水利水电工程灌浆技术及优化策略

2021-01-08朱晓峰

河南建材 2021年5期

关键词：浆液水利水电灌浆

朱晓峰

中国水利水电第十一工程局有限公司（472000）

0 前言

近年来，随着我国社会经济的可持续发展，水利水电工程在人们生活中起着特别关键的作用。因此，水利水电工程的施工技术及质量的控制尤为重要，可有效保证灌浆施工的质量成为整个灌浆过程施工的基础。

1 水利水电工程与灌浆技术简介

水利水电工程项目主要依据具体工程项目背景及实际施工诉求，有效将灌浆加固技术应用在水利水电工程大坝施工过程中，切实对具体工程项目施工中的大部分安全隐患开展有效的规避，进一步防止外部环境条件对水利工程施工过程造成的不利影响，真正解决各类水利水电工程项目大坝施工过程中的基础问题，积极发挥水利水电工程的基本使用性能，实现建设效益和惠民性特点[1]。

灌浆技术是各类水利水电工程项目最关注的施工方式，在各类大坝坝基的建筑环节和维修环节上有很广泛的应用。灌浆技术在使用过程中还存在各种问题，施工人员在不同情况下对灌浆技术掌握的熟悉度也不一样，这就造成部分水利水电工程项目难以顺利开展。因此，我国各地水利水电企业必须提升对灌浆技术的研究力度，积极发挥灌浆技术优势，真正促进我国水利水电工程项目实现快速稳定发展。

2 水利施工中采取灌浆技术的重要意义

2.1 灌浆技术的基本作用

目前水利水电涉及的项目范围比较广，主要涉及领域有农业灌溉、生活用水等。我国各地的水利水电工程项目存在类型多、范围分布广的主要特点。一般常用的基本属于各类中小型规模的水利水电工程项目。各类中小型规模的水利水电工程项目，因为影响因素繁杂，所以导致部分工程项目存在较高的难度，主要表现在施工质量不能得到合理有效的保证。要想真正实现水利水电工程项目的可靠性，就必须积极采用各方面措施。另外，部分水利水电工程项目因为使用年限太长而产生老化的情况，已经开始发生严重的渗透。一旦出现问题难以及时有效处理，就会导致很严重的经济损失，增加了水利水电工程项目的维护成本。

灌浆技术在水利水电建设工程中主要的优点集中体现在工程竣工阶段。采用灌浆技术，可以在不改变工程结构与基础的情况下，优化工程的抗渗性能。灌浆技术的使用加强了水利水电工程项目的安全性和可靠性[2]。

2.2 灌浆技术的重要意义

在开展灌浆技术施工前，应积极开展现场勘查，全面了解当地施工现场的基础水文信息，防止在施工过程中出现岩石断裂和坍塌等问题。通过积极考察各类施工环境和地质条件，从而合理确定各类施工工艺和基础方案，调节施工过程中存在的异常状况，准确把握实际的灌浆距离和灌浆深度，提升水利工程项目的施工质量。灌浆能够发挥防渗、防漏、加固的基础作用，可应用在各类抗渗施工项目以及基础水利坝体施工过程中。无塞灌浆、环氧灌浆属于各类水利工程项目中特别常见的灌浆技术。灌浆技术的实际施工效果往往受施工人员专业能力的直接影响。施工人员在开展灌浆时要确定最佳程度的配合比数值，加强地基部分的抗渗性特点和整体性特点。

3 水利水电工程项目施工过程中的灌浆技术应用分析

3.1 无塞灌浆方式

无塞灌浆方式采用了无塞灌浆的先进技术，具有自上而下、循环反复、不等待泥浆凝固的特点。在各类基础施工过程中，实施无塞灌浆技术，首先要钻一个尺寸大于帐幕灌浆孔的孔，然后下入一根无缝钢管作为射浆管，最后将钻杆与于壁彼此之间的孔隙部分作为循环灌浆作业的回浆管。如果一段灌浆作业结束后，提出内部钻杆，在保持不等待泥浆凝固的情况下，开展下一阶段的钻孔环节与灌浆环节。这种有效的灌浆技术能够直接开展灌前压水与灌浆环节，降低钻孔过程中岩粉对各类裂缝导致的严重堵塞影响，其他部分的施灌流程与基础的帐幕孔口封闭灌浆法相同。无塞灌浆方式具有提高工作效率的优势，如果常规的灌浆塞方式改用为无塞方式之后，可降低施工环节的工时。对水利水电工程项目基础施工研究分析能够发现，上述无塞帐幕灌浆方式在减少了工时的基础上，防止堵塞漏水返工的现象，提高了实际的施工工作效率。

3.2 环氧灌浆方式

环氧灌浆方式属于混凝土材料裂缝灌浆过程中的主要技术，在开展工程项目的基础建设中，各类混凝土裂缝灌浆技术应用于对应的坝工构筑物。混凝土材料裂缝灌浆技术基本采用环氧灌浆方式，有效修补混凝土内部裂缝。该方法的实际应用范围特别广泛，主要涵盖小型水坝部分、建筑梁部分、公路桥梁部分等各类基础设施。环氧灌浆方式经过持续的应用及不断的改良，在各类混凝土材料裂缝灌浆技术中起着关键作用，成为实现加固和堵漏建筑物的重要方式[3]。

3.3 特大漏水通道项目的灌注方式

冲填级配料主要是指在孔洞里面采取泥浆有效冲灌砾石，实施冲灌后细致观察效果。如果没有明显效果，搅拌级配料至一定的稠度后，通过常规灌浆技术向孔洞内冲灌。级配料主要是指利用砾石、砂土等能产生反滤层的各类颗粒混合物。在目前灌浆技术里，有效选用的级配料颗粒具有先细后粗的特点，循序渐进至对应层级难以灌进为止[4]。在实施模袋灌浆技术的作用下，泥浆能够在模袋里面实现有效凝固，经过当地水流作用不易出现流失情况，存在较强的凝结性特点。因为模袋材质的特殊性，在外力作用下出现形变，可以适应溶洞的实际形状，对当地堵塞裂缝产生了良好作用。模袋灌浆方式首先在模袋里面注入水泥浆液材料。在满足一定数量的模袋后，开展项目工程的基础灌浆技术。双浆液灌方式属于化学灌浆法，将水玻璃材料和水泥浆液材料从两个对应灌浆管注入混合器内部，并确保充分混合，使混合液体在满足凝固要求前到达孔底位置。合理控制浆液材料的扩散距离，扩散距离太远易出现材料浪费情况，太近则难以满足渗体的强度要求。有效的浆液扩散距离可切实满足对应的防渗效果。控制浆液的凝结时间如果过长会造成混合物被冲走，如果时间过短往往造成灌浆孔被堵住。在水利水电工程项目的基础施工过程中，根据熔岩地质，采取科学合理的灌浆技术，使截水墙实现堵水，利用先进的技术经验，确定双浆液灌浆里面的流量情况、比例情况、压力情况，满足最佳的项目堵洞效果。

4 灌浆施工技术在水利水电工程项目中的基本应用要点

4.1 项目施工材料的选择过程

灌浆材料的选择能够直接影响整个水利水电工程项目的实际施工质量。目前，水泥浆属于水利水电项目施工过程中比较常用的灌浆材料，基本满足工程建设的要求。水泥浆内部的主要原材料是水泥，在实际操作过程中，需将各类外加剂或是其他材料全部倒入水泥里面，并均匀搅拌，充分保证各种材料完全融于一体，保证浆体的黏合性特点。有效配置完浆液材料后，应及时进行浆液检测[5]。目前比较常用的基本检测方法主要为抽样检查方式，抽取部分完成配置的浆液材料作为样本，实施全面有效的检测，确保浆液使用过程的合理性。一般来说，样本浆液材料需要在施工条件下养护一周，再开展相关检验。如果样本的检测结果满足5 MPa的压力要求，证明样本的配比合理有效，能够投入使用。因此，在灌浆施工过程中，积极按照人工操作与机械运作有机结合的方式，切实保证浆液材料的流动性，满足匀速灌浆要求。

4.2 水利水电项目灌浆的基本顺序

在水利水电工程项目的灌浆过程中，对灌浆环节的顺序必须严格控制。灌浆的基本顺序分为:采取自上而下分段类型的灌浆，采取一级一次性类型填充灌浆。从项目底部位置到顶部位置顺序分割环节，应对应填写在灌浆环节的灌装口。然而更突出的岩质压浆段对项目压力存在严格要求，因此为了有效保证整体施工环节的科学性、合理性及整体工程的现场质量安全，开展灌浆注浆施工技术的改进优化就显得特别关键。目前针对水利水电项目灌浆过程中采取一次性注浆施工方法得到了广泛的应用。然而水利水电灌浆方式只能用于存在漏水的情况下，如果漏水现象十分严重，就务必根据有关规定开展水利水电灌浆施工作业。

4.3 灌浆方式的合理选择

灌浆的施工方式基本包含循环灌浆类型及纯压灌浆类型两种。纯压灌浆类型主要是指单纯将各类泥浆材料通过加压灌入成孔中的施工过程。这样的施工不存在循环过程，可直接应用在存在裂隙范围较大的岩层位置及孔深较浅位置。一般孔深不超过12 m，采取浓度较高的水泥浆材料开展灌注，会出现一定的不利影响。由于浓度过高的水泥浆材料难以有效渗透到特别细小的裂隙里面，会使灌注作业难以满足相关设计标准要求，造成防渗漏的效果达不到预期。循环灌浆类型基本包含了孔内位置及孔口位置循环。通常而言，水泥浆材料在孔口处实现循环导入的属于孔口循环方式，也可认为属于纯压循环方式。孔内位置的循环方式则是在内外两个不同导管之间实现相互循环，同时最终返回到孔外位置。采取循环灌注方式，在灌注过程中水泥浆材料可以在孔中位置产生实际流动效应，进而确保颗粒沉淀过程实现有效控制，加强灌浆环节整体比例。

5 水利水电工程项目灌浆技术施工过程优化控制

5.1 施工过程注意事项

在施工过程中，必须对灌浆技术开展全面控制。①灌浆孔的具体数量设置要根据实际情况，并对混凝土材料的使用规模条件、设备运行状态、孔隙大小实施管理，及时跟踪检查现场运行情况；②在灌浆过程中，要对灌浆孔位置和灌浆嘴位置进行控制，选择尺寸要根据实际情况确定。施工过程中，需要技术人员时刻进行严格监控，确保各个环节之间开展密切合作。

5.2 施工过程项目质量优化控制

在施工过程中，全面有效的控制灌浆环节的力度，按照实际情况科学选择适合的处理方式。一旦施工环境比较复杂，灌浆压力特别大，就需要通过一次加压的处理方式。在施工之前，需要加强对孔隙部分的检查，保证孔隙深度不超过10 m。一般在孔隙尺寸较大、透水特别严重的区域，施工主要利用分段升压的处理方式，然而在实际施工中需要控制不同时期的压力。同时，在完成施工之前，需要进行技术试验，检查液体内部的胶质状况，保证浆液的凝固性特点。在开展试水测试的过程中，应严格根据科学的步骤实施操作，充分保证试验环节的效果。