灌浆技术在水利水电工程大坝施工中的应用

王小芳 王启超

【摘要】灌浆工程施工一般用于工程辅助施工，如稳定开挖面、增加土层的抗液化能力、建筑物扶正、及地面强化，其灌浆后可达止水、强化、稳定等效果。由于灌浆目的不同，所选择的灌浆方式、灌浆材料、灌浆量、改良效果检核、與灌浆工程成本，也随之不同。文章根据水利水电工程施工的实际，对灌浆施工技术控制过程进行探讨。

【关键词】灌浆技术；水利水电工程大坝；应用

一、灌浆施工的机制

（一）挤压灌浆

此种灌浆方式是通过稠度高的浆液注入地面中，形成接近球形或圆柱形浆体，并推移、挤压邻近土壤，使土壤趋于密实，减少后续所发生的沉陷；甚至补偿先前土壤沉陷的体积，造成地面局部隆起，以扶正倾斜的建筑物。

1.灌注初始阶段：灌注浆液形状类似于球状体，使浆液由内向外推挤土壤，由于土壤受到推挤变形进而造成扰动，使得周围产生一超额孔隙水压力的区域。

2.灌浆压力持续增加：灌注浆液形成的球状体会迅速变大；当灌浆的压力达到足以破坏土壤结构时，浆液便会劈裂形成一弱面；此时造成土壤应力的改变。

3.使用高黏滞度浆液灌注的过程中，由于浆液无法侵入裂缝中，只能造成球体的扩张；同时受到球体扩张影响，仅在出浆口附近有超额孔隙水压力产生。发现将高稠度的浆液灌入地面后，浆液会向四面八方发展。灌浆初期因垂直阻抗大于水平阻抗，浆体有较往水平发展的趋势；当灌浆团块逐渐扩大，水平阻抗力大于垂直方向时，则浆体开始往上发展。基本上，各种土壤皆可用挤压灌浆工程施工，但因黏土的渗透性低，挤压灌浆成效会受到较大的限制。同时，若在近地表处及无侧限的边坡，因其束制力不足，挤压灌浆所能产生的效果较差。挤压灌浆工程施工的缺点，是为无法在同一点重复灌浆。由于前次灌浆浆液凝结后强度高，使得之后的灌浆无法有效破解推挤，因此必须重新装设灌浆管；否则会导致压送低流动性浆液的压力增加，造成灌浆管内的浆液流动度降低、产生塞管的情形。

（二）渗透灌浆

本灌浆方式是在不改变土壤颗粒原本的排列状况下，用灌浆液填充颗粒间的孔隙，以取代孔隙水与土中空气。灌浆程序是浆液经由灌浆管，灌注至土壤；浆液以放射状向外扩散流动。浆液渗透范围受到浆材种类、浆液黏滞度、土层种类及渗透系数、灌浆压力及速度等因素影响。

（三）脉状（劈裂）灌浆

脉状灌浆的改良机制为浆液以水力劈裂（hydro-fracturing）方式侵入地面土壤中，形成手指状、树枝状或矿脉状的改良体，达到压挤、加劲土壤的效果。

二、水利水电工程大坝施工中灌浆技术的应用

现在的水利水电工程大坝施工中必须要运用灌浆技术，而且使用的种类比较多，在确定其具体运用时要结合实际情况进行选择。

（一）控制泥浆凝结速度

在水利水电工程大坝中，其施工开展都要使用灌浆技术进行作业，还要结合施工的工期进行选择。但在实际的施工过程中会受到地形地质等条件的限制，影响泥浆的凝结，如果泥浆的凝结时间太长，就会冲击底部，情况严重时会有渗出现象。因此，在施工过程中，必须及时了解和控制泥浆的流动情况，要逐步增加灌浆方式，对泥浆的流动速度和吸浆现象进行控制，并适当调整泥浆组份和灰水比，改变填入外加剂的方式，控制其凝结速度。也可以运用间歇性的灌注方式，在控制灌浆的同时提高施工质量。

（二）漏水通道灌浆

由于水利水电工程大坝施工的地质环境千差万别，有各自的特殊性，其影响也有很大的不同。比较常见的问题就是漏水，严重影响着灌浆技术的施工。因此在实际施工中会进行外部干扰，破坏其漏水结构，再进行灌浆技术的施工。但这样会影响到整体的工程质量，加大施工的成本和难度，必须要运用模袋灌浆技术，用尼龙或聚丙烯材质的袋子进行配料的填充，其填充配料一般都是大粒径砂石，并与双桨灌浆技术配合，从不同的管道灌入水泥浆和速凝剂，在其混合后灌入灌注区，可以有效的控制漏水点。

（三）接缝灌浆技术

在水利水电工程大坝施工中一个重要的内容就是坝体的填筑，其实际的施工质量对整个工程的稳固性都会产生决定性的影响。因此在实际施工中，要对其工作量进行合理的规划，施工方案制定后，结合项目的实际需求，进行施工工艺的选择。在进行坝体施工时，还要处理接缝问题，常用的方式有重复灌浆、骑缝灌浆和盒式灌浆。有时需要根据灌浆特征和工程情况等因素进行以上3种灌注方式相互配合、重复使用。施工中其灌浆的压力大约为0.2MPa，还要控制泥浆粒径和接缝灌浆开张度之间的比例，最好为1～3mm，灌浆过程中应保持适当的扩张。

三、结语

综上所述，水利水电工程大坝的修建要结合实际的地形地质条件进行，要根据实际情况进行分析并选择适宜的灌浆技术，从而保证在节约成本的基础上，达到加固坝体和延长其使用年限的效果。在施工结束后，要及时进行修检，以保证大坝的稳固性。

参考文献

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