基础灌浆施工技术在水利工程中的应用探讨

陈旭波

摘要：水利工程中比较常见的地基类型主要有两种，即软土地基与岩基，受水文因素、地质因素以及地质构造因素的影响，不同地基类型都存在一定的缺陷，难以满足水利工程施工要求，因此必须对地基部分进行人工处理。灌浆施工技术作为目前水利工程使用最为广泛的一种地基处理技术，可以通过灌浆施工改善或者消除天然地基存在的缺陷，提升地基物理以及力学性能，使工程地基具备良好的稳定性、抗渗性以及强度，从而满足工程施工要求。灌浆施工根据工程基础类型需要采用相应的施工技术，本文以某水电站施工为例，具体研究水利工程基础灌浆施工技术。

关键词：灌浆施工;地基;水利工程;应用;

1 工程概况

某水电站的主要建筑包括枢纽挡水建筑、取水、引水建筑以及厂区建筑，其中枢纽挡水建筑区域根据地质勘查结果显示，主要为泥质白云岩以及泥质粉砂岩，综合工程基础防渗、强度以及抗震性要求，拟采用灌浆施工技术对工程地基进行处理。灌浆施工分为固结灌浆施工与帷幕灌浆施工两部分，施工顺序为先固结灌浆施工，后帷幕灌浆施工。

2 工程灌浆材料以及制浆要求

2.1 灌浆材料

灌浆材料采用普通硅酸鹽水泥，要求混凝土初凝时间在45min以上，终凝时间不超过10h，水泥细度要求过80um方孔筛，筛余量不超过5%。此外还需要符合《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》的相关要求。水泥在使用之前需要进行质量抽检，若存在受潮或者其他问题，应及时剔除，不得作为灌浆材料使用。

2.2 制浆要求

制浆用水必须符合水利工程制浆用水标准;制浆时各项材料必须进行称重，要求误差低于5%;纯水泥浆采用普通的搅拌机则搅拌时间不能低于3min，若采用高速搅拌机则搅拌时间不宜低于30s;制备的水泥浆液到使用完，时间不宜超过4h;添加外加剂时应综合考量各方面因素，合理确定外加剂用量以及类型;若施工期间气温偏高，则需要注意控制水泥浆液温度，不宜超过40℃;若施工期间温度偏低，则需要注意做好防寒措施。

3 水利工程基础灌浆施工技术

3.1 固结灌浆施工

固结灌浆施工工艺流程主要分为如下步骤：（1）施工测量、定位;（2）裂隙冲洗;（3）压水试验;（4）开始灌浆;（5）封孔;（6）开始下一孔施工，重复上述步骤。

3.1.1 钻孔施工前准备

由测量人员负责完成施工前测量定位工作，并对孔位进行校核，检查无误后等待钻机就位准备钻孔。

3.1.2 钻孔

钻孔施工采用锚杆钻机或者潜孔钻机，孔径控制在90mm，钻孔完成后需要对钻孔进行清理，用水冲洗掉孔内的杂质以及岩粉。

3.1.3 裂隙冲洗

开始灌浆施工前，需要对裂隙进行冲洗，采用高压水枪冲洗，待回水变清澈后停止，冲洗时作业人员注意控制冲洗压力，一般不超过灌浆压力的50%。

3.1.4 压水试验

随机选择总钻孔数的5%作为试验孔开展压水试验，试验过程中压水压力不能超过灌浆压力的80%。在本项目中以单点法进行试验，保持压水压力稳定的状态下，隔间5min读取1次压入流量，需要连续读取4次数值，若最大数值与最小数值差低于最终值10%，或者最大数值和最小数值差低于1L/min，则停止压水，试验结束，取最终数值作为计算数值。

3.1.5 灌浆施工

固结灌浆施工阶段采用纯压式灌浆法全孔一次性灌注，灌注施工遵循分序加密的原则，分为两序进行施工。若固结灌浆孔相互串浆，则可以采用互串孔并联灌注，但需要注意的是，并联灌注孔数量不能超过3个。灌浆施工时，需要在混凝土内部埋设灌浆管，主要是便于确定孔位，避免在灌浆施工过程中损坏保护层以及钢筋。灌浆施工过程中，灌浆压力需要控制在0.1MPa，压力不宜过大。

3.2 帷幕灌浆施工

3.2.1 钻孔施工

钻孔顺序为：（1）导孔;（2）I序孔;（3）II序孔;（4）III序孔;钻孔时注意所有钻孔需要采用统一编号规则，并表明钻孔顺序。实际钻孔位置和设计钻孔位置误差不超过10cm，若施工阶段需要变更钻孔位置，必须经设计单位以及监理单位同意，并且需要记录实际钻孔位置。为确保灌浆施工质量，帷幕灌浆钻孔宜采用46mm口径钻孔，孔深应符合设计标准，孔壁需光滑平直。需要注意点是，钻孔孔向必须准确，安装钻机时要确保稳固平整;钻孔过程中每间隔10m需要测量1次孔斜，若出现偏差要及时进行纠正，确保终孔孔斜符合设计标准;钻孔过程中要详细记录钻孔情况，以便为后续制备浆液以及灌浆施工提供依据;若钻孔施工过程中出现塌孔、漏水等异常情况要及时停止钻孔，处理后方可继续施工;钻孔施工完成后要及时堵盖孔口，以免杂质进入。

3.2.2 钻孔冲洗

开始灌浆施工前，首先需要对灌浆孔进行冲洗，确保孔内的沉积厚度在20cm以下;其次需要对裂隙进行冲洗，采用高压水枪冲洗，待回水变清澈后停止，冲洗时作业人员注意控制冲洗压力，一般不超过灌浆压力的50%。

3.2.3 压水试验

先导孔需要按照自上而下的方式进行压水试验，次序孔仅需要进行简易压水试验即可。压水试验在裂隙冲洗完成后进行。

随机选择总钻孔数的5%作为试验孔开展压水试验，试验过程中压水压力不能超过灌浆压力的80%。在本项目中以单点法进行试验，保持压水压力稳定的状态下，隔间5min读取1次压入流量，需要连续读取4次数值，若最大数值与最小数值差低于最终值10%，或者最大数值和最小数值差低于1L/min，则停止压水，试验结束，取最终数值作为计算数值。

3.2.4 灌浆施工

进行灌浆施工前，首先需要做好前期准备工作，确认施工区域实际情况与工程设计一致，若存在出入应及时联系设计单位进行协调沟通;其次需要对参与灌浆施工的作业人员进行技术培训，确保施工人员熟练掌握操作技巧。灌浆施工的顺序为：（1）导孔;（2）I序孔;（3）II序孔;（4）III序孔。

灌浆施工方法采用孔口封闭、孔内循环，自上而下的分段灌浆施工法，每个灌浆施工段为5m，接触段除外，灌浆施工段长短也可以视实际施工情况进行调整，但是不宜超过8m。完成接触段灌浆施工后需要及时埋设好孔口管，确保孔口管牢固，一般孔口管的埋设视灌浆压力决定，通常不低于1m。上部灌浆施工可以采用232或者323分段法，即将上部整体分为首段、次段以及三段三部分，每段为2m或者3m，首段灌浆施工时，灌浆压力可低于设计灌浆压力，但三段灌浆施工必须满足设计灌浆压力。

灌浆水灰比可分为6个等级，分别为0.6：1、0.8：1、1：1;2：1、3：1、5：1，在实际施工过程中，浆液浓度变化一般遵循从稀到稠的顺序，必要时可视具体情况越级调整浆液浓度。开灌浆液浓度需要根据钻孔透水情况决定，若透水率较高，则一般采用水灰比为3：1的浆液;若透水率偏小，则一般采用水灰比为5：1的浆液。需要注意的是，若灌浆压力保持稳定，而注入率不断降低，或者注入率保持稳定而灌浆压力持续增高，则水灰比不能发生变化;当浆液注入量超过300L或者灌浆时间超过30min，而注入率以及灌浆压力无明显变化，则需要考虑改变水灰比;若注入率超过30L/min，可以考虑越级改變水灰比;若改变水灰比之后，灌浆压力骤然升高或者是注入率快速下降，则需要及时查清楚原因并采取措施进行处理。

灌浆施工结束的标准为：灌浆压力保持在当前施工段设计最大灌浆压力下，灌浆注入率不超过1L/min，且持续灌浆时间超过60min，即可结束灌浆施工，注意每段施工完成后可不必待浆液凝结。

4 结语

综上所述，水利工程基础处理极为关键，采用灌浆施工技术可以有效弥补天然地基存在的缺陷，提升工程地基各方面性能，对于后续施工的开展具有重要意义，并且也能有效保障水利工程的使用寿命，使工程创造更大的社会效益以及经济效益。

参考文献

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