基础灌浆施工技术在水利工程中的应用

谢建华

（惠州市惠城区水利水电工程质量监督站，广东 惠州 516000）

社会经济水平的提升，使水利工程行业得到显著发展。但是因为地区自然条件、地质条件比较复杂，为水利工程施工带来诸多影响。特别是基础灌浆施工，使用的技术较多，所以水利工程灌浆施工过程中，必须要将施工技术与施工质量作为工作的重点，并严格掌控施工工序，与合理的施工工艺进行融合，基础灌浆过程中设置好技术参数，从而保证灌浆工程施工效果，以此来提高水利工程质量。

1 工程概况

横沥围位于惠城区横沥镇，近靠惠城区的中心城区，其东江堤防是惠城区的主要堤防工程之一。横沥围自1960年建成后，防洪问题已基本解决，但排涝问题却更趋严重，一直以来都有不同程度的灾害发生。横沥围内保护耕地面积约0.39万hm2，人口5.3万人。横沥围内地势东高西低，成扇形倾斜状态；西部沿江岸边属冲积平原，土质多为砂壤土，植被良好，土地肥沃，是该区主要的产粮区，也是近期工贸开发区之一。因上游一带是暴雨中心，横沥围又受东江干流顶托，所以该地区历史上是洪泛区，旱、洪、涝灾害频繁。根据本次钻探揭露结果，在钻探深度范围内地基岩土层自上而下为人工填筑土（Qml）和第四系冲积层（Qal）等，未揭露下伏基岩。

2 水利工程基础灌浆施工要点

2.1 钻孔施工

第一，钻孔斜率方面。一般钻孔施工都是在垂直状态下进行，所以灌浆钻孔施工期间，孔壁垂直必须保证均匀，以便之后灌浆卡紧施工的顺利进行，避免灌浆返浆现象[1]。帷幕深孔钻孔施工期间，若是孔距比较接近，需要将钻孔斜度提前预留出来，为钻孔施工提供方便。施工过程中，施工人员根据不同的地质条件选择钻机造孔，对于粉质粘土层采用冲击钻造孔，卵石层采用旋转液压钻机造孔，主要采用“套管护壁钻进，冻胶化学浆液护壁拔管成孔”的方法。孔深与设计要求相符，孔位偏差不得大于100 mm，孔的倾斜率宜小于1%。

第二，钻孔施工流程方面。施工人员要加强对钻孔施工流程的重视，钻孔施工期间固结灌浆和帷幕灌浆，都必须要按照固定要求进行，一般通常情况下按照一序孔钻孔施工、二孔钻孔灌浆、三孔钻孔灌浆的顺序组织施工，保证钻孔质量，提高钻孔精准度。此次工程施工分一、二孔序进行，主要施工程序为先造孔后喷射注浆，先完成一序孔的造孔喷射后再进行二序孔的造孔喷射。

当完成钻孔施工后，施工人员要组织钻孔的吸水率、水压试验，试验结果与技术规定相符，便可以开始之后的灌浆施工。

2.2 灌浆施工

水利工程灌浆施工一般会运用到纯压灌浆和循环灌浆这两种施工技术，纯压灌浆施工技术适合在裂缝比较大且灌浆孔浅的岩层当中运用，施工过程中要保证灌浆液浓度适中，如果浓度过大便会对灌浆质量造成严重影响[2]。若使用循环灌浆施工技术，有孔口循环灌浆和孔内循环灌浆两种选择。实际使用时要保证灌浆流畅，浆液进入灌浆管道后可以正常流动，使灌浆液流动比得以提高。

此外，灌浆施工流程也是需要注意的要点。实际施工过程中常用的灌浆流程包括3种，即一次性灌浆、自上而下分段灌浆、自下而上分段灌浆。如果采用一次性灌浆，要注意钻孔深度，确保能够一次性完成；若采用自上而下分段灌浆，需要关注灌浆压力，保证灌浆施工质量；若采用自下而上分段灌浆，则要注意灌浆期间的时间间隔。工程施工期间，主要应用了一次性灌浆法。

3 水利工程基础灌浆施工技术准备工作

注浆施工前要带领技术人员进行现场勘察，掌握此次施工所在地的水文、地质条件等，避免滑坡等自然灾害。同时，基础灌浆周围是否有岩石、地下水，基础施工以及核心渗流、地下水流动等均是基础灌浆施工质量的重要影响因素[3]。因此，水利工程施工前，必须制定可行的风险预防方案。若灌浆施工的规模比较大，则要从比例、钻孔深度、灌浆压力、距离、数量等方面进行考虑，需要的话也可以组织试验了解灌浆材料质量。大规模基础灌浆施工中应用灌浆施工技术，能够节省施工成本以及资源，规避基础灌浆施工可能存在的风险，保证灌浆质量。

在基础灌浆施工之前，施工人员也要明确施工的顺序，做好机械钻孔，完善施工工艺。开始机械钻孔之前，需要合理准备钻井设备，并且划出测量基线，确定现场钻探实际位置。为保证钻井施工的最终效果，减少钻井施工失误，通常选择金刚石钻头。工程施工过程中的基础灌浆施工流程为：放样定空位→钻机就位→造孔→拔管护壁→移钻机→台车就位→膨润土堵漏→下喷杆→制浆、接管路→开机输水、浆、气→孔底静喷→提升喷杆同时喷射注浆→终孔静喷→移台车。

4 水利工程基础灌浆施工技术的应用

4.1 岩缝竖立灌浆

水利工程带有一定的复杂性，特别是其中的岩缝竖立灌浆环节，施工过程非常繁琐，这一环节施工大概需要2～6 h的时间。通常岩缝灌浆使用量是按照单位面积内岩缝施工水泥量进行确定，大概岩缝灌浆的使用量在133～240 kg/m之间。所以，横沥围工程的岩缝吸入浆液施工期间，按照水利工程施工标准与规定展开[4]。水泥灌浆期间，出现多次水泥浆液外溢现象，施工人员快速确定了吸入浆液主要原因，即工程所在地区多为溶岩地质条件，溶岩地质内部结构具有复杂性和特殊性，水泥浆在个别通道中快速流向各个区域，或者在其余灌浆区逐渐渗透至岩缝内，针对这些问题的出现，提出以下三点建议：

第一，建议应用限流方法。限流一般是在短期内对岩缝灌注水泥浆液量进行控制，通常岩缝灌注期间，正常速度为8～15 L/min，限流之后便可以降低水泥浆液的流转速度。最后，砂浆可以快速实现沉淀与凝聚，进而完成灌注岩缝施工。第二，建议使用降压方法。通过降压方法可以有效限制流速，降低灌浆压力的同时，减缓水泥浆液流动速度，施工人员施加比较小的压力，便可以实现砂浆的自然流动，同时也能够将水泥浆液快速凝聚，应用基础灌浆施工技术进行灌浆操作。第三，建议使用重复灌浆方法。在灌浆施工过程中运用重复灌浆方法，必须确保灌浆作业中途有停顿时间，即灌注施工期间停顿一段时间之后继续灌浆，需要注意的是，中途停顿的时间要适中，与现场实际情况相结合，一般以9 h为最佳。若在这一背景下组织灌浆施工，整体灌浆压力要小于平时施工时的压力，当灌浆一段时间后，灌入岩缝内部的浆液便会快速凝固，若期间没有其他问题，便可按照水利工程设计要求进行之后的施工[5]。

4.2 基坝漏水灌浆

水利工程整体来说比较复杂，属于系统性工程，实际组织基础灌浆施工的过程中，难免会出现坝基漏水问题，导致这一问题的原因和水利工程施工地点的选择有很大关系，此外，若是在施工前没有做好勘查工作，也会出现基坝漏水问题[6]。此次灌浆施工中，使用了模袋灌浆以及填充级配料灌浆等方法，对于现场出现的漏水现象，选择砂浆灌注。同时，对现场展开分析，选择合适的填充级配料方法组织灌浆作业，获得了最佳灌浆效果。

横沥围基坝项目施工过程中，泵站基坑开挖为了避免渗漏，基础防渗采用高压喷射灌浆进行围封处理，采用旋摆结合的结构形式，孔距1.2 m，穿过卵石层，嵌入粉质粘土层1.0 m，桩长16.5 m。基坑开挖分为堤内泵房基坑开挖、堤外防洪闸基坑开挖和穿堤箱涵基坑开挖。根据《地勘报告》提供的边坡参数，按1∶1放坡，基坑边线在建筑物边线外0.8 m，以便施工放线和架设模板。由于泵站的机组下沉，泵房、穿堤箱涵和防洪闸的基坑底高程均有一定的高差，在垂直堤防方向的开挖均可按1∶1边坡开挖，在顺堤防方向的开挖，根据《堤防工程施工规范》穿堤建筑物两侧堤防的开挖边坡应按1∶3放坡。基础开挖使用6台1m3反铲挖掘机开挖成型，人工修整。施工中如遇地下水，则还需挖排水沟将其抽排至地面排水沟，排水沟开挖边坡1∶1.5。开挖过程中应特别注意原堤边坡的稳定性。对于符合回填要求的土料，可以直接作填筑土料。不符合要求的弃土，必须运至指定的弃土场。施工时，要求清除覆盖层，场地内不允许有大块石、树根、地下管线等存在。当空中建筑物和高压线横跨施工场地时，其距地面净空不小于20 m。

5 结语

综上所述，水利工程基础灌浆施工技术的运用，可以提高工程质量，保证基础施工稳定性，避免漏水、裂缝等诸多问题的出现，延长水利工程使用期限，对于今后水利工程施工以及行业发展具有重要意义。