刍议钢衬灌浆的施工方法

徐泽鹏，郎彦林

(黑龙江桃山水库管理处，黑龙江七台河154600)

随着水利工程的增加和水库除险加固工程的开展，防渗工程也随之多了起来，除了帷幕固结等常规的防渗方式外，振冲及钢衬灌浆也常有出现，以下阐述钢衬灌浆的方法与经验，愿与同仁讨论。

1 灌浆材料的选择与浆液配置

灌浆工程所采用的水泥品种，应根据灌浆目的和环境的侵蚀作用等由设计确定。一般情况下，应采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐大坝水泥。当有耐酸或其它要求时，可用抗酸水泥或其它类特种水泥。使用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥灌浆时，应得到设计许可。灌浆浆液水灰比不宜稀于1∶1(重量比，以下同)。钢衬接触灌浆对水泥标号和细度的要求可参照坝体接缝灌浆的相应要求。灌浆用水泥必须符合质量标准，不得使用受潮结块的水泥。采用细水泥时，应严格防潮和缩短存放时间。灌浆用水应符合拌制水工混凝土用水的要求。

水工建筑物水泥灌浆一般使用纯水泥浆液。在特殊地质条件下或有特殊要求时，根据需要，通过现场灌浆试验论证，可使用下列类型浆液:

1)细水泥浆液:系指干磨水泥浆液、湿磨水泥浆液和超细水泥浆液。

2)稳定浆液:系指掺有少量稳定剂，析水率≤5%的水泥浆液。

3)混合浆液:系指掺有掺合料的水泥浆液。

4)膏状浆液:系指塑性屈服强度＞20 Pa的混合浆液。

另外根据灌浆需要，可在水泥浆液中掺入砂。应为质地坚硬的天然砂或人工砂，粒径≤2.5 mm，细度模数≤2.0，SO3含量宜＜1%，含泥量≤3%，有机物含量≤3%;还可根据灌浆需要，可在水泥浆液中加入下列外加剂:

1)速凝剂:水玻璃、氯化钙、三乙醇胺等。

2)减水剂:萘系高效减水剂、木质素磺酸盐类减水剂等;所有外加剂凡能溶于水的应以水溶液状态加入。各类浆液掺入掺合料和加入外加剂的种类及其掺加量应通过室内浆材试验和现场灌浆试验确定。需说明的是纯水泥浆液一般可不再进行室内试验。

2 制浆的方法与要求

首先制浆材料必须称量，称量误差应＜5%。水泥等固相材料宜采用重量称量法。各类浆液必须搅拌均匀并测定浆液密度。纯水泥浆液的搅拌时间，使用普通搅拌机时，应不少于3 min;浆液在使用前应过筛，自制备至用完的时间宜＜4 h。寒冷季节施工应做好机房和灌浆管路的防寒保暖工作。炎热季节施工应采取防热和防晒措施。浆液温度应保持在5℃ ～40℃。若用热水制浆，水温不得超过40℃。

3 灌浆设备和机具

搅拌机的转速和拌和能力应分别与所搅拌浆液类型和灌浆泵的排量相适应，并应能保证均匀、连续地拌制浆液。灌浆泵性能应与浆液类型、浓度相适应，容许工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍，并应有足够的排浆量和稳定的工作性能。灌注纯水泥浆液应采用多缸柱塞式灌浆泵。灌浆管路应保证浆液流动畅通，并应能承受1.5倍的最大灌浆压力。灌浆泵和灌浆孔口处均应安设压力表。使用压力宜在压力表最大标值的1/4～3/4。压力表应经常进行检定，不合格的和已损坏的压力表严禁使用。压力表与管路之间应设有隔浆装置。灌浆塞应和采用的灌浆方式、方法、灌浆压力条件相适应。胶塞应具有良好的膨胀性和耐压性能，在最大灌浆压力下能可靠地封闭灌浆孔段，并且易于安装和卸除。灌浆压力＞3 MPa时，应配制和采用下列灌浆设备和机具:

1)高压灌浆泵，其压力摆动范围不大于灌浆压力的20%。

2)耐蚀灌浆阀门。

3)钢丝编织胶管。

4)大量程压力表，其最大标值宜为最大灌浆压力的2.0～2.5倍。

5)孔口封闭器或专用高压灌浆塞。

集中制浆站的制浆能力应满足灌浆高峰期所有机组用浆需要。制浆站应配备除尘设备，当浆液需掺入掺合料或加入外加剂时，应增设相应的设备。所有灌浆设备应注意维护保养，保证其正常工作状态，并应有备用量。

4 钢衬灌浆的施工与检验

钢衬接触灌浆孔的位置宜在现场经锤击检查确定。每一个独立的脱空区布孔应≥2个，最低处和最高处都应布孔。

在钢衬上钻灌浆孔宜采用磁座电钻，孔径≥12 mm。每孔宜测记钢衬与混凝土之间的间隙尺寸。钢衬接触灌浆也可在钢衬上预留灌浆孔，孔内宜有丝扣，在该孔处钢衬外侧应补焊加强钢板。在钢衬的加劲环上应设置连通孔，以便于浆液串通，孔径≥16 mm。

灌浆前应用风检查缝隙串通情况，吹除空隙内的污物和积水。风压必须小于灌浆压力。灌浆压力必须以控制钢衬变形不超过设计规定值为准。可根据钢衬的壁厚、脱空面积的大小以及脱空的程度等实际情况确定，一般≤0.1 MPa。钢衬接触灌浆浆液水灰比可采用 1∶1、0.8∶1、0.6(或 0.5)∶1共3个比级，必要时可加入减水剂。应尽量多灌注较浓级浆液。灌浆应自低处孔开始，并在灌浆过程中敲击震动钢衬，待各高处孔分别排出浓浆后，依次将其孔口阀门关闭。同时应记录各孔排出的浆量和浓度。在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，延续灌注5 min，即可结束。灌浆短管与钢衬间可采用丝扣连接，也可焊接。灌浆结束后用丝堵加焊或焊补法封孔。焊后用砂轮磨平。灌浆结束7～14 d后采用锤击法进行灌浆质量检查，脱空范围和程度应满足设计要求。

［1］中国水利水电基础工程局.DL/T5148－2001水工建筑物水泥灌浆施工技术规范［S］.北京:中国电力出版社，2001.