浅析水利水电工程的灌浆施工技术

刘 杰

江西沃达建设有限公司

浅析水利水电工程的灌浆施工技术

刘 杰

江西沃达建设有限公司

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，然而灌浆施工过程控制是一个复杂而系统的过程，涉及的范围较广，因此有必要对水利水电施工中的灌浆施工技术进行探究。

水利水电；灌浆施工；技术；质量控制

1　灌浆施工的作用

1.1压密作用

在浆液被压入的过程会对地层产生挤压作用，从而使那些无法进入浆液的孔隙和细小裂隙受到挤密或压缩，地层密力学性能和实性都会得到提高。

1.2充填作用

浆液凝成的结石可以将地层空隙充填起来，起到阻止水流通过提高地层的密实性的作用。

1.3固化作用

地层中的粘土等松软物质可以与某些浆材发生化学反应，从而将它凝固成坚固的“类岩体”。

1.4粘合作用

利用某些浆液的胶凝性质，可以达到使己经脱松的建筑物、岩块裂缝等充填并粘合在一起的作用，从而使改善它的联合承载能力。

2　灌浆施工技术要点分析

2.1钻孔施工

灌浆孔一般用回转式钻机钻成，钻孔较浅的（小于10m）也可采用风钻或架钻的方式。灌浆技术的孔钻施工中一般要注意几个问题，其中任何一个环节处理不当都会影响水利工程的安全和质量。首先是关于孔斜率要求，由于一般的水利工程要求钻孔垂直，因此在在进行灌浆孔钻孔施工的时候，一般要求孔壁和直孔正直均匀。这样可以使灌浆塞易于卡紧，而且在灌浆时不会产生返浆。特别要注意帷幕深孔，当孔距较近时，尤其要注意测斜。其次是钻孔顺序，在进行灌浆施工时， 不论帷幕灌浆或固结灌浆孔的施工技术方法都必须坚持正确的钻孔顺序，通常要先进行一序孔灌浆，然后再依次进行第二和第三序孔，这样后序孔就可以作前序孔的检查孔，减少施工误差。然后再进行压水试验监测吸水率，只要吸水率达到设计要求，就能减少后序孔的灌浆。

2.2灌浆方式选择

纯压灌浆：这种灌浆方式是指单纯的将泥浆加压灌入成孔中，没有循环过程。这种方式应用在裂隙较大的岩层，以及孔深较浅的情况下，孔深通常不超过12m。主要利用的是浓度较高的泥浆进行灌注，这就产生了一个负面的影响，浓度过高的泥浆不容易渗透到较细小的裂隙中，这样就会影响灌注所期望达到的设计标准，控制渗漏的效果会下降。

循环灌浆：这种方式主要有孔口循环和孔内循环，通常情况下泥浆杂孔口循环的即为孔口循环，也可看做是一种纯压循环。而孔内循环则是在内外两个导管之间进行循环，并返回到孔外。循环灌注的优势是在灌注中泥浆在孔中能够形成流动，从而减小了颗粒沉淀，提高了灌浆的比例。

2.3灌浆顺序控制

灌注的顺序可以分为：一次性灌注；上而下分段灌注；下而上分段灌注。

一次性灌注：即将孔一次钻至设计深度，在沿着钻孔进行整体灌注。这种方法往往应用于孔深10m以下的工程，同时岩层的裂隙而且透水的情况不严重。否则应采用分段灌注。

上而下的灌注：这种方法是采用较高的灌注压力，以此来达到提高灌注质量的目的，从而减少施工所产生的不必要的事故。因此这种方法耗时较长，主要是需要多次钻进和钻机迁移。

下而上的灌注：这种方法和自上而下的灌注相比较，成孔而一次钻进到设计标准，然后进行分段灌浆，顺序为自下而上，每段长度为3-5m，在灌注的同时将每段灌浆通过分段塞孔的方式进行分隔，下段施工完成后方可进行上段施工。这样的方式可以节约时间，降低施工成本，提高效率。

3　灌浆施工质量控制措施

3.1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。一次性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的灌浆。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。如果采用三级的方法，可选0.4Pl、0.7Pl、P1或0.5Pl、0.8P1、P1的压力，其中P1为规定的压力大小。

3.2泥浆浓度的调整

泥浆的粘稠度可以利用水和干料的比例来表示，即水泥浆的灰水比。施工中针对不同的岩层情况所形成的缝隙的大小来控制泥浆的粘稠度，情况不同粘稠度也应进行调整。因此在灌注的过程中，应根据条件的变化而调整泥浆的粘稠度。粘稠度的改变主要依据的参数是吸浆量和灌注压力。有三种情况可以作为改变泥浆粘稠度的标准：1）灌注总量固定。也就是在同一个灌注压力下，某一级粘稠度的泥浆灌入的重量超过了设计标准，而灌注的压力和灌注中的吸浆率没有明显变化时，应当 将泥浆的浓度增加。2）灌注速度固定的是，如在某段时间内，压力下，规定灌注泥浆的总量超过标准时就应当增加泥浆的浓度。3）灌注的总量和吸收率为固定的时候，灌注压力固定单位吸收率高出了设计标准，此时应增加浓度，通常规定灌注总量为600-800升，但是应注意泥浆的总量超过规定参数的是，而单位吸收率下降增应当减小泥浆的粘稠度。

3.3灌浆完成和处理

灌浆的完成主要依据的是吸收量和灌注时间。通常在规定是时间内和压力条件下完成固定的灌注量，同时吸收率没有明显改变的情况下，就可以认为灌注完成。同时对其进行审核性检测，然后按照规范进行封孔处理。

3.4质量检验

由于灌浆属于隐蔽工程，因此在竣工后对其要进行认真的检查。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。

4　结束语

水利水电工程灌浆施工可谓构成复杂的控制模式体系，涵盖工程建设的各个层面。为此做好科学应用控制尤为重要，灌浆施工技术质量控制是一个复杂的系统，我们应高度重视灌浆施工控制措施，想方设法提高灌浆施工控制措施，以确保管灌浆施工的质量。

［1］冯忠居.基础工程［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［2］曹荣东.水利水电工程灌浆施工技术与质量控制［J］.科技风，2010，（04）.