水利工程中灌漿技術的應用探微

摘要：灌漿施工技術作為目前水利工程使用最為廣泛的一種地基處理技術，可以通過灌漿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學性能，使工程地基具備良好的穩定性、抗滲性以及強度，從而滿足工程施工要求。灌漿施工根據工程基礎類型需要採用相應的施工技術，本文將對水利工程中灌漿技術的應用進行了分析和探討。

關鍵詞：水利工程；灌漿；技術；固結；帷幕

1 概述

灌漿技術廣泛應用於土木工程施工中，比如地基基礎、水利工程、煤礦豎井及鐵路路基的加固處理。目前，在國內水利工程施工中，灌漿施工技術應用最廣泛的基礎技術。灌漿施工分為固結灌漿施工與帷幕灌漿施工兩部分，施工順序一般是先固結灌漿施工，後帷幕灌漿施工。

2 水利工程基礎固結灌漿

施工固結灌漿施工工藝流程主要分為如下步驟：（1）施工測量、定位；（2）裂隙沖洗；（3）壓水試驗；（4）灌漿；（5）封孔 ；（6）繼續下一孔施工，重複上述步驟。

2.1 鑽孔施工前準備

由測量人員負責完成施工前測量定位工作，並對孔位進行校核，檢查無誤後等待鑽機就位準備鑽孔。

2.2 鑽孔

鑽孔施工採用錨杆鑽機或者潛孔鑽機，孔徑控制在90mm，鑽孔完成後需要對鑽孔進行清理，用水沖洗掉孔內的雜質以及巖粉。

2.3 裂隙沖洗

開始灌漿施工前，需要對裂隙進行沖洗，採用高壓水槍沖洗，待回水變清澈後停止，沖洗時作業人員注意控制沖洗壓力，一般不超過灌漿壓力的50%。

2.4 壓水試驗

隨機選擇總鑽孔數的5% 作為試驗孔開展壓水試驗，試驗過程中壓水壓力不能超過灌漿壓力的80%。試驗時，在保持壓水壓力穩定的狀態下，隔間5min讀取1次壓入流量，需要連續讀取4次數值，若最大數值與最小數值差低於最終值10%，或者最大數值和最小數值差低於1L/min，則停止壓水，試驗結束，取最終數值作為計算數值。

2.5 灌漿

固結灌漿施工階段採用純壓式灌漿法全孔一次性灌注，灌注施工遵循分序加密的原則，分為兩序進行施工。若固結灌漿孔相互串漿，則可以採用互串孔並聯灌注，但需要注意的是，並聯灌注孔數量不能超過3個。灌漿施工時，需要在混凝土內部埋設灌漿管，主要是便於確定孔位，避免在灌漿施工過程中損壞保護層以及鋼筋。灌漿施工過程中，灌漿壓力需要控制在0.1MPa，壓力不宜過大。需要注意的是，若灌漿壓力保持穩定，而注入率不斷降低，或者注入率保持穩定而灌漿壓力持續增高，則水灰比不能發生變化 ；當漿液注入量超過300L 或者灌漿時間超過30min，而注入率以及灌漿壓力無明顯變化，則需要考慮改變水灰比 ；若注入率超過30L/min，可以考慮越級改變水灰比。在規定壓力下，若灌漿壓力持續超過30min 在1L/min 以下，則可以結束灌漿施工，若灌漿時間超過標準範圍，但未達到結束灌漿的標準，要及時向技術人員報告，以便及時採取措施。

2.6 封孔

灌漿施工完成後，採用全孔灌漿或者導管注漿法進行封孔，24h 後清理掉孔口的污水、雜質，並使用水泥砂漿對孔口位置進行抹平處理。

2.7 質量檢查

灌漿施工全部流程結束後，視具體情況可在3~5d 開始質量檢查，一般採用壓水試驗的方式進行檢查。質量檢查合格後重新用水泥砂漿對孔口進行抹平處理。

3 帷幕灌漿施工

3.1 鑽孔施工

鑽孔時注意所有鑽孔需要採用統一編號規則，並表明鑽孔順序。實際鑽孔位置和設計鑽孔位置誤差不超過10cm，若施工階段需要變更鑽孔位置，必須經設計單位以及監理單位同意，並且需要記錄實際鑽孔位置。為確保灌漿施工質量，帷幕灌漿鑽孔宜採用46mm 口徑鑽孔，孔深應符合設計標準，孔壁需光滑平直。需要注意點是，鑽孔孔向必須準確，安裝鑽機時要確保穩固平整；鑽孔過程中每間隔10m 需要測量1次孔斜，若出現偏差要及時進行糾正，確保終孔孔斜符合設計標準；鑽孔過程中要詳細記錄鑽孔情況，以便為後續製備漿液以及灌漿施工提供依據；若鑽孔施工過程中出現塌孔、漏水等異常情況要及時停止鑽孔，處理後方可繼續施工；鑽孔施工完成後要及時堵蓋孔口，以免雜質進入。

3.2 鑽孔沖洗

開始灌漿施工前，首先需要對灌漿孔進行沖洗，確保孔內的沉積厚度在20cm 以下；其次需要對裂隙進行沖洗，採用高壓水槍沖洗，待回水變清澈後停止，沖洗時作業人員注意控制沖洗壓力，一般不超過灌漿壓力的50%。

3.3 壓水試驗

先導孔需要按照自上而下的方式進行壓水試驗，次序孔僅需要進行簡易壓水試驗即可。壓水試驗在裂隙沖洗完成後進行。隨機選擇總鑽孔數的5% 作為試驗孔開展壓水試驗，試驗過程中壓水壓力不能超過灌漿壓力的80%。在本項目中以單點法進行試驗，保持壓水壓力穩定的狀態下，隔間5min讀取1次壓入流量，需要連續讀取4次數值，若最大數值與最小數值差低於最終值10%，或者最大數值和最小數值差低於1L/min，則停止壓水，試驗結束，取最終數值作為計算數值。

3.4 灌漿施工

進行灌漿施工前，首先需要做好前期準備工作，確認施工區域實際情況與工程設計一致，若存在出入應及時聯繫設計單位進行協調溝通；其次需要對參與灌漿施工的作業人員進行技術培訓，確保施工人員熟練掌握操作技巧。灌漿施工方法採用孔口封閉、孔內循環，自上而下的分段灌漿施工法，每個灌漿施工段為5m，接觸段除外，灌漿施工段長短也可以視實際施工情況進行調整，但是不宜超過8m。完成接觸段灌漿施工後需要及時埋設好孔口管，確保孔口管牢固，一般孔口管的埋設視灌漿壓力決定，通常不低於1m。上部灌漿施工可以採用232或者323分段法，即將上部整體分為首段、次段以及三段三部分，每段為2m 或者3m，首段灌漿施工時，灌漿壓力可低於設計灌漿壓力，但三段灌漿施工必須滿足設計灌漿壓力。灌漿水灰比可分為6個等級，在實際施工過程中，漿液濃度變化一般遵循從稀到稠的順序，必要時可視具體情況越級調整漿液濃度。開灌漿液濃度需要根據鑽孔透水情況決定，若透水率較高，則一般採用水灰比為3 ：1的漿液；若透水率偏小，則一般採用水灰比為5 ：1的漿液。需要注意的是，若灌漿壓力保持穩定，而注入率不斷降低，或者注入率保持穩定而灌漿壓力持續增高，則水灰比不能發生變化；當漿液注入量超過300L 或者灌漿時間超過30min，而注入率以及灌漿壓力無明顯變化，則需要考慮改變水灰比；若注入率超過30L/min，可以考慮越級改變水灰比 ；若改變水灰比之後，灌漿壓力驟然升高或者是注入率快速下降，則需要及時查清楚原因並採取措施進行處理。灌漿施工結束的標準為：灌漿壓力保持在當前施工段設計最大灌漿壓力下，灌漿注入率不超過1L/min，且持續灌漿時間超過60min，即可結束灌漿施工，注意每段施工完成後可不必待漿液凝結。

3.5 封孔

帷幕灌漿施工可採用分段壓力灌漿封孔法進行封孔。

3.6 特殊情況處理

在灌漿施工過程中，若串漿量比較大，且條件允許，可以考慮和被串漿孔並聯灌漿，但要避免巖層以及蓋板發生抬動的情況；若串漿量比較大，且無法進行並聯灌注，則需要採用灌漿塞將被串孔進行堵塞，待完成灌漿施工後將被串孔灌漿塞取下，並清理孔內，然後進行灌漿；若串孔順裂隙串的過遠，則需要調整漿液濃度，以較稠的漿液進行灌注。

3.7 質量檢查

在帷幕灌漿施工環節，質量檢查主要採用壓水試驗的方式，結合灌漿施工過程中的相關資料以及物探手段等對灌漿施工質量進行評定。質量評定標準為：混凝土和基巖接觸部分以及下一灌注施工段合格率必須100%，其餘各灌注施工段合格率必須90%以上；若不合格灌注施工段的透水率低於工程設計值的1.5倍，並且透水部位不集中，則可以認定為質量合格。

結語

水利工程基礎處理極為關鍵，採用灌漿施工技術可以有效彌補天然地基存在的缺陷，提升工程地基各方面性能，對於後續施工的開展具有重要意義，並且也能有效保障水利工程的使用壽命，使工程創造更大的社會效益以及經濟效益。

參考文獻

[1]陳夢穎 . 探究水利水電工程中的灌漿施工技術要點 [J]. 黑龍江科技信息，2014（6）：248.