情况进行处理。

对没有水流作用且倾角相对较缓的裂隙，应先考虑使用间歇灌浆方法处理。如果该方法的效果不够明显，可采用相对稳定浆液进行定量灌注，需要注意的是稳定浆液需要良好地适应地层条件。对有水流作用且倾角相对较大的裂隙或孔洞，可采用以下方法灌浆。

（1）冲灌级配料。在孔口采用较为浓稠的水泥浆对粗砂与砾石进行冲灌。如果冲灌入一段时间后没有效果，则可使用更浓的水泥浆对级配粒料进行冲灌。在配料过程中，先以一定程度的稠度在孔口处倒入，待其灌满之后再采用常规方法灌注。级配料是指粗、细颗粒均含有的混合料，可自然形成一个反滤层。该方法在窄缝中形成一个架桥，并形成反滤层，直到将通道完全堵塞。

（2）模袋灌浆。模袋主要采用复合材料加工制成，其强度较高。在灌浆压力持续作用后，模袋中的水泥浆从袋内向外流出，但水泥颗粒不会外漏。其能降低浆液的水灰比，避免在水下分散，而且在水流相对较大的情况下不会被冲失。另外，模袋在一定压力条件下会发生变形，进而适应形状各异的溶洞，将溶洞堵塞。

（3）双浆液灌浆。此种方法属于化学灌浆，水泥浆液与速凝剂通过灌浆管进入混合器中，在混合器中完全混合后，在达到速凝之前即可到达孔底部。为了达到良好的防渗效果，应对浆液扩散距离予以有效控制。除了不能扩散得过远，导致材料浪费，还应防止扩散范围不足，导致防渗体无法达到要求的强度。若浆液的凝结时间过短，会使灌浆孔堵塞；若浆液凝结时间过长，会使混合物被冲走。

3 基于冒水条件的灌浆方法

当冒点处在集中漏水点时，需根据出水点实际情况结合出水量，先行埋设孔口管，使水通过孔口管向外集中导出，然后封堵周围所有可能产生冒浆现象的孔洞及岩缝，在孔口管处开始反压灌浆。

对沿裂隙走向发生的冒水和浸水现象，当冒水量相对较大时，可按照下列步骤来处理：首先，钻取一定数量和裂隙方向相交且深度较大的孔，在孔中埋设孔口管，通过孔口管将水集中引出；其次，沿裂隙的走向进行凿槽，然后用棉纱封堵整个裂隙，再用砂浆进行填槽；最后，采用相对较低的压力对浅孔进行灌浆，在灌浆达到一段时间后，采用相对较高的压力对深孔实施灌浆。当冒水量相对较小时，先沿裂隙的走向凿除一条深度为5～10 cm的槽，并在槽底设置铁皮，从铁皮上穿过埋设一定数量的灌浆管。

4 基于有承压水情况的灌浆方法

在灌浆孔中有承压水向外涌出的情况，主要出发生在灌浆地层处在水压相对较高的含水层中，以及水库已经开始蓄水，在比水位低的廊道或洞中灌浆时。针对以上两种情况，灌浆压力必须比涌水压力略高，否则将导致浆液无法灌入。实际灌浆压力应在设计确定的灌浆压力基础上施加稳定涌水压力。在实际承压水情况中，需采用下列方法来灌浆施工：

（1）压力屏浆法。待正常灌浆完成后，应采用稀浆和相同压力进行连续循环灌浆，在灌浆时间达到4～8 h后方可结束，避免灌入到裂隙中的浆液发生回流。

（2）闭浆。在灌浆达到结束的标准后，方可将管上的阀门关闭，确保浆液处在受压的状态，在凝固一段时间后，将阀门打开，确认是否向外发生涌水，若没有涌水，则视为合格。通常情况下，闭浆的时间需按照6 h～8 h控制。

（3）浓浆结束。待正常灌浆达到可结束灌浆的标准后，使用浓浆进行灌注。待回浆的浓度与灌入的泥浆的浓度相同后，关闭管道上的阀门，开始闭浆。

（4）化学灌浆。若采用以上方法后效果不够显著，可采用化学灌浆方法进行施工。一般情况下，化学溶液会以较快速度在岩石中凝聚，可使细小的缝隙达到密实状态，而且还能有效封堵涌水。

5 结语

本文分析了各灌浆方法的优缺点，在吸浆量相对较大的情况下使用的灌浆方法，不仅操作简单，而且施工快捷，但由于浆液扩散太远，将导致浆液浪费；在漏水通道条件下，使用的灌浆方法操作比较复杂，但能充分对灌浆过程进行控制，除了保证实际处理效果，还能减少材料消耗与投资。除此以外在实际灌浆施工中，需要根据工程的实际情况，结合灌浆目的，采取适宜的灌浆方法，从根本上保证灌浆质量，达到预期的灌浆处理效果。