水利工程坝基固结灌浆施工技术质量控制研究

2021-11-23苏建江塔城地区水利水电勘察设计院

珠江水运 2021年5期

苏建江塔城地区水利水电勘察设计院

1.水利工程坝基固结灌浆施工技术的工艺流程

1.1 钻孔

首先，施工人员参照设计图纸，确定灌浆孔位置，在灌浆孔内设置预埋管，如埋设50mm直径的铁管，将其在混凝土垫层内进行埋设，在预埋管内开展钻孔作业。其次，根据施工需求，配置TY-28型风钻机等型号的钻机设备，对场地进行硬化整平处理，测量调整钻机安装位置及垂直度，确定位置与垂直度符合标准后，将钻机安装固定，保持钻杆中心点与灌浆孔中心点的重合状态。再次，在钻头钻进过程中，定期对钻杆垂直度进行测量校正，如果垂直度偏差超过允许范围，则对孔壁偏斜部位进行填补压实处理，以修正孔壁垂直度。在必要情况下，重新开展钻孔作业。最后，严格控制钻孔，在钻头钻进地层一定深度后，再适当上提钻孔速度，而在钻头抵达设计标高后，即可结束钻孔作业，缓慢上提钻杆至孔。

1.2 清孔

清孔时应检查成孔质量是否达标，如测量孔深与孔壁垂直度，观察孔壁结构完好性，确定无误后，采取高压风水联合方式，冲洗孔壁及孔底灰尘残渣，将孔底沉渣层厚度控制在50mm内。待清孔结束后，开展压水试验，使用脉冲式灌浆机冲洗孔壁裂隙，将冲洗时间控制在10min左右，将压水时间保持在20min及以上，将压水压力设定为灌浆压力的80%。同时，每隔5min对实时压水流量进行测量，根据测量结果来判断灌浆孔透水率，其计算公式为q=Q/PL，q为透水率，Q为压入流量，P为试验段压水压力。

1.3 灌浆

为控制灌浆质量，技术人员应结合工程情况合理选择灌浆顺序与灌浆方法，如选择孔内循环方式，一次性完成全孔灌浆作业。同时，也可选择采取孔内分段方式，将灌浆孔划分为若干节段，按照从上到下顺序分别开展阻塞灌浆作业，并在已完成灌浆段底面上方50cm处设置灌浆塞，预防漏灌问题出现。此外，在灌浆环节，应掌握以下技术要点：第一，灌浆压力控制。根据试验段施工情况，准确验算最佳灌浆压力值，保持灌浆压力值固定不变。同时，在灌浆期间出现注入率大幅提升现象时，必须采取分级升压方式，根据灌浆情况适当上调灌浆压力值，将注入率大小作为灌浆压力值的调整依据。第二，水浆比控制。将水浆比控制在0.6:1，如果实际灌浆量超过300L，或是在持续灌浆1h后灌浆压力及注入率并未出现明显变化时，则对水浆比加以调整，如调整至0.5:1，随后，继续开展灌浆作业。第三，灌浆时间控制。在灌浆期间，持续对灌浆压力与注入率进行观测，如果注入率始终未超过1.0L/min，则将灌浆时长控制在30min左右即可。同时，在灌浆期间出现突发问题致使灌浆中断，且中断30min后问题仍未得到解决时，重新开展钻孔灌浆作业。

1.4 封孔

首先，检查灌浆质量，遵循相关工艺规范开展压水试验，将检查孔数量保持在灌浆孔总量的5%及以上，如果孔段合格率达到80%，且不合格孔段透水率不超过设计值50%时，可以直接开展封孔作业。反之，则表明灌浆质量不达标，需要进行返工处理，直至试验检测通过。其次，观察灌浆孔是否存在涌水与泛浆等异常现象，如果出现此类问题，则根据严重程度将灌浆孔静置一定时间，待凝持续时间长度视实际情况而定。最后，在确定无异常现象，或是浆液凝结后，使用水胶比0.5:1的浓浆开展全孔封孔作业，并使用干硬性预缩水泥等材料将孔口压实抹光，保持封孔表面以及混凝土表面的齐平状态。

2.水利工程坝基固结灌浆施工技术质量控制措施

2.1 施工方案优化

为保证坝基固结灌浆施工方案切实可行，应及时处理方案中存在的技术性问题。因此，在正式施工前，需要将固结灌浆方案审核论证，根据现场地质条件与工程情况，判断方案可行性，基于论证意见对方案进行优化调整，并检查施工图纸是否存在缺项漏项问题，对图纸缺漏项部位进行补充标注。另外，组织试验段施工，从施工现场中选择具备良好灌浆性能或是代表性的地段作为施工段，按照方案开展坝基固结灌浆作业。随后，对试验段施工过程进行观测，根据试验段施工结果验证技术方案可行性，对方案进行优化调整，如选择采取一次性成孔灌浆方式还是分段灌浆方式。

2.2 水灰比控制

在坝基固结灌浆施工期间，必须根据固结灌浆实时情况来调整水灰比，如果水灰比调整不当，将对固结灌浆效果造成影响。而水灰比控制要点如下：第一，在灌浆压力不变，吸浆量持续降低时，无需调整水灰比。同时，在灌浆压力持续升高，且吸浆量基本不变时，无需调整水灰比。第二，在任意一级水灰比浆液的实际灌注量超过300L，且吸浆量以及灌浆压力值并未出现明显变化时，则将浆液水灰比浓度上调一级，随后恢复灌浆作业。第三，在灌浆孔实际吸浆量超过30L/min时，需要对浆液水灰比进行越级调浓处理。第四，在浆液水灰比调整后，如果出现吸浆量骤然增减与灌浆压力异常提升现象，必须分析问题成因，在问题得到解决后再恢复灌浆作业。

2.3 固结灌浆成效分析

在坝基固结灌浆施工结束后，需要对固结灌浆成效进行分析，评判坝基固结灌浆质量，如果质量不达标，或是实际固结灌浆成效未得到施工预期，则开展返工作业，在必要情况下重新开展固结灌浆施工。

首先，在固结灌浆施工期间，测量平均透水率。观察岩体结构在有无盖重条件下是否分布有松弛裂隙，并对试验段透水率进行测量，如果试验段中超过80%灌浆孔的透水率达标，且未达标灌浆孔透水率不超过设计值50%，则表明固结灌浆成效符合施工标准。随后，开展抬动观测作业，在上下游区域分别设置抬动变形观测点，持续对坝基固结灌浆过程进行观测，根据坝段盖重条件，提前设定相对应的灌浆压力值。在施工期间，将测量值与额定值对比分析，根据对比结果判断是否存在抬动变形问题，准确判断抬动变形程度。

其次，在坝基固结灌浆施工完毕后，对施工成果质量进行检测，如采取声波检测技术，在现场布置若干数量的声波检查孔，向灌浆孔内发射探测声波，接收反射声波，以此来判断固结灌浆结构情况，如果存在严重质量缺陷，则对坝基开展全面性的补强灌浆作业。而在固结灌浆结构中存在局部缺陷部位，且缺陷程度较为轻微时，对缺陷部位进行补强灌浆即可。

2.4 特殊状况的处理

在坝基固结灌浆施工期间，受到人为操作与环境等因素影响，偶尔出现串浆、泛浆等突发问题，如果问题未得到及时有效解决，将对固结灌浆效果造成影响。因此，技术人员必须全面掌握各类特殊状况的有效处理手段。例如，在出现串浆问题后，根据实际灌浆情况与串漏量，选择上调浆液浓度或是调整灌浆压力。例如，在灌注浓稠浆液后，浓浆凝结后起到嵌堵效果，随后开展扫孔复灌作业即可。