大坝坝基固结灌浆施工技术探讨

□吴小毛（江西省河道湖泊管理局）

大坝坝基固结灌浆施工技术探讨

□吴小毛（江西省河道湖泊管理局）

固结灌浆技术常用于水电工程破碎岩体的综合处理,可以有效地提高岩体的强度、完整性及渗透性能，因此固结灌浆对大坝的正常运作有着非常重要的影响，为了确保大坝的运行效果，应不断加强坝基的固结灌浆施工技术的质量。文章结合具体的大坝坝基施工实例，简要探讨坝基固结灌浆技术的具体施工过程，希望能对类似工程起到借鉴作用。

大坝坝基；固结灌浆技术；施工技术

1 引言

固结灌浆技术主要是指将水泥浆液通过钻孔压入到岩层的裂缝之中，在水泥浆液凝结之后即可对岩层的整体硬度起到提高的作用。固结灌浆施工是针对岩石施工中整体性和抗渗性进行操作的。在水利工程中采用固结灌浆技术可以有效地提高坝基的强度和稳定性，因此在水利工程中得到了非常广泛的应用。固结灌浆技术对大坝的正常运作有着非常重要的影响，为了确保大坝的运行效果，应不断加强坝基的固结灌浆施工技术的质量。笔者结合具体的大坝坝基施工实例，简要探讨坝基固结灌浆技术的具体施工过程。

2 工程概况

桐溪坑拦河坝座落在德兴市境遇内,工程等别为Ⅳ等,主要建筑物翻板坝和放空闸、人行便桥为4级建筑物,设计洪水标准为20 a一遇，校核洪水标准为50 a一遇,施工导流为5级建筑物,其设计洪水标准为5 a一遇。桐溪坑坝址设在桐溪坑支流出口上游。桐溪坑支流出口上游河道宽度约130 m，坝址外河道宽度139 m，河床平坦。桐溪坑坝址处左右现状防洪堤为重力式防洪墙，墙顶(地面)高程为45.06 m，墙后地面高程为44.00 m。溪坑拦河坝基础座落于强风化砂岩(泥岩)上，岩石层理发育，岩石呈层状产出，物理力学性质较差。坝基表部岩石属中等透水层，岩石透水率为14.90～33.80 Lu，相对不透水层(q≤5 Lu)顶板埋深在基岩面以下9.80～22.10 m。工程对拦河坝基础进行固结灌浆处理。

3 灌浆材料

3.1 水泥

在本工程中进行灌浆施工采用的水泥为普通硅酸盐水泥。如表1所示为水泥的技术指标要求。水泥应满足新鲜不结块的要求。进入施工现场的水泥应对其强度等级和细度进行抽样检查。水泥存放时间应控制在3个月以内，存放过久的水泥不得使用。

表1 水泥的技术指标要求表

3.2 水

灌浆施工所采用的水应满足拌制混凝土用水的要求，并且水温应控制在40℃以内。

3.3 掺和料、外加剂

在灌浆施工中，应根据工程的具体情况添加合适的掺和料和外加剂。对于掺和料和外加剂的最优掺量应通过相关试验进行确定。

4 固结灌浆施工工艺

4.1 固结灌浆施工工艺流程

在本工程中进行大坝坝基的固结灌浆施工，其具体的施工工艺流程如图1所示。

图1 固结灌浆施工工艺流程图

4.2 预埋管和钻孔

在灌浆施工之前，应根据施工图纸中灌浆孔位置的要求进行预埋管。本工程所采用的预埋管为直径50 mm的铁管。铁管应埋设在垫层混凝土之内，在钻孔施工时应在预埋管中进行。本工程进行钻孔施工所采用的机械为YT-28型风钻机，钻孔的孔径控制在42 mm。在钻孔施工中，应严格按照规范和设计的要求进行，其中重点应控制孔深、孔位以及孔向。根据要求，孔底的偏差应控制在1/40孔深。

4.3 冲洗及压水试验

冲孔采用的高压皮管长度为3/4寸。采用高压风水联合对孔壁进行冲洗。通过冲洗将孔内的沉渣彻底冲洗干净，接着对钻孔的实际深度进行测量。当冲孔施工结束之后，再次采用灌浆机对裂隙进行冲洗。洗孔采用脉动式，一般冲洗至回水澄清，并延续10 min的时间即可。冲洗的压力通常应控制在灌浆压力的80%，并且不得超过1 MPa。压水试验采用单点法。流量稳定标准为10%。

4.4 灌浆

在本工程中进行灌浆施工采用孔内循环法，全孔一次性的纯压式灌浆。在灌浆施工过程中，进口基础固结灌浆应在所在部位混凝土盖重后，并且强度达到50%后开始施工。灌浆施工应遵循环间分序、环内加密的原则。环间则分两个次序进行。灌浆施工中应严格按照设计要求确定固结灌浆压力，在具体施工过程中，应通过现场生产试验确定压力，并进行适当的调整。

浆液所采用的水灰比应遵循由稀到浓的原则。开罐时，水灰比应控制在5∶1。之后则应按照5∶1、4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1逐级变浓。当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。当某一比级注入率已经达到300 L以上，或者灌浆的时间达到1 h，当时灌浆压力和注入率均没有出现较为明显的变化时，应对浆液的水灰比进行调整，一般应提高水灰比。当注入率超过30 L/min时，应根据工程的具体情况确定浆液的浓度。

在固结灌浆施工过程中，应安排专人对施工质量进行检查。如果在施工过程中发现出现串浆的问题，应及时将灌浆串孔封堵住，并对灌浆孔单独进行灌浆施工。当灌浆施工完成之后，应及时将串浆孔内的浆液清除干净，在灌浆孔清洗完成之后再次对该孔进行灌浆处理。如果在灌浆施工过程中由于其他原因出现中断时，应及时排除原因尽快恢复灌浆施工。如果灌浆施工中断的时间超过30 min，则应对灌浆孔进行处理直至达到原孔深处，之后再次重新进行灌浆施工。恢复灌浆时，开始应采用最大水灰比的浆液进行灌浆。如果发现吸浆量与中断之前相似，则可以采用中断前的灌浆水灰比进行灌浆施工。如果吸浆量比中断前相差较多时，并在在短时间内停止吸浆，则可以判定该灌浆孔的灌浆施工不合格，此时应重新钻孔进行灌浆施工。

在灌浆施工中，应遵循相关的灌浆结束标准。本工程灌浆施工的结束标准为：当注入率≤0.40 L/min，并且继续灌浆30 min即可结束灌浆施工。当灌浆施工完成之后，应及时采用导管注浆封孔法对钻孔进行封堵。

4.5 固结灌浆质量检查

当灌浆施工完成之后，应对灌浆施工的质量进行检查。本工程采用压水试验。在该部位灌浆施工完成3-7 d之后，应按照相关的要求进行压水试验。根据设计和规范要求，检查孔的数量应控制在灌浆孔总数的5%以上，其孔段的合格率应控制在80%以上。不合格孔段的透水率值不得超过设计规定值的50%，并且不得集中，这样即可认为灌浆质量满足相关要求。如果经过质量检查，灌浆施工不满足质量要求，则应及时采取相关的措施进行处理。

4.6 施工质量控制措施

在灌浆施工之前，应组织相关人员进行技术交底工作，相关人员应进行岗位技术培新，考核合格者方可上岗。

施工现场应实行旁站监控措施，如有发现问题应及时采取措施进行处理。施工现场应做好相关的施工记录工作，并及时将施工资料整理出成果。对于灌浆已完成的情况进行评价，对于不合适的工序及时进行调整。

5 结语

结合以往工程实践经验，针对于裂隙发育的坝基，采取固结灌浆处理可以有效提高坝基的强度和稳定性。文章结合桐溪坑拦河坝工程，针对该工程坝基力学性质较差特点，对基础采取固结灌浆处理。从本工程实施效果表明，固结灌浆处理后的坝基，经检测其承载力得到有效提高，充分证明该处理方案的可行性，可为同类工程提供参考借鉴。

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[4]周素丽，许常玉，张晓明.小湾水电站坝基固结灌浆施工质量控制[J].水利水电施工，2012（10）：292-295.收稿日期：2016-07-29

（责任编辑：刘 青）

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