固结灌浆在某水库工程的应用分析

□王伟□郭胜利（济源市水利工程地质勘察钻井队）

固结灌浆在某水库工程的应用分析

□王伟□郭胜利（济源市水利工程地质勘察钻井队）

固结灌浆是为了改善节理裂隙发育或有破碎带的岩石的物理力学性能而进行的灌浆工程。固结灌浆是水工建筑物地基处理的主要方式，不仅能提高岩石的物理力学指标,还能提高地基整体性、承载力和抗变形能力，因此被广泛采用。文章以某水库为例，详细介绍了固结灌浆实验，及其施工工艺，通过实际工程应用情况证明固结灌浆施工方案合理，效果良好，达到了预期目的。

固结灌浆；实验；工程应用；施工工艺

1 工程概况

某水库位于河南省济源市，工程由混凝土面板堆石坝、泄洪洞、溢洪道及引水发电系统组成。水库枢纽工程控制流域面积为9223km2，总库容为3.17亿m3，最大坝高为122.50m，正常蓄水位为275m。

泄洪洞设低位和高位两条，平行布置。1＃泄洪洞为低位洞，进口底板高程为190.00m，为城门洞形，洞身长552m，下游出口设挑流鼻坎，鼻坎高程为179.70m;2#泄洪洞进口底板高程210m，为城门洞形，洞身长582m，下游出口设挑流鼻坎，鼻坎高程为179.30m。

2 固结灌浆

固结灌浆主要是用压浆设备把浆体打入桥梁石的缝隙或者空隙之中，目的是为了增加地基岩石的承载强度。在岩石地基上建坝，一般多进行固结灌浆。固结灌浆主要作用是：提高岩体的抗压强度与弹性模量;增强岩体的整体性与均质性;减少岩体的变形与不均匀沉陷。

固结灌浆依据深度不同，可以分为三类，具体情况见表1。

表1 固结灌浆分类表

3 固结灌浆在工程中的应用

泄洪洞灌浆顺序为先固结后回填。固结灌浆前先做灌浆试验，以确定灌浆压力、比级、吃浆量、抬动值等指标。洞室采用有盖重灌浆。

根据设计要求，本工程的整个洞段均进行固结灌浆，灌浆孔深入围岩3.00m，灌浆孔间排距3.00m。

3.1 固结灌浆试验

在洞内某区域按排距3m正方形布孔。灌浆试验为两序，共9孔。先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔。抬动试验和生产性灌浆试验同时进行。生产性试验区域内的孔，均安装地表抬动测量装置（千分表）。试验孔平面布置如图1所示。

图1 试验孔布置图

3.2 固结灌浆试验的目的

通过灌浆试验提供合理的施工程序及良好施工工艺，确定浆液配比、灌浆方法及验证设计灌浆压力的可行性；观测在规定压力下基岩的抬动变形是否满足《技术标准》的要求；及时发现灌浆中出现的问题，并找出解决办法，确保灌浆施工质量；编写固结灌浆试验成果报告，作为该洞室灌浆设计和施工的主要依据，使设计和施工更符合实际情况，布局更为合理。

3.3 在工程中的具体应用

固结灌浆在本工程的施工工序为：施工准备→测量放样→钻抬动观测孔→安装抬动观测仪→钻灌浆孔→洗孔→压水→灌浆→封孔→钻检查孔和灌后测试→声波检查→封孔。

3.3.1 钻孔

采用YT一28型潜孔钻机进行钻孔，先钻Ⅰ序孔，待Ⅰ序孔灌完后再钻Ⅱ序孔。孔深深入基岩≥3m，钻孔为铅直孔，孔径为76mm。钻孔孔位偏差应＜0.10m。要完整、及时、准确记录钻孔，每个钻孔结束后，应对钻孔进行验收工作，合格后方可进行下道工序的施工。

3.3.2 冲孔

成孔后采用高压水脉动方式进行单孔裂隙冲洗，冲洗压力为灌浆压力的80%，冲出孔内岩粉等杂物，冲冼到返清水为止。

3.3.3 压水试验

为便于分析判断灌浆效果，采用单点法进行压水试验，压水试验压力为灌浆压力的80%，试验孔数≥总孔数的5%。压水时间为20min，将压力调到规定值并保持稳定后，每5min测读一次压水流量，以最终流量作为计算流量。压水试验采用灌浆自动记录仪，清晰、准确地做记录。最后根据水压力和试验段长计算透水率。

压水试验结果按公式（1）计算。

式中：q─透水率，Lu；Q─压入流量，L/min；P─作用于试段内的全压力，MPa；L─试段长度，m。

在作简易压水试验时，如果钻孔外漏水严重或压力表读数始终为零，不能取得有效的资料时，可不进行压水试验，直接进行灌浆。

3.3.4 制浆

灌浆采用42.50级普通硅酸盐水泥，水泥细度要求通过80μm方孔筛的筛余量≤5%；水泥采用河水拌制。

制浆时水泥和水必须称量准确，以kg为单位，称量误差＜5%。水泥以袋为模数，水量由桶内的水位高度来换算。同一配比的水泥应尽可能使用同一个配合量及2～3个合适的水量。

使用灰浆搅拌机搅拌均匀，并用比重计测定浆液密度，搅拌时间≥30min。浆液自制备至用完的时间＜4h。浆液由搅拌筒放入贮浆筒时应过筛。各级水灰比浆液必须搅拌均匀，待检测比重符合要求后方可进行灌注。

3.3.5 灌浆

固结灌浆采用纯压式灌浆法，按环间分两序、环内逐渐加密的原则进行。先灌Ⅰ序孔，后灌Ⅱ序孔。灌浆时止塞器止塞在孔口岩层内，灌浆段长为5m。灌浆压力为设计灌浆压力0.50MPa。水灰比采用2：1、1：1、0．5：1等三个比级，开灌水灰比采用2：1。当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。灌浆浆液应由稀到浓逐级变换。

灌浆自动记录仪安装在孔口进浆管管路上，灌浆开始后待回浆管路回浆后调升灌浆压力。灌浆压力应尽快达到试验规定数值，但注入率大时（＞过30L/min）应分级升压。

灌浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变较大时，应立即查明原因，采取相应的措施处理：如果管路发生堵塞应立即查明堵塞部位，疏通或更换管路；如果机械发生故障应立即修理并尽快投入使用；如果压力表突然损坏不能指示正确压力时，应立即更换压力表。

3.3.6 封孔

灌浆孔灌浆和检查孔检查结束后，应排除钻孔内的积水和污物。封孔采用“压力灌浆封孔法或机械压浆法”，浆液水灰比为0.50：1；孔口段采用人工封口，

每个钻孔均应有灌浆记录和封孔记录。

3.3.7 质量检查

灌浆结束后，对灌浆质量效果会同监理进行检查验收，检查方法以压水试验为主，超声波检查为辅，结合钻孔资料、灌浆记录和其它资料，综合分析评定。

超声波检查在固结灌浆结束14d后进行。在灌浆区段中心部位按等边三角形钻取3个检查孔，孔距1.00m，入岩孔深3.00m。

超声波检查前，先用高压水清洗检查孔，再在检查孔内注满清水，安装超声探头至孔底，手握三根导线同时缓缓提升探头至孔口，并进行岩体波速数据记录。

4 固结灌浆在工程应用中应注意的问题

固结灌浆施工过程中每一步都是非常重要的，如果有某个小环节出现问题，那么整个工程施工质量与施工进度都将会受到不良影响，因此要求在具体施工中严格依照施工方案和相关规定进行施工，每个环节都要做好记录。

固结灌浆施工过程相对复杂，因此施工人员需要认真对待，责任到人，严格按照规范和规程进行施工。施工工地的周边需要摆放安全警告标志，严格限制任何闲杂人等进入施工场地。

为保证整个建设工程的顺利完成，施工开始前，需要严格制订管理条例，设计好安全管理体制，严格依照具体的规定内容完成制度化规范操作。

5 结语

固结灌浆是一种隐蔽性较好的工程建设，在实际施工中充填和灌注的效果必须在施工建设完成检测后才能确定，本次结合工程实例进行固结灌浆，通过效果可知，选择的固结灌浆方式是合理可行的，达到了设计要求。

[1]陈红伟，徐宇翔．固结灌浆法在桥梁地基处理中的实际应用探讨[J].河南科技，2014(24)．

[2]罗红琦，邢芳.燕山水库固结灌浆和帷幕灌浆的质量控制[J].安徽建筑，2011(5)．

[3]王大辉.某二级水电站坝基固结灌浆和帷幕灌浆施工技术[J].中国新技术新产品，2010(10）．收稿日期：2016-06-15

（责任编辑：左英勇）

TU472

A

1673-8853（2016）09-0043-02