水利水电工程水泥灌浆质量控制要点

2020-01-15时二强靳志娟

河南水利与南水北调 2020年4期

□时二强靳志娟

（中国水利水电第五工程局有限公司）

0 引言

灌浆工程是水利水电工程项目进行基础加固、减小渗漏、充填结构物空腔、裂隙十分有效的技术手段之一。根据所用材料的不同可划分为：化学、水泥和黏土灌浆等，而水泥灌浆在水利水电基础处理工程中最为常见。作为隐蔽工程如何确保施工质量、控制单项工程投资，确保灌浆效果显得尤为重要。灌浆工程质量控制全过程剖析，提出详细控制手段加以实施，将更好的保证水泥灌浆质量，为水利水电工程水工建筑物运行安全奠定坚实基础。

1 前期工作管理

1.1 对施工队伍进行资质审查

水泥灌浆工程工序简单、投入少、时段集中、工期紧，在队伍选择过程中若忽视队伍资质能力与工程规模的适应性，队伍综合素质能力及技术管控水平等问题，将会给工程带来不可预见的质量和安全隐患。从严、谨慎选择施工队伍，审查相关资质证书，能较好的杜绝此类问题的发生。

1.1.1 施工队伍的承揽资格审查

施工队伍自身必须具有承揽相应级别工程的承包资质资格，才能较好的完成灌浆施工内容。开工前，必须了解、核实施工队伍的施工经验及能力，对特殊工种的上岗资格证书有效性等进行检查，杜绝人员因素对灌浆施工质量的影响。

1.1.2 施工机械的选定

施工单位使用的钻孔设备、灌浆设备及配套设施，必须按照规范标准、设计要求、施工方案、结合现场地质及环境因素，选择适合、匹配的钻孔灌浆成套机具，并保证其性能的可靠。做好以下几项审查工作：灌浆泵额定泵压能否满足设计最大压力和规范规定；压力表的最大量程是否满足最大压力要求及规范规定；钻孔设备与施工场地是否配套、钻孔孔径是否满足设计图纸要求、能否在施工现场进行顺利搬运和施工；所采用的灌浆形式是否与试验方案确定的形式吻合等。通过上述工作审查，建立适用成套设备清单，对于不符合施工要求或不适应地质条件的设备不允许进入施工现场投入灌浆作业。

1.1.3 自动设备检查

自动记录仪具有收集和记录灌浆过程中相关数据信息的功能，如：孔号、段位、段长、灌浆压力、浆液比重、浆液流量、灌浆时长、水泥用量等必要工程施工信息。在一定程度上能够宏观的反映施工部位地质情况和施工质量情况。施工前应特别注重各类计量仪表的检验、率定及有效性检查工作，以便在后续施工过程中此类设备能够准确监测、反馈相关施工数据。

1.2 技术交底

技术交底工作是任何施工项目开工前都不可缺失的重要技术组成部分，灌浆工程尤为重要。交底工作应从设计意图和施工技术两方面内容开展，一方面从灌浆设计意图、特殊地质地段、灌浆效果要求等方面了解其对关联施工项目和灌浆施工特殊部位的设计要求；另一方面按照已审批的施工方案进行操作层面的详细施工技术交底，明确施工方法、施工步骤、重点控制内容及相关处理预案。通过两方面的交底充分了解、掌握施工中的重点环节，能够使施工过程顺畅、降低过程问题的发生和保证编制预案的适用。

2 施工过程控制

2.1 孔位布置与施钻

灌浆孔应严格按照施工图纸所示位置布设，采用测量精准定位灌浆轴线，根据轴线采用钢卷尺确定孔排距。布孔完成后应对孔距、孔位、孔口高程进行校核确认，孔位和孔距的偏差将影响孔、排间灌注效果，超出允许值必须调整；孔口高程是推算灌浆体底部高程的必要数据，钻孔欠深影响灌浆质量；超深影响工期、增加投资，不经济。

钻孔需采用地质钻机，以保证钻孔的垂直度和获取较为完整的岩心。垂直度是保证单孔灌浆体之间相连接的控制参数之一；单体在在确定的灌浆参数下获取满意的灌浆效果；通过岩芯获取率能够判断真实地质状况，可为灌浆效果的最终评价提供可靠依据。

2.2 钻孔、裂隙冲洗

灌浆孔钻设完成后进行钻孔和裂隙冲洗，冲洗工作均由灌浆系统完成。钻孔冲洗应使孔底沉积厚度＜20 cm；裂隙冲洗宜采用压力水冲洗，冲洗压力可为灌浆压力的80%，灌浆压力若＞1MPa 时，采用1MPa。同时，裂隙冲洗还应根据岩心获取情况及地质资料分析地层岩性及破碎程度的不同情况商定冲洗时间的长短，一般裂隙冲洗应控制在回水澄清10 min或冲洗≤20 min为宜。

2.3 灌前压水试验

冲洗完成后，为选择开灌比级应进行灌前压水试验，通过压水分析岩石可灌性进而确定开灌比级，试验压力为灌浆压力的80%。严格控制试验压力，避免持续和瞬时超压使岩体抬动或加大裂隙开度，而造成原始岩体破坏。因此，试验过程应严格控制施压，保证逐渐抬升至额定压力。对于岩溶泥质充填物和遇水性能易恶化的岩层，可不进行灌前压水。

2.4 灌浆过程控制

通过灌前压水确定开灌比级后，进入灌浆施工。灌浆工序是灌浆工程的主控项目，施工情况的好坏直接影响到灌浆质量。因此，需要对以下环节加强控制。

2.4.1 人员控制

灌浆工程施工质量受人为因素影响较大，现场管理人员应随时督促、检查各类操作人员施工质量，确保钻孔及灌浆各环节满足方案、规程要求。注意施工过程记录的收集工作，并确保记录资料的及时性、完整性、真实性。同时，加强各类操作人员的日常技术培训和质量意识教育工作，以提高操作人员技术水平和责任心。

2.4.2 设备控制

合理选用灌浆设备是顺利开展灌浆工作的关键，设备选用应保证满足各类灌浆参数需要。搅拌机的转速和拌合能力应分别与浆液类型和灌浆泵的排浆量相适应。灌浆泵额定工作压力应大于最大灌浆压力的1.50倍，压力波动范围宜小于灌浆压力的20%，排浆量能够满足最大注入率的要求。压力表应满足设计灌浆压力在其1/4～3/4 范围内。灌浆塞应与采用的灌浆方式、方法、灌浆压力及地质条件相适应，在最大灌浆压力下能可靠地封闭灌浆孔段。

灌浆设备应注意维护保养，确保正常工作状态；对于量测设备在维护保养的基础上，还应做好定期校验或检定工作，保持量值准确。

2.4.3 浆液控制

水泥浆液主要控制原材料质量和浆液质量。灌浆工程所使用的水泥品种，应根据灌浆目的和环境水的侵蚀作用等由设计确定，强度等级和细度是原材料的控制重点。浆液质量由均匀性、密度、待灌时间和温度等方面组成，选择合适的制浆设备，严格称量系统，通过试验匹配搅拌时间是保证浆液质量的关键；待灌时间和温度控制是原材特性所决定的，施工过程中同样不可忽视。

2.4.4 灌注过程控制

灌注工作必须按照分序加密原则，根据灌浆目的不同采用试验确定的灌注方式连续进行。灌注时应尽快达到设计压力，且必须注意控制灌注压力与注入率相适应。对接触段、注入率较大的孔段及裂隙发育部位，应采用分级升压。灌浆压力以孔口回浆管压力表读数峰值为准，控制压力表指针摆动范围在灌浆压力的20%以内，摆动幅度应做好记录工作。浆液所用比级、变浆标准、结束标准应严格按照规范要求执行。

2.4.5 封孔质量控制

灌浆结束后应妥善封孔，根据灌浆目的不同采用置换法或机械压力封孔法。任何封孔方式均需采用0.50∶1.00水泥浆置换孔内浆液，对机械压力封孔法在置换完成后应采用允许灌浆压力对该孔进行纯压式机械封孔工作。待封孔浆液析水凝固后，孔口剩余干缩段需使用干硬性水泥砂浆填充压实抹平。

封孔所使用水泥应与灌浆水泥相同，并适当掺加外加剂改善浆液、砂浆的施工性能，以便提高浆液结石的抗渗防裂能力。