有关于灌浆水利水电工程灌浆施工技术运用

摘要：本文介绍了灌浆施工在水利水电工程中的应用，针对水利水电工程灌浆施工技术及质量控制等问题进行了探讨。
关键词：水利水电工程；灌浆施工；技术应用；质量控制
Abstract: this paper introduces the application of grouting construction in water conservancy and hydropower engineering, in view of the water resources and hydropower engineering problems such as grouting construction technology and quality control are discussed in this paper.
Keywords: water conservancy and hydropower engineering; Grouting construction; Technology application; The quality control
2095-2104(2013)
水利水电灌浆施工过程控制是一个复杂的控制系统，涉及到方方面面。要作好灌浆过程的施工，首先要做好一系列的施工控制，并结合施工工艺技术，选取具体的参数、控制手段和方法，才能使灌浆这一隐蔽工程作到可控，从而达到预期的灌浆施工目的。因此，对水利水电工程灌浆的施工技术进行具有一定的实际意义。

一、灌浆施工在水利水电工程中的应用

1、灌浆施工在水利水电工程中的作用

水利水电枢纽担负着提供人民生活用水、农业灌溉水源等多重功能, 并具有重要的防洪抗灾作用。我国的水利水电枢纽类型多、分布广，经过多年的建设和运行,目前国内适合用于建设河坝、水库的地基已经越来越少, 必须通过地基加固处理技术使其达到水利水电工程施工的稳定性要求,同时,工程建筑物的老化也带来了严重的渗透问题,如不及时进行防渗处理,轻则降低水利水电枢纽的运行效益,重则可能导致严重的工程事故,对人民生命财产安全造成威胁。
作为水利水电工程中地基处理与防渗加固中最常见的技术措施,灌浆施工的质量直接决定着水利水电枢纽运行的可靠性及其功能与效益, 必须得到相关施工人员的重视。然而水利水电工程施工因其地质、气候、功能类型等的不同具有相当大的差异,实际工程中技术关节复杂,影响因素较多,这就要求施工人员从整体上把握工程特点,选取合适的灌浆方法和手段,严格进行原材料把关,并进行合理的养护与验收工作, 保证灌浆施工的质量。

2、不同工程条件下采取不同的灌浆方法

常见的灌浆方法包括适用与土坝或宽心坝坝体的劈裂式灌浆,适用于卵砾石层的防渗帷幕灌浆,以及对地质条件、机械设备要求较高的高压喷射灌浆等。而在水利水电工程的地基处理中,则应针对不同地基采用相应的措施:①对于正在冒水的地基应根据冒水量和冒水是否集中等条件进行判断, 冒水量大的应在裂隙相交处钻若干深孔及浅孔,埋入孔口管将水引出,以麻刀、棉纱等封堵裂缝后以砂浆填槽,先用低压对浅孔灌浆,浆凝后再用高压对深孔灌浆;对冒水量小的,可通过U形槽以速凝砂浆对裂隙进行灌浆处理。②对于存在大吸浆量情况的地基,通常采取降压或自流式灌浆,在砂浆中加入速凝剂并提高其浓度,同时限制其注入率,或采取间歇方式关键,待凝一段时间后扫孔、复灌, 复灌时争取在设计压力下结束灌浆。③针对特大漏水通道有水流作用或倾角较陡的大孔洞可使用稠水泥浆冲灌粗砂与砾石,或以浓浆冲灌级配粒料,在中途将缝隙堵住;而无水流作用或倾角较缓的裂隙,则可采用定量灌浆的方式,灌注混合浆液或稳定浆液。④在岩溶地段,地基应根据有无填充物进行处理。有填充物的情况下,可采用将带孔眼的钢管插入溶洞内的方法, 以高压灌浆设备将水泥浆射入人造孔壁中,并籍高压水泥浆的劈裂作用,使水泥浆以条带状向土体中穿插,纵横交错形成网格包裹;在无填充物时,可直接回填高流态混凝土或扩大灌浆孔孔径, 向孔内投入干净碎石后再灌入水泥砂浆。

二、水利水电工程灌浆施工技术

1、灌浆孔钻孔施工

1)对孔斜率的要求
在灌浆孔钻孔施工时通常要求孔壁和直孔要保持正直和均匀，这对于帷幕深孔更为重要。
2)钻孔顺序要求
在进行灌浆施工的时侯，都要按照施工顺序来进行每个环节。这种情况下，只有在进行进行一序孔灌浆的基础上才能依次进行第二和第三序孔，这样后序孔就可以被前一序孔的灌浆孔作为检查孔，然后再进行压水试验，检测吸水率，这样就能为序孔的灌浆施工省去很多工序。
3)裂隙和钻孔的冲洗
在灌浆之前要对钻孔及裂隙进行冲洗，从而确保缝隙和钻孔内没有岩粉和铁砂粉等物的存在。在进行冲洗时可通过钻杆作用，用压缩空气或压力轮流吹洗裂隙较少的以及较为完整的岩层。

2、灌浆施工

1）浆液材料基本要求
常用的水泥浆材料有水、水泥、粉煤灰和外加剂等。制成的浆体一是要拥有良好的和易性、可泵性，另外还要具有良好的保水性。可在在浆液里加入一定量的膨胀剂，从而可以使施工过程中减少浆体的干缩现象。流动度为影响可灌性的主要因素，随着流动度的提高可灌性也会变好。对于掺了减水剂浆体的流动度可为12s，对于不掺减水剂水泥净浆的流动度要大于16s，通常要把流动度控制在26s以下。
2）灌浆方式
①纯压式的灌浆
不用进行返回循环，而直接将浆液沿着灌浆管压入钻孔的灌浆称为纯压式灌浆。对于裂缝较大的岩层经常会使用这种方法，但要注意通常将孔控制在10m～12m即可，不宜将其弄得过深，最后还需要使用较为浓稠的浆液进行灌注，但是， 该方法还存在一些不足的地方，即使用该方法细小的裂隙就很容易堵塞，使得灰浆无法填满缝隙，从而就很难达到预期的效果。
②循环式的灌浆
循环式灌浆的两种形式是孔内循环和孔口循环。孔内循环是指在内外两管之间的空隙进行循环。浆液仅在孔口进行循环的是孔口循环，实质上，该方式是一种纯压式的循环。循环式灌浆方法可以使孔段中的浆液一直保持流动的状态，这就大大减少颗粒的沉淀，使灌浆质量得到提高，因此，该方法被广泛应用。
3）灌浆顺序
①自上而下的分段灌浆法
该方法通过采用高灌浆压力来保证灌浆质量并大大减少施工中的事故，岩层较破碎的地区较适合使用该方法。当孔钻到3m～5m深时，要及时对其进行冲洗、压水以及灌浆，只有到灌浆凝固后方可以进行下一段的钻孔和灌浆。但是方法较为费时，且需要多次移动钻机和灌浆机械。
②自下而上的分段灌浆法
该方法最重要的是要将孔一次性钻好，且要从上往下分段进行灌浆，并且按3m～5m的标准来分段，在灌浆时要以灌浆塞才可进行分段塞孔，并要使得上段与下段的灌浆保持连续性，从而节约搬运灌浆设备的时间，使施工进程加快。然而，该方法的不足之处在于该方法仅适合于岩层倾角不大或岩层比较坚硬的地区，且不能全面保障施工的质量。
③一次灌浆法
使孔一次钻到最深，然后灌浆时再沿着钻孔的全长

源于：论文格式要求www.udooo.com

进行是该方法的核心。该方法适合裂缝较少的岩石，或10m以下的孔深孔内，或在透水较小的时候进行灌浆，否则，就必须使用分段方法来进行不同压力的灌浆。
4）灌浆技术的实施
通常要布设3～5个孔位实施灌浆，还需要按照混凝土的面板尺寸、灌浆机械以及裂缝状况等进行确定。灌浆孔大小要和灌注嘴大小一样。要从沉降量大的地方开始灌浆，并采用由远到近、由大到小的顺序进行。

三、水利水电工程灌浆施工中的质量控制

1、灌浆压力控制

灌浆压力主要有两种控制方法，第一种是一次升压法，第二种是分段升压法。适用于裂隙不甚发育、透水性不大、且岩石较坚硬和完整的情况下进行灌浆的是一次性升压法。使用该方法进行灌浆，要尽快把它的压力升到标准压力，在标准压力下，要在浆液的累计吸浆量达到一定程度后进浆液配合比的调配行，并逐级加浓浆液浓度，使得单位吸浆量逐渐减少，达到灌浆结束标准后为止。
在遇到基础岩石渗水性严重、吸浆量大的情况使用分段升压灌浆。使用该方法进行灌浆时，要先将压力分成几个阶段，然后将压力逐渐升高到规定的标准值。
在某一级压力下的灌浆过程中，如果单位吸浆量超过一定的程度，须要降低一级压力之后再继续进行灌注，不宜有太多的压力分级，通常只要将其分成两个或三个阶段就行。如果采用的方法，可选0．4Pl、0．7Pl、P1或0．5Pl、0．8P

1、P1的压力，其中P1为规定的压力大小。

2、质量检验

1)孔的设置要进行检查，要钻取岩芯才可以进行固结和帷幕的灌浆，并要注意观察胶结情况，要对所有检查孔进行压水试验，帷幕灌浆时要检查对孔数，且要按照灌浆孔总数10％进行布鼍，孔径应该大于110mm。固结灌浆布置时要根据其5％进行，并设在有可能会出现问题的位置，满足其孔径大于l40mm。
2)认真检查原始的记录，并综合分析灌浆资料。
3)对孔进行压水试验检查时，要根据单孔压水试验操作规程，并按照50.6kPa、101.31kPa和151.9kPa这三个不同的压力阶段进行。在试验之前，要用相当于1.5倍左右设计水头的压力对孔进行压水的冲洗，直至流量获得稳定后，三个阶段的正式压水试验工作才可以进行。
参考文献：
刘祖斌.混凝土配合比设计及性能试验研究[J].中国农村水利水电, 2012.
程黎明,蒋敏,王东.重力坝外观变形统计模型研究[J].中国农村水利水电, 2012.