灌浆施工技术在水利水电工程中的应用之我见

王济东+陈亥坊

摘要：灌浆技术凭借其成本低、施工速度快、安全可靠等特点，被广泛应用于水利水电工程的施工处理中，灌浆施工技术的控制过程十分复杂。本文拟对水利水电施工中的灌浆施工技术进行探究，供参考。

关键词：水利水电；灌浆；施工

灌浆施工技术在水利水电工程中具有十分重要的实际意义，它的控制系统十分的复杂，并且涉及到各个方面。

1 水利水电灌浆施工技术

水利水电工程的优质建设是高效利用能源、洁净、安全的优质项目工程。其建设阶段中，灌浆施工为主体技术之一，可发挥基体加固与安全防渗功能。

1.1 无塞灌浆施工技术

无塞灌浆施工是一种由上而下，往复循环、封闭孔口的施工方式。其显著特征在于引入无塞技术，钻设较帐幕灌浆口径大76mm的孔洞，并用一根钻杆取代原复杂塞，也可利用无缝钢管完成射浆，并将相应孔隙用于回浆作用管路。完成各段灌浆施工后，可将钻杆拔出，更换钻具，并实施后续灌浆段孔洞钻设及灌浆施工，该环节省略了待凝过程。该施工技术模式特征在于可令试验环节持续时间有效缩短，提升施工建设效率。

1.2 混凝土裂缝施工灌浆技术

环氧灌浆施工技术对于泥凝土裂缝的良好修补完善具有科学可行性，并体现了经济合理性。该施工技术为土木工程建设施工中的混凝土裂缝完善修补创设了良好的实践方式途径。水利水电工程利用该技术建设小型水坝，修补抗冻地面也可利用该技术提升施工建设效果。

1.3 诱导灌浆施工技术

水利水电工程灌浆规划设计阶段中，依据不同需求，应令条件设计不仅承担泥土侧压力，同时应有效预防渗漏，提升灌浆帐幕建设质量。应科学规划管理浆液实际流动范畴，进而有效合理的进行基础工程加固。为满足上述施工建设需求，诱导灌浆施工逐步形成。从宏观角度来讲，诱导灌浆施工还涵盖电渗化学灌浆等，在施工建设阶段中发挥了显著应用效益。

1.4 高压喷射灌浆技术

高压喷射灌浆技术适用范围广，施工简便，固结体形状可以控制，原料广阔、成本低廉，设备简单、方便管理。在施工时只需要在土层中钻一个孔径为50mm或300mm的小孔，便可在土中喷射形成0.4～4.0m的固结体，施工上非常简便。在喷射过程中，通过调整旋喷速度和提升速度，增减喷射压力，可以更换不同孔径喷嘴改变流量，依照工程的需要控制固体的形状。喷射的浆液主要原料是水泥，很少使用到化学材料，有时候为了节约水泥用量，还可以在加入一定数量的粉煤灰，大大降低了注浆材料的成本，而且施工管理简便。

2、控制灌浆质量的方法

控制灌浆质量的目的随着水利工程的性质改变与设计施工的要求变化而改变。在灌浆质量控制的子系统中包括砂浆灌入的能力，可塑性大小与它的强度要求等主要参数。控制灌浆质量的方法：选择灌浆材料使其能满足预期的控制目标；协调各方面的关系，包括水文地质条件、温度场、灌浆材料性质与施工工艺、坝堤基础与混凝土的渗流场等因素。综合分析选择最优的控制方法，同时还要参考以下几种灌浆定理：

2.1尺寸效应定理。它是指渗透灌浆材料的颗粒大小d必须小于灌入缝内的缝隙Dp或者其中的孔隙大小介质R，因此称之为灌浆的尺寸效应。当灌浆的浆液为粒状时， 尺寸效应定理不仅控制它的渗流状态，同时流变效应也对它产生影响。

2.2定向劈裂定理。在应用劈裂灌浆方式的方法进行灌浆的时候，在载体最小的主应力垂直面平上必然会首先出现劈裂现象。

2.3判别劈裂定理。数值法是我们判别灌浆载体发生水利劈裂的方法，同时也是我们判别劈裂灌浆法性质的主要依据。因此只要对钻孔压水试验的结果进行可靠的分析，便可得出以下三类情况：一是流量大小與水头变化呈正比关系，此时灌浆载体没有发生水力劈裂，因为在裂隙中水是呈层流状态的；二是流量大小与水头变化呈平方根函数，此时，裂隙中填充的材料很可能被压密实，还有可能是因为裂隙被堵塞，因此渗流会呈现出紊流状态；三是流量的增长大小大于水流的增长大小，此时，可能是因为载体劈裂、填充物被冲走或者裂隙变形等因素造成渗流断面扩张。

2.4吸渗反应定理。吸渗作用是指化学浆液在渗透低透介质时主要是运用自身对载体的湿润能力与亲和能力，而不是以前所谓的压渗作用。我们用浆液与载体的接触角来表示湿润角，当浆液显现出载体的润湿相时，它们的接触角θ>90°，同时产生的亲和力F>0，吸渗作用显而易见；当灌入浆液时要借助外力灌浆时，它们的接触角θ<90°，不会产生吸渗作用。

3 灌浆施工顺序及方法

3.1 施工顺序

灌浆施工最为常见的施工顺序分为以下几种：分段式从下至上的灌浆顺序；分段式从上到下的灌浆顺序；一次性灌浆顺序。

分段式从下至上的灌浆顺序主要适合用于岩石完整且裂缝较小的灌浆孔。分段式从上至下的灌浆顺序有较高的灌浆压力，能够有效地降低施工事故和提高灌浆质量，但是该方法的操作较为费时且施工设备移动频率较为频繁。一次性灌浆顺序只适用在孔深小于10m的灌浆孔内，且只能用于岩土层裂缝较少或漏水较低情况中，否则就需采用分段灌浆顺序进行施工操作。

3.2 灌浆方式

一般情况下灌浆方式分为循环式和纯压式两种：所谓的纯压式指的是只能在岩石裂缝和所钻孔洞内进行灌浆操作，并不能把多余浆液回收利用，因此，这种方式主要应用在孔深小与土层缝隙大的工程中，其缺点为易致使微细孔洞堵塞，因此在实际的工程建设中应用并不多。而循环式指的是所灌浆量超过孔槽吸浆量时，多出浆液可以再次回返到搅拌机内，进行多次利用，通常用于孔内和孔口两种方式中，在该灌浆方法中，因为浆液始终流动，不仅能够有效地降低颗粒沉淀现象发生的几率，同时也能够提高施工质量，因此，该方式的应用较为广泛。

4 施工过程中应注意的问题

4.1 钻孔施工

钻孔时必须保证孔壁的垂直度和硬度，应卡紧灌浆塞，防止反浆现象的发生。与此同时，还应时刻关注帷幕灌浆孔深情况，当孔和孔间出现较近距离时，应做好相应的孔斜测试。除此之外，还应尤其注意钻孔的顺序，按照设计过程开展施工建设任务，从而达到降低误差的施工效果。最后，还应做好压水的试验检测工作，严控吸水率，保证吸水率符合设计要求。

4.2 冲洗施工

冲洗目的是清洁孔内的残渣，提高岩石和浆液的胶结程度，在灌浆操作环节中，必须充分利用好高压水，及时地冲洗灌浆部位，特别是应将其中的残留填充物清洁干净。在操作过程中需要注意冲洗的顺序，应保证冲洗顺序的科学性和合理性，建议先冲洗孔洞，然后冲洗岩层的缝隙，按照一次冲洗孔洞数量的情况，可以将冲洗分为单孔冲洗和群孔冲洗两类。

总之，水利水电工程灌浆施工可谓构成复杂的控制模式体系，控制过程十分复杂。为此做好科学应用控制尤为重要，灌浆施工阶段中应优选标准参数，引入现代化控制方式、优化管理手段，进而令灌浆隐蔽施工优质可控，提升管理效益，良好地实现预期目标。

参考文献：

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[2]程良奎.岩土加固实用技术[M].北京：地震出版社，2004.

[3]徐周，水利水电工程灌浆技术研究[J].中国水运（下半月），2011（12）.