水库大坝的灌浆施工分析

何素香

(福建省莆田市水电工程处，福建莆田351100)

水库大坝的灌浆施工分析

何素香

(福建省莆田市水电工程处，福建莆田351100)

近些年来，随着水利工程施工数量的日益增加，越来越多的灌浆施工技术开始应用于水利工程及桥梁的施工中，对提高当前水利工程的施工效率和施工质量发挥了重要的作用。结合具体的工程实例，就水利工程中灌浆施工的技术要求进行说明，最后对水利工程灌浆施工的施工要点进行分析。

水利工程;灌浆施工;帷幕灌浆;施工技术;要点

1 工程实例概况

1.1 工程概述

该水库正常蓄水位872 m，总库容12.17亿m3，电站总装机240 MW，工程规模为大型。大坝为混凝土双曲拱坝，坝顶高程875.00 m，最大坝高115 m。现即将进行大规模的帷幕灌浆施工，为确定适宜于大坝帷幕灌浆施工的钻灌参数、施工工艺等，根据设计要求，在正式施工前进行非生产性试验。

1.2 试验目的

1)观测帷幕灌浆试验区灌浆前、后单位吸水率、耗浆量的变化值，以确定钻孔及灌浆施工参数。

2)观测帷幕灌浆在设计压力下施工时该部位变形特征等。

3)通过分析帷幕灌浆试验区的地质情况，来判断帷幕灌浆试验区有无集中渗流的部位等。

4)分析灌浆施工方法和施工程序、施工工艺对灌浆施工效果的影响。

1.3 试验场地的选择

根据主体工程混凝土浇筑的具体情况，决定在14#坝段进行帷幕灌浆试验，以12个孔作试验孔，主帷幕试验孔6个，副帷幕试验序孔6个。

帷幕灌浆试验孔与设计帷幕灌浆孔成梅花型布置，并向下游侧移0.4 m。其孔深与本坝段设计孔深一致，主、副帷幕灌浆孔各分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序。

2 水利工程中灌浆施工的技术要求

2.1 灌浆方法

灌浆方法可分为全孔一次灌浆法、自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法等。其中，全孔一次灌浆方法就是将孔一次钻完，然后全孔段一次灌浆。这种方法施工简便，在基岩比较完整而地质条件比较复杂的情况下比较适用;自下而上分段灌浆法是将灌浆孔一次钻进到底，然后从钻孔的底部往上，逐段安装灌浆塞进行灌浆，直至孔口的灌浆方法;自上而下分段灌浆法是从上向下逐段进行钻孔，逐段安装灌浆塞进行灌浆，直至孔底的灌浆方法;综合灌浆法是在钻孔的某些段采用自下而上的分段灌浆方法，另一些段采用自上而下分段灌浆的方法。

2.2 灌浆施工说明

2.2.1 灌浆施工材料

采用水泥浆作为灌浆材料，使用的水泥为 P.O42.5普硅水泥，不得使用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥，水泥细度要求通过80 um方孔，筛余量≤5%。材质应新鲜，而且要有相应的质量合格证明，同时材质不能有结块或潮湿现象，一定要确保存在质量问题的水泥不准投入施工使用。

2.2.2 灌浆施工方法

同一施工面采用一台灌浆泵灌一个孔，灌浆记录采用相应的灌浆自动记录仪，按照与灌浆泵相配套原则。

2.3 灌浆参数

2.3.1 灌浆压力

施工过程中应严格控制灌浆压力。为了能尽快达到规定的灌浆压力，在灌浆孔吸浆量较小的情况下，一般采用一次升压法;对于缓慢升到规定的灌浆压力的施工，一般采用逐级升压法。其中灌浆压力可以通过灌浆试验以及相关计算公式来确定。

2.3.2 浆液水灰比及变浆标准

采用一定规格的水泥按 5∶1、3∶1、2∶1、1∶1 、0.6∶1、0.5∶1 6个比级进行灌浆，灌注细水泥浆液时，采用水灰比为1∶1、0.8∶1 、0.6∶1 或 2∶1、1∶1 、0.6∶1 3 个比级。

2.3.3 变浆标准

1)灌浆时，在灌浆压力不变的情况下，在压力持续升高，而注入率不变或注入率持续减少时，要保证水灰比不变。

2)在灌浆过程中，如果灌浆时间＞1 h，或者某一比级浆液注入量＞300 L，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不明显时，应加大浆液灌注的浓度。

3)灌浆试验过程中，如遇吸浆量特大需改变水灰比灌注，按要求应逐级变浓，不能越级变浓。

由图2可知，感官评分与红茶浓度和浸泡温度具有明显的二次抛物线关系，随着浸泡温度和红茶浓度的增加，感官分值呈现先增加后下降的趋势。当A因素(红茶浓度)和C因素(浸泡温度)向峰值方向移动时，C因素等高线密度明显变小。当C因素水平较低时，等高线密度较稀疏；当C因素水平达到35 ℃以上时，响应面变陡，等高线密度变密，表明C因素在高水平时对响应值的影响显著。当A因素水平较低时，响应面较陡，等高线密度较密，表明A因素在低水平时对感官分值影响显著。

4)在灌浆过程中，如果灌浆注入率突然增大或注浆压力突然增加时，应采取相应的措施处理，随时跟踪调整。

3 水利工程中灌浆施工要点分析

3.1 灌浆封孔

本工程采用压力灌浆封孔，具体施工方法如下:要确保每个帷幕灌浆孔全孔灌浆结束经监理人及时验收合格后才能进行封孔。灌浆结束后，采用全孔压力灌浆封孔法进行封孔，灌注水灰比为0.5∶1的浓浆置换，进行孔口封闭，其压力可采用该孔的最大灌浆压力，当注入率≤1 L/min时灌注60 min结束。待孔内水泥浆液凝固后，选用砂∶水泥=1∶2的水泥的砂浆，水灰比≤0.6，自下而上逐渐填实。回填封孔必须保证孔内回填材料本身填密压实，回填料与孔壁结合紧密，不留空穴、不漏水。

3.2 灌浆过程中特殊情况的处理

3.2.1 中断处理

灌浆应连续进行，若因停水、停电或机械故障中断，应尽快恢复灌浆。中断时间＞30 min时，应立即冲洗钻孔，或必要时进行扫孔，然后再恢复灌浆。恢复灌浆应采用最稀浆液。如吸浆量与中断前相近，则尽可能换到中断前的水灰比，否则应逐级变浓。吸浆量较中断前减少很多，需考虑补孔重灌。

3.2.2 串孔处理

1)如被串孔正在钻进，应立即停钻。

2)如串浆量不大，在被串孔内采取冲洗措施，使水泥浆不致充填孔内，可延续灌浆。

3)如串浆量大，应用灌浆塞将被串孔塞住，单对灌浆孔进行灌浆。结束后，立即将被串孔的灌浆塞取出，并扫孔洗净，进行补灌。

3.2.3 冒浆处理

在灌浆施工过程中，如果发现注浆孔的表面有冒浆现象

3.2.4 特大耗浆处理

在经过正常变浆，且浆液比级已达水灰比0.5∶1后，如果灌浆孔吸浆量仍不能得到控制，以致灌浆难以结束时，可以根据具体情况采用限流、限量、低压以及间歇灌浆等方法来进行有效的处理。

3.3 灌浆效果的检查

1)灌浆施工结束后，检查孔所进行的压水试验成果为主，在结合灌浆资料的情况下对灌浆效果进行综合评价，其中，检查孔的部位由监理工程师现场指定。一般而言，检查孔数量为钻孔总数的1/10，检查孔在该部位灌浆完成14 d后，采用单点法进行压水试验。

2)灌浆质量压水检查时要确保接触段及其下一段的合格率为100%，在以下各段的合格率应保证＞90%，当设计防渗标准为1 Lu时，不合格试验段的透水率值不超过设计规定值的200%，当设计防渗标准为3 Lu时，不合格孔段的透水率值不超过设计规定的150%，且不合格孔段的分部不集中，灌浆质量可认为合格。

3)钻孔过程中应每隔5.0 m测量一次孔斜、孔向偏差，当偏差超过允许值时及时采取纠偏措施进行处理，若处理无效，应报监理单位研究处理措施。

4 结语

为确保灌浆施工质量，施工前对所有进行施工作业人员进行培训和考核，经考核合格后方可上岗。施工期间，采用三检制原则对施工过程中的关键环节进行监控，如孔深、孔斜、水灰比的采用、灌浆段长等作为重点检查。对检查孔的压水试验必须有监理工程师或质检人员在场时进行，确保试验的真实性。用于灌浆试验的水泥应符合规定的质量标准，不使用过期、受潮结块的水泥，细度不符合要求的水泥严禁使用。在进行灌浆试验时，一切施工操作程序、工艺严格按照监理工程师的意见及招标文件执行。

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［2］张海峰.水利水电工程中灌浆施工要点分析［J］.城市建设理论研究，2011(09):22-25.

［3］周波.关于水利水电工程中灌浆施工的几要素［J］.山东水利，2009(06):16-18.

TV212

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1007-7596(2012)09-0115-02

2012-09-04

何素香(1976-)，女，福建莆田人，工程师，从事水利工程施工工作。