灌浆施工技术在小型水库除险加固工程中的应用

张 伟

（绵阳佳成建设有限公司，四川 绵阳 621000）

0 前言

由于我们国家的水库修建主要集中在上世纪50年代至60年代，至今这么久的时间，不可避免的会受到水库设计、施工技术、时间和管理等原因的影响，因此工程存有自然侵蚀和人为破坏等情况，故而为了确保水库在后绪使用中能够平稳和安全，必须对当前存有的问题进行逐一修补、排查，所以除险加固是重中之重。

1 分析灌浆技术与应用

1.1 介绍充填灌浆技术

充填灌浆指的是对底层有空隙的部分进行低压灌注。是以填充和渗透为理论前提，应用低压与浆液自重来完成灌注工作。

例如某水库主坝的上游坝未出现滑坡迹象，可是由于它的土压实度未达到规范要求，对坝外坡坡脚造成破坏，使排水效果大打折扣，坝体也发生了渗漏。为了彻底清除工程隐患，我们对除险加固进行拟防渗工作，并且改建了坝面护坡。根据实际情况，加固设计应用的是充填灌浆技术。以坝体防渗和坝基防渗为主。其方法为采用机械灌浆，对坝体和坝基形成密实保护，大大提升防渗透效果，进而确保堤坝的安全。

水泥黏土浆液为主要灌浆材料，其中水泥为20%。因为本水库主坝坝高是17.6米，结合地质勘测数据，灌浆深度必须达到岩层以下三米。其左岸均为较厚的山体，所以帷幕灌浆范围向两侧坝肩各延长5m，灌浆长度则为566m。灌浆孔中心线距离坝顶上游侧2米，分两排来布置灌浆孔，孔距是2米，排距为1.5米，需要安置376个灌浆孔。

1.2 分析劈裂灌浆技术

劈裂灌浆是在灌浆前，采用大于临界水压的压力值对土层进行劈裂。这等同于在充填灌浆的前提之上增强压力，有计划的对坝体劈裂进行控制，之后对洞穴及裂缝采取灌浆施工。

比如某水库对坝坡开裂缝隙施行过开掘与回填夯实措施，并且加固加厚了此大坝。可是由于水库使用年代较久且缺乏维修资金，部分设施存在老化情况。对于这种情况，就需要对坝体进行劈裂灌浆的加固措施。具体操作为,沿着坝轴线的方向按照梅花状进行布置，采用这种操作方法能够使灌入的浆液比较集中，能够形成一个防渗带，从而达到止水防渗的目的。灌浆孔为两排，排距约1m，孔距约2m，孔径为100mm，根据各孔位置，孔深超过坝基地1m 深为准，灌浆孔110 个。

在这一情境之中采用劈裂灌浆进行防渗,重点考虑了该大坝的特定的应力分布状况，并不是说所有的土体都能够进行定向劈裂。假如灌浆施工没有控制好，很容易对大坝造成伤害。劈裂灌浆的施工具有一定专业性，要保障灌浆质量，除了需要一个技术精良的施工队伍,同时还需要拥有对施工过程进行全面监测的手段和方法,即使出现了问题也能够及时地采用相应的措施进行处理。相反,如果不具备这些条件,劈裂灌浆则会变成破坏灌浆。

1.3 固结灌浆

固结灌浆:这种灌浆方式的应用是为了达成提高地基或者围岩完整性的目的。同时增强地基或者围岩的综合性能，例如提升边坡的稳定性、增强围岩的防渗效果等等，从而对发生破碎的岩层进行灌浆加固。

某水库出现漏水现象，虽然对坝体进行了水泥固结灌浆的修补，但是水库仍然没有彻底除险，还存在着许多问题,威胁着水库的安全运行。针对这一状况,需要采用灌浆技术对坝体进行灌浆，做好边坡损坏部分、排洪通道以及坝身内坡陷坑部分的除险加固施工。具体操作为,对坝体做好水泥固结灌浆工作，顺着坝轴线布置，使之呈梅花状。此种操作方式能够确保灌浆更集中，进而成为有效的防渗带，从而达到止水防渗的目的。灌浆孔为两排，排距约为1m，孔距3m，孔径约100mm，依照每个孔的位置，孔的深度需要超过坝基1 米，孔的总数为101 个。待施工完成之后，通过围井布置模式来检查施工作业。

2 分析灌浆施工技术适用条件与优缺点

静压灌浆就是确保进浆管不动，通过浆液来完成灌注。静压灌浆分为充填灌浆和固结灌浆。整体来讲，有一定压力，进浆管若保持不动这称之为静压灌浆技术；从狭义上看,这主要指的是基岩灌浆。静压灌浆主要适用于淤泥质土、粉质粘土、砂土、砺石等松散的地层。如果遇到漂卵石地层,这需要分析漂卵石大小，再做定论。漂卵石块径过大的话，静压灌浆无法喷开，搅动效果不好，导致胶结效果差，达不到防渗的目的。所以，如果想在这种漂卵石地层进行静压灌浆是必须要进行相应实验的。现在，针对大的漂卵石，尤其是含泥沙的，灌浆工艺还是存在很多问题的，例如高喷灌浆不能喷开，那么静压灌浆肯定也不能灌好。

分析充填灌浆的优缺点：这种方法不用降低水位,也不需要围堰就可以进行施工,但是施工期较长。可以在坝体内形成笔直而连续的放渗透墙，堵住漏水的通道，增强坝体的防渗透能力,同时还通过浆与土的互压使得坝体、坝基内部的应力进行重新分布，提高其稳定性。同时还能够充分利用上游的干砌石。灌浆防渗的技术要求比较高,同时整个施工的过程必须要对大坝的稳定性进行严密而及时的检测;而从施工的质量上来看,灌浆防渗的施工过程都是在坝体内进行的，其质量难以把控，而且灌浆防渗的寿命较短。

灌浆压力必须要合理控制，所采用的压力不可能超过土体的抗裂能力。土层防渗透处理最先使用的就是充填灌浆技术，可是实践证明，此种技术封闭效果不理想，防渗透作业较差，所以不适合土层大面积防渗透处理，而仅适用于性质和范围都已明确的局部隐患的处理。

3 几点建议

（1）为了方便调查岩石的透水率，在压水试验时，需要应用高压方法将水压进钻孔，之后依照岩石吸水率计算岩体裂缝的发育程度。压水试验是采用止水设备把一定距离的钻孔试验段隔开，之后通过水头向此段钻孔并压水，那么水就能够经过孔四周裂缝向岩石内渗透，最后渗透的水量会逐渐趋于一个稳定的数值。

（2）对于灌浆压力的控制需要灌浆尽可能地采用较高压力，但是还应该控制在一个较为合理的范围内。灌浆压力的大小与岩层性质和孔深等因素相关,需要通过实践来确定,并进行下一步的检验和调整。

（3）劈裂灌浆在土坝中的防渗透应用,主要是从堤坝特定的应力分布状况进行考虑，这不代表着所有的土体都适用此种方式。这种施工方法假如在施工过程中控制不当，容易对堤坝造成非常严重的伤害。这些防渗透加固措施的工程措施又可以分为好几种施工方法，同时在处理复杂的堤坝渗透状况时，丰富的防渗措施能够提供许多参考依据，可是这也让技术选择的难度增强了。所以，灵活应用各种技术，才可以使其达到最优效果。总之，现在劈裂灌浆技术较成熟，效果显著，所以被应用在许多水利工程中，并发挥了优良效果。此种技术在实际操作过程当中还存在着一些问题,比如施工时间长,施工技术理论不完善等,所以还需要对其整个施工工艺流程进行进一步的探究。

4 结语

综上所述，由于灌浆施工技术具有环节多且复杂，会受到很多因素的影响，同时各种施工技术都存在一点的优劣点以及其各自适用的范围和条件,因此当我们对各项灌浆施工技术进行选择时，必须要将实际情况以及工程进度等因素考虑在内。在实际施工过程中,必须从原材上把好质量关，控制好工程环节中影响施工质量的各种条件和因素，并且还需要把施工后的养护工作和验收工作做好，通过应用高效、科学、恰当的灌浆防渗加固技术为水利水电工程的建设保驾护航。