水利水电工程基础灌浆中特殊地层的灌浆方法

文／薄文村 莒南县陡山水库管理中心 山东临沂 276600

引言：

位于山区的某省自治县的盐井水利工程遭遇了大吸量地层和承压水地段两种特殊地层。在水利水电工程建设中，这些地层可能导致多种施工问题。为了确保施工质量并达到预期效果，必须对这些特殊地层进行合理的灌浆技术选择与应用。为满足施工节奏，将施工区域按照钻孔灌浆的需求进行细分。具体划分为三个核心区域：首先，大坝底部河床及其左右岸坡的固结灌浆；其次，溢洪道的基础固结灌浆；最后，导水隧道的基础固结灌浆。

1.固结灌浆施工

首先进行孔位放样，确保最佳的灌浆效果。在钻孔完毕后，使用压力水对灌浆孔段进行裂隙冲洗，直到冲出的水清澈为止，确保孔底的沉淀不超过20cm 厚度。使用的冲洗压力应为灌浆压力的80%，但当这一压力超过1MPa 时，应固定使用1MPa。然后进行压水试验。对于先导孔和检查孔，选择单点法或五点法进行测试；而对于其他孔，则使用简易压水测试方法。这种简易测试的压力应为灌浆压力的80%，且最大不应超过1MPa。每隔5分钟，测量一次注入的流量，这一过程要连续测量4 次，最终的流量读数将作为计算流量。

（1）当进行趾板混凝土浇筑时，根据施工图纸的要求预置Φ76PVC 管道。这种管道的长度与趾板的实际厚度保持一致。

（2）对于固结的基础孔，使用潜孔钻进行钻取，其孔径不得小于56mm。同时，对于固结检查孔、声波测试孔以及抬动监测孔，其孔径应不小于76mm，使用地质钻机进行钻孔操作。

（3）当趾板混凝土的强度满足设计要求时，方可进行固结灌浆钻孔工作。

（4）在钻孔施工过程中，使用yt-28 型封钻机，其钻孔直径为42mm。在整个钻孔过程中，严格按照相关标准和规范进行，特别是对于关键的施工步骤。根据工作要求，孔底的偏差应控制在孔洞深度的1/40之内。

（5）施工过程中遵循分步逐渐增密的原则：首先是钻灌Ⅰ序孔，接着是钻灌Ⅱ序孔，最后为钻灌检查孔。

（6）完成钻孔后，与监理工程师进行验收。当检查合格且得到监理工程师的确认签字后，进行下一个施工步骤。

（7）在钻机的放置、孔序、孔位、孔深以及倾斜度等方面都需要进行严格的控制。灌浆孔与设计图的位置偏差不超过10cm。

水的地方管住，随后用砂浆将周围地层加固[4]。

3.3.2 针对小量冒水地层

对于冒水较少的地层，考虑使用低压灌浆技术。这种技术要求分步骤进行灌浆，即在每次灌浆后，等待一段时间，让浆液凝结后再进行下一轮灌浆。

3.3.3 孔位的精确布置

孔位的布置在基础灌浆施工中起到至关重要的作用。为确保最佳的灌浆效果，必须准确确定孔位，防止由于实际施工中的变数而导致的偏差。考虑到水利水电工程需求可能会变，孔位的布置应具有一定的灵活性。

3.3.4 强调设计人员能力

因为孔位布置对于整个工程的施工质量至关重要，所以相关的设计人员必须具备高水平的专业能力。如果孔位布置不当，可能会增加施工风险，甚至影响到工程的安全系数，导致巨大的经济损失。

在水利水电工程施工中，如果遇到从特定漏水点大量冒水的情况，需要采取特定措施确保施工质量和安全。当工程遇到集中冒水点时，首先可以在该冒水地点埋设一段专用的孔口管，从而将冒水集中引入该管中并有效排除。接下来，在孔口位置采用较浓的泥浆进行密封处理，以阻断水流。为确保有效的封堵和稳固，使用低压泥浆灌浆法。在实际灌浆过程中，根据实际需要，适当增加灌浆压力，以确保浆液能充分填充裂隙和空隙。需要注意的是，要确保灌浆时的浆液量充足。因为浆液量的不足会影响灌浆效果。同时，施工人员还要考虑到土层和岩层的性质、空隙体积等因素，因为这些会影响所需的浆液量[5]。

3.4 基础灌浆技术在有承压水条件下的应用

在地下高压水源或水库水位以下的地区进行灌浆施工时，容易遭遇承压水突然涌出的挑战。这种情况会导致浆液被迅速清除，使得持续灌浆变得困难。为了有效应对这一问题，可以采用以下几种方法：（1）压力屏浆法：在完成常规灌浆后，采用与承压水相同的压力，进行5:1 的稀浆循环注入。可以中和承压水的压力，进而减少浆液被回流的风险。（2）闭浆法：当达到预定的灌浆效果时，关闭进浆和回浆的阀门。使封闭的浆液重新流入通道，直到浆液完全固化。（3）化学灌浆法：这种方法涉及在岩石中注入特定的化学溶液，旨在封闭导致泄漏的裂缝。可以防止水涌出，为后续的灌浆工作创造条件。（4）浓浆结束法：在承压水的存在下，这种方法涉及将浓稠的浆液注入空隙和孔洞中。其目的是将浆液和承压水封闭在一起，待浆液固化，从而确保灌浆的成功。

4.特殊地层灌浆的策略与方法

面对充填物丰富的岩溶地层，除了前述的高压旋喷灌浆、高压灌浆以及花管灌浆技术，还有其他几种分类方法：

4.1 按设备分类

单管法：使用单一管道进行灌浆。

双管法：使用两根管道，一般一根为注浆管，另一根为排气或回浆管。

三管法：通常涉及两根注浆管和一根排气或回浆管。

4.2 按施工方式分类

旋喷法：在注浆的同时旋转钻头，使浆液与土体混合。

定喷法：定点、定深度进行灌浆。

摆喷法：钻头在注浆过程中摆动，以扩大灌浆范围。

对于严重漏水的地层，常用的解决方法是利用特定的填充物和配料。一般会选择粗砂、水泥和其他石料作为填充材料，确保地层的稳定性和密实性。另外，灌浆膜袋技术也是一个有效的处理手段。该方法利用高耐磨材料制成的膜袋，可以装入水泥砂浆。施工时，通过挤压这些袋子，可以迅速排除多余的水分，只留下砂土与水泥，有效减少含氧量并加速砂浆凝结。

结语：

在水利水电工程建设中，常常面对各种复杂的地层，如大吸量地层、正在冒水地层和有承压水条件的地层。这些特殊地层提出了灌浆施工的挑战。为了保证工程的质量和安全，适应各种地层的特点，需要采用对应的灌浆技术。经过深入研究和技术总结，认识到基础灌浆技术在处理这些问题上的重要性。当正确应用，这些技术不仅确保了工程的稳定性，还有助于提高工程效益，为社区带来实际好处。