水利水电工程灌浆施工技术与质量管理对策研究

陈静林

（云南水利水电职业学院，云南 昆明 650499）

灌浆施工是基础设施工程施工期间的常规环节，能够增强工程地基的牢固程度，尤其在水文环境较为复杂的地区，地下水位较高会影响工程的整体稳定性，灌浆施工则是通过人工干预强化地基结构的综合质量。本文以工程概况作为切入点，结合实际的施工需求，制定科学的质量管控体系，确保为水利水电工程的质量优化提供参考。

1 基础案例分析

我国的水利水电工程建设体系已逐渐趋于成熟，工程的整体质量管控，不仅与施工期间的技术应用有关，还涉及基础的稳定性。某水利水电工程的大坝形式为混凝土大坝，拦河坝的高度控制在25m 左右，坝顶长度约为1627m，宽度为7.8m，整体工程的最大容量为9.2×104m3，泄洪流量达到了7190m3。该水利水电工程负责区域水资源调配以及周边农田用水供给，还需要考虑防护效果，其综合质量对于区域的用水有着极强的联系。

勘察发现，原设计的洪水标准已不能满足实际要求，随时威胁水库附近居民的安全，经专家评定该水库大坝为三类坝。（1）高处的砖砌的渡槽已经严重老化，排水沟被淤泥和杂草覆盖，起不到任何作用。（2）坝顶被超载的车辆经过，已经受到严重破坏。（3）大坝背水坡高处的排水沟受到杂草和淤泥的覆盖，导致坡被长期处于潮湿状态，不利于大坝渗流的稳定。为解除安全隐患，构建和谐生态环境，必须排除水库的险情加固坝体，通过各方主体讨论，确定使用灌浆施工技术进行大坝加固和处理，全面提升水库结构的综合质量。

2 灌浆施工技术的基础理论概述

水利水电工程本身属于特殊工程，进一步规避渗漏风险是施工期间的重点任务。工程渗漏不仅会造成极大的经济损失，还会延误施工进度，对于周边人们的生产生活也会产生直观影响，因此，当前的水利水电工程已经初步建立起了一套成熟的防渗漏技术，其中灌浆施工技术能够增强水利水电工程地基结构的稳定性，也可以增强抗渗性能。

从灌浆施工技术的具体应用细节角度来讲，由于水利水电工程有着极多的子项目，不同项目的施工环境以及施工需求较为复杂，灌浆施工技术的应用需要结合不同的施工场景以及细节进行针对性调整，才可以提升工程的稳定性。因此，在工程建设的初期，必须严格落实好施工范围内的水文条件以及地质条件勘察，明确具体的施工要求以及重难点，然后再选择与其相适配的灌浆施工技术体系，为实际工程的开展提供良好保障。

而综合我国当前绝大部分水利水电工程的灌浆施工方案来看，较为常见的类型以及细节，如表1 所示。

表1 水利水电工程灌浆施工技术分类

3 水利水电工程灌浆施工技术的应用细节分析

灌浆施工技术的整体质量对于工程后续的使用安全性和稳定性有着直接关系，因此，该项技术的应用要经过精细化管理，接受全过程管控。

3.1 合理地进行灌浆浆液配置

浆液配置是水利水电工程灌浆施工的前期准备内容，合理的配置灌浆浆液能够加固水利水电工程的建筑结构，可以提升防渗性能，还能为后续的建筑结构施工奠定稳定且坚实的基础。总体来讲，施工人员需要从以下几个方面进行重点把控。

3.1.1 灌浆浆液的配置要求

浆液配置的过程中，要结合水利水电工程的整体规模以及不同区域的施工细节进行抗压强度计算本，工程主要选择了两种不同等级的灌浆砂浆，其实际信息见表2。

表2 水利水电灌浆浆液抗压强度计算值

3.1.2 合理设置水灰比

灌浆浆液的水灰比以及重量比通常控制在1:1 以上；回填灌浆施工期间需要将重点放置在水泥细度方面，通常会使用80μm 参数的筛子进行筛选，接缝的灌浆施工则要求水泥细度在70μm 以下。

3.1.3 掺合料的控制

灌浆施工的浆液掺和料通常为黏性土、砂、粉煤灰、水玻璃。砂粒径需要控制在2.5mm 以下，黏性土的塑性指数要高于15，水玻璃的浓度通常为30（°Be）。

3.1.4 制浆方法

本工程的制浆方法选择集中制浆，配置好浆液后，需要进行质量检测，在检测的过程中利用沉降法以及标准漏斗黏度计，检测浆液的浓度以及细度，确保与前期的施工需求相符后才可以投入施工使用。

3.2 钻孔施工细节控制

在灌浆施工的过程中需要进行钻孔，本工程主要选择回转式地质钻机进行施工，需要在前期规划的特定点位进行单排钻孔，深度控制在60 ～80m；在钻孔时必须要确保垂直度满足标准，孔位的偏差要控制在10cm以下。若施工的区域地质结构较为柔软，为了避免出现渗漏风险，要提前进行灌浆施工，浆液凝固后再进行钻孔；在孔隙中灌入浆液时，需要将其中的杂物和废弃物清理干净，利用高压水枪进行清洗，清洗完毕之后再进行灌浆。

3.3 灌浆施工工艺的把控

在灌浆的过程中，需要考虑灌浆方式的选择，当前较为常见的为孔内循环是关键法，也有一部分工程可以选择自上而下的分段钻孔以及灌浆模式。本工程由于整体工程规模较大，根据坝体存在的问题和对类似技术维修案例的分析，确定了两种类型的维修复合壳体：劈裂灌浆和单管高压旋喷桩。经过各个方面的对比发现在坝轴线上钻孔，使用压力将浆液灌入的劈裂灌浆的方案，可以有效节约成本，但是工艺要求高，存在较大的风险；单管喷射灌浆用高压泵将水泥通过高压软管和管嘴形成喷雾，对土体进行强制混合填充，结合由设计速度的提钻杆形成一定强度的地下防渗结构，构成完整的地下防渗墙。有着易固结、整体性好、持久性好等特点，且单管高压旋喷工程工艺成熟，能从根本上解决坝体渗漏的问题。所以建议采用单管高压旋喷的方案来对坝体进行防渗加固。

选择不同的灌浆施工工艺能够产生的效果也有一定差异性，当前应用较为常见的灌浆施工工艺通常有以下几种。

3.3.1 循环灌浆施工

该项灌浆施工工艺的使用频次较高，往往会通过孔内循环或者孔口循环的方式进行施工，若采取孔口循环灌浆，施工方法需要在加压处理时检测孔隙内的浆液流动率，避免出现堵塞的问题。

3.3.2 纯压灌浆施工

利用加压设备将配置好的浆液压入钻孔内部，这一施工模式通常应用在小规模的灌浆施工中，比如，水利水电工程结构裂缝修补、控制方面，在应用的过程中，要合理地调整压力，以确保满足实际的灌浆深度。

3.3.3 分段灌浆施工

该种方式主要采取自上而下或者自下而上的灌浆模式。若采取自上而下的分段灌浆模式时，施工人员会提升灌浆所需的压力，每隔5m 需要进行一次清洗。待最上一排的浆液凝固后，再进行下一段以及下排的施工。选择该种方式进行施工时，需要结合施工进度以及质量及时调整灌浆设备的位置，因此对于地理环境的要求较高，通常使用在倾角较小的工程中。

分段灌浆施工的应用优势较为明显，具有极强的灵活性，也可以结合实际的灌浆情况进行调整。灌浆期间严格把控灌浆压力，可以通过前期的试验定位最大值，不得破坏地层条件，因此，需要控制在灌浆塞上方压力值与地层结构承载力的总和以下。

在灌浆的过程中要避免出现堵塞、冒浆等风险。在灌孔区域的注浆率小于规定值时及时缓慢地停止灌浆。例如，本工程在帷幕灌浆施工的过程中，钻孔内浆液注射率控制在每分钟0.4 ～1 升左右，所花费的时间为60～90 分钟。如若选择固结灌浆技术进行作业，那么注入率的参考值通常为每分钟0.4 升，到达该标准数值时要保持30 分钟进行持续作业。

灌浆结束之后需要及时进行封孔，并且利用压力试验检测装置检测灌浆的整体质量。压力试验的根本目的在于掌握灌浆之后的地层结构渗透性，因此需要检测其透水率、灌入水量等相关参数，以此评估整体工程的防渗漏能力，也可以为后续的工程质量检测以及优化提供依据。

4 水利水电工程灌浆施工质量优化细节

4.1 制定完善的质量监测方案

在水利水电工程灌浆施工的过程中，需要制定全过程质量监测体系，并结合实际情况进行针对性调整。若施工期间出现了冒浆问题，需要及时检测周边土质情况是否存在空洞和疏松现象，可以通过提升注浆管、复喷等方式进行解决。若注浆管破裂也同样会导致浆液溢出，此时可以降低注浆压力，及时更换设备。

灌浆期间若出现了压力大幅度上升的情况，需要及时检查注浆管内部是否出现了堵塞情况，检查喷嘴的质量是否完好。为避免出现阻塞，在施工期间需要在高压泵吸水位置放置一毫米过滤网，注浆泵位置放置两毫米过滤网，检查施工区域内的气管以及水管是否存在泥浆沉淀。

在灌浆施工期间若出现了流量不变但实际排量不高时，需要及时检查活塞缸套、洗水管道、高压管路以及活塞的运动情况，若出现了构配件，性能磨损要及时更换设备。

4.2 加强施工过程监督管理质量

质量的提升离不开施工期间的监督和管理，因此，在灌浆施工期间，相关人员还需要结合实际的施工方案和细节，制定科学的质量管理体系。

首先，要制定明确的施工管理制度，确保灌浆施工期间的人员团队严格按照专业标准进行施工。并且重视灌浆施工的整体质量，若出现了部分安全风险，要及时进行现场调整，坚决防止施工期间出现质量通病。

明确各个主体在施工期间的具体责任，坚持做到各司其职以及相互监督管理，确保质量管理制度落实到位；为了进一步提升整体施工质量，还需要将重点放置在人员团队的培训方面，针对灌浆施工的人员团队进行技术交底以及质量培训，针对现场的监督管理人员进行质量管控工作的培训，坚持做到全流程管理和细节控制。

4.3 打造动态化的灌浆施工管理作业

为了进一步加强灌浆施工的综合质量，在施工期间还需要进行动态化调整，着重依托信息技术以及自动化设备，针对施工期间产生的各项问题进行全过程监测以及可视化管理。例如，选择可视化模型作为施工动态化监测的载体，对比分析灌浆施工图纸以及前期施工方案中存在的误区，结合具体的施工活动进行质量监测。可以应用BIM 技术构建可视化的施工模拟图，将其作为工程质量检测以及监督的依据。在可视化的施工管理条件下，施工人员可以结合具体的施工进度以及细节进行参数获取，了解不同阶段的施工状态以及地层结构的变化情况，有助于进行阶段性的调整，从而提升施工的稳定性。

5 结语

水利水电工程的质量将直接影响人们的生活安全性和稳定性，而灌浆施工作为提升水利水电工程防渗性能、※结构稳定性的施工环节，在技术选择、材料应用、过程管理、制度制定以及动态监督方面，要制定完善的管控模式，并且结合实际需求进行阶段性创新，不仅能够提升灌浆施工的综合质量，还可以为水利水电工程后续的持续性发展和创新提供保证。