固结灌浆技术在水库大坝加固中的应用

徐佳婷

（深圳市源清环境技术服务有限公司，广东 深圳 518000）

1 固结灌浆技术的应用

1.1 水库大坝加固钻灌设备配置

为了满足水库大坝工程的加固施工需求，应在开展相关研究前，对加固钻孔灌浆设备进行配置研究。

此次施工选择的钻进设备为潜孔类冲击钻机，所选设备的型号为QJ-100B，在此基础上，辅助XY-2型号的岩芯回转钻设备作为配套施工设施。

在制浆设计时，使用施工方自制的ZJ-450型号搅拌机，此装置在使用中具有高速性优势，可以达到10～15 m3/h的制浆效率，保证在制浆过程，水泥与水的充分搅拌。

此外，选择3SNS型号的复式结构三缸柱塞泵，此装置的最大受压能力为10 Mpa。为了避免施工中出现超压问题，可在灌浆位置安装一个压力测试表，对作业过程中灌浆的压力进行实时检测。灌浆施工时，应准备压力栓塞，确保对灌浆速率的及时调控。

1.2 钻孔冲洗和压水试验

为了确保固结灌浆的加固施工效率，可在完成上述设计后，采用清洗钻孔的方式，使用压力水枪，在灌浆前，对结构发育裂缝进行冲洗。直到冲水的回水呈现清澈，即可停止对冲孔施工。

当水库大坝的岩层裂缝中存在填充物时，可采用脉冲式冲洗方式对其进行冲击，尤其在进行结构中复杂区段的冲洗时，需要先使用高压水枪冲洗，持续5～10 min 后。将冲洗口的冲水压力在一个较短的时间内调整到低压冲洗模式，以此种方式，形成一种反向脉冲波，确保将裂缝中的碎屑完全清除。当冲水的回水呈现清澈后，再调高水压，反复上述步骤，持续10～20 min即可完成冲孔处理。

对结构进行压水试验，使用单点法或五点法，进行导孔的检查。检查过程中，使用高压水枪，对水枪在使用前进行调试，确保冲水的水压可以达到灌浆压力的80%，且压力值可满足小于1 MPa的条件时，再进行试验。试验中，对压力计量表进行清零处理，每间隔5 min，读取并记录一次压力计量表显示数据，持续上述行为4次，记录最后一次读取的数据，将其作为流量数据。

1.3 水泥浆制备与水库大坝加固灌浆施工工序

为了确保加固施工的顺利实施，选用42.50R 型号的普通硅酸盐材料配置水泥浆，配置前，对选用材料进行筛孔处理，设定筛孔的细度为80 μm。完成对材料的筛选后，按照标准比例，进行泥浆的搅拌，记录在搅拌过程中制备材料的温度、密度、粘度等参数。搅拌的时间应大于3 min，从开始制备到完成制备的时间应控制在2 h内，确保其温度在5 ℃～40 ℃范围内，当温度不达标时，可直接将其作为废浆处理。

完成材料的制备后，根据地区施工作业实际需求，设置固结灌浆加固施工两排，排距2.50 m，孔距3 m，控制灌浆的深度在5～7 m范围内。施工中的灌浆原理需要结合实际设定，施工中，当注入率降低时，需要采用调整注浆量的方式，进行处理。注意灌浆施工在单位时间内的注入量不得大于30 L，注浆材料的浓度可根据加固强度及时进行调整。注浆过程中，施工专业的仪器设备，进行浆液粘度、折水率等参数的记录。在预设的最大注浆压力条件下，应确保浆液的注入率应小于1 L/min，持续灌注60 min，即可认为完成了对水库大坝的固结灌注施工处理。

1.4 抬动观测与加固灌浆孔位处理

为了避免压力灌浆施工中由于基岩层分离造成的结构抬动变形，需要在采取有效处理措施的同时，做好对施工成果的抬动观测。在此过程中，测量灌注施工中两个邻近混凝土板块出现的变位差，当出现差值时，证明整体结构存在相对变位，需要采取施工措施进行处理。当测量后发现两者不存在变位差时，证明板块没有发生裂开现象。

当测量后证明施工方案可行后，对施工孔进行封孔处理，排除孔内的积水后，按照1:1:1 的比例（水泥：水：砂浆）配置干性材料，对施工孔进行封堵处理，完成对水库大坝的加固施工。

2 实例应用分析

为了证明本文此次研究设计的成果可以在实际应用中发挥既定的效果，设计实例应用实验。

此次研究所选的工程项目为新疆DTLD 水库，水库坝长244 m，最大坝高44.70 m，总库容为364.66 m3，其中堤坝顶部的高程高度约为916 m。水库在常规运行条件下的蓄水位约为912 m，设计供水位为914 m，死水位893.60 m。

掌握施工作业区的基础工程概况后，按照下述表1 中内容，进行施工平面布置。

该工程固结灌浆1 224 m，总孔数200个，帷幕灌浆3 228 m，总孔数129 个，金额2 259 148.45 元（审计金额）。该工程在试蓄水过程时发现右岸有绕坝渗漏现象，考虑到施工需要在该重环境下实施，因此，当大坝底板砼对应的设计强度大于50%，才可开始施工。施工的主要工序由两个步骤构成，第一步为I孔灌注，完成I孔的灌注后，进行Ⅱ孔灌注。根据工程实际情况，当施工孔深度为5 m，设计使用全孔一次灌浆的施工方式，当施工孔深度为7 m，设计使用分段灌浆的施工方式，将施工划分为两个阶段，分别为2 m灌注与5 m灌注，灌注时需要采用卡塞的方式，进行循环灌浆处理。

为了更直接地检验固结灌浆加固施工效果，在完成施工后，按照总灌浆布孔数量的5%，选择压水试验测试点数量，结合工程实际，共布置10 个测试孔。将测试孔的透水率作为评价指标。对10 个测试孔进行压水试验，计算测点的透水率，对比计算结果与标准值，将其绘制成折线图，如下图1所示。

图1 测试孔压水试验透水率结果图

根据上述图1 所示的实验结果可以看出，10 测点的透水率均小于透水率界限值，符合工程设计标准。

综合上述结果，对灌浆单元工程质量进行评定，单元工程施工质量评定统计结果如下表2所示。

表2 单元工程施工质量评定统计表

通过此次实验与统计结果可以得出此次实验结论：文中设计的固结灌浆技术在加固工程中的应用具有较为良好的效果，可以有效降低加固结构的透水率，保证抽检合格率达到100%。

3 结语

在文中理论分析基础上，通过实例证明了文中设计的技术在工程中的应用具有较为良好的效果，可以有效降低加固结构的透水率，保证抽检合格率达到100%。为了进一步提高工程质量，可在后续的施工中，实行质量风险保证金制度，以此推动质量管理工作，提高优良品率；坚持图纸会审制度，对施工图进行详细审查，完整理解设计意图；不符合施工标准或质量要求的工程材料不允许进入施工现场，所有进入的材料需要根据进场顺序进行正确标识，防止误用；高处露天作业、混凝土喷射等，施工中遇到恶劣环境或天气时，上述施工作业应停止，必须进行可靠的安全与质量保证措施。