灌浆技术在水利水电工程大坝施工中的应用分析

赵永锋

（合肥工业大学设计院（集团）有限公司，安徽 合肥 230009）

大坝建设施工是水利水电工程施工中的重要组成部分，大坝的建设质量直接影响着整个水利水电工程的整体质量和水利水电工程后续的运营使用感受。大坝施工涉及的施工技术类型多，其中灌浆技术就是其中一种。为了保证水利水电工程能够真正地为民生服务，就必须重视大坝施工，开展实地调研工作，根据地质勘察报告与施工要求来设计编制科学的施工方案，选择恰当的灌浆技术，避免渗漏问题的出现，提升大坝结构施工的稳定性，从而建设出高质量的水利水电工程，服务区域经济发展与满足民生需求。

1 工程概况

某水库地处邯郸涉县与山西省黎城县交界处，该水库主要承担着防洪、养殖及灌溉等功能，是一座具备多种功能的综合性水库。该水库总库容量为2 100万m3，其中枢纽工程主要由大坝、溢洪道、高低涵等组成，大坝高度为37.5 m，坝长为535 m，灌溉面积12万亩，多年平均供水量2 000余万m3。

2 灌浆技术概述

2.1 灌浆技术的定义

灌浆技术优势突出，价值高，在水利水电大坝施工中应用广泛。灌浆技术的应用情况直接影响着大坝的建设质量，恰当运用灌浆技术能够提升水利水电的施工质量，减小对环境的影响，保护周边居民与建筑安全。

2.2 灌浆技术的分类

根据水利水电工程的施工特点可将灌浆技术细分为多种类型，如帷幕灌浆、固结灌浆等。灌浆技术的应用原理是向建筑物的缝隙处灌注易凝固的液体材料，液体材料配比及用量要根据建筑物的施工实际来确定，并且在施工过程中需要通过专业的灌浆设备，辅助钻孔设备来完成灌注，从而使得浆液充分填充到缝隙内部。其中，基岩的灌浆方式也可以分循环式与纯压式两种。两种灌浆方式所应用的设备及遵循的技术操作规范有所不同，纯压式灌浆技术比较适用于裂缝较大的缝隙施工，在施工时灌浆孔的深度要达到10 m，平缓灌浆，排除冒泡。而循环式灌浆的适用性好，适用于各种类型的裂缝，施工位置为注浆孔的空白区域，在灌浆过程中需要保证浆液持续流动，并做好颗粒下沉的预防工作。目前，国内水利水电大坝施工中循环式灌浆技术应用更广。

2.3 灌浆施工的重要性

随着我国基础设施建设的步伐逐步加快，水利水电工程的数量和规模在不断地加大，对我国水利工程的质量也提出了更高的要求。水利水电工程在社会发展中一直都发挥着重要的作用，如果在使用的过程中出现了任何质量问题，就会诱发更加严重的经济损失，甚至直接给工程承建方带来不良的影响。因此，灌浆施工技术在水利水电工程中的应用显得尤为重要。

2.4 灌浆施工的原则

水利水电工程灌浆施工的原则如下：第一，采用混凝土浇筑的方法进行施工，最大限度地为后续工程施工奠定良好的基础。第二，在灌注水利水电工程时需要严格遵循新的灌注顺序，更需要遵循“先重大，后重小”的重要原则。

3 灌浆技术在大坝中的问题

随着经济的进步与社会的发展，我国的水利水电工程建设规模正在不断扩大，建设要求也更加的高。然而，虽然我国水利水电工程的建设数量在不断增加，但是在质量控制上仍存在着一些不足。我国国土面积辽阔，不同地区之间的水文及地形情况差异巨大，水利水电工程大坝环境复杂，施工难度大，加上当前加固技术有限，国内的水利水电工程大坝的结构稳定性较低，水利水电工程建设水平还有较大的提升空间。在大坝施工中选择合适的灌浆技术，能够加固大坝，处理施工中的突发情况，弥补缺陷。目前施工中存在的问题包括以下几点：

3.1 未能做好大坝加固处理

未能做好大坝的加固处理，或者是加固不到位，就会导致裂缝的出现，发生渗漏问题，影响水利水电工程的正常运营。影响大坝加固质量，产生裂缝的因素较为复杂，可能是灌注浆液材料在凝固后弹性发生断崖式下降，不能达到设计要求，或者可能受到温度的影响，热胀冷缩严重，大坝结构应力差巨大，进而导致裂缝的出现。此外，温度过高及温差过大容易导致在灌浆过程中发生冒泡现象，一旦浆液材料在施工过程中冒泡，就会形成泡沫状结构，这种泡沫状结构稳定性差、脆弱，整个大坝结构的强度难以达到标准，增加项目成本，拉低整个水利水电工程的建设质量。

3.2 未能对大坝定期进行养护和维修

若在水利水电工程投入运行使用后，未能够定期对大坝进行定期养护和维修，那么大坝的使用寿命也很难得到保证。因为在水利水电工程发挥灌溉、防洪及发电等作用时，大坝要承担其应有的责任，长此以往大坝就会出现腐蚀与损坏。如果不对大坝及其他构件进行有效养护，就会使得大坝结构失稳，设备出现老化，影响水利水电工程服务经济与民生。

3.3 未能遵循有关的施工规范

水利水电工程的施工未遵循明确的施工规范，其防汛、照明等系统的施工没有立足施工实际，忽视施工操作规范，质量管理控制方案编制不合理，管理经验落后，管理模式单一。若未能根据施工规范来进行各个系统的施工管理，就会造成难以在规定工期内完成施工，不能满足新形势下对水利水电工程的需求，影响国民经济的发展，降低人民群众的幸福感。

3.4 没有认识到水利施工清理的重要性

在进行水利水电施工时，未能够认识到清理工作的重要性，清理工作做得不到位，进而导致灰尘或落叶残根飞入地基，灰尘与落叶残根不是施工材料，或者说不是直接的施工材料，强度低，飞入地基后将使得原来材料的强度被降低，影响大坝建筑结构的稳定性与可靠性，进而造成整个水利水电工程质量下降。

4 灌浆技术的应用

灌浆技术在水利水电工程大坝施工中应用的范围大，结合施工实际与水利水电工程项目需求，需要应用灌浆技术对大坝加固，提高结构的稳定性与安全性；出现坍塌或裂缝时也需要应用灌浆技术来对大坝进行施工；为了减小自然因素对大坝的破坏，如地震等地质灾害，需要应用灌浆技术来加固大坝；出现突发情况，如渗漏问题时，也要开展灌浆作业，弥补缺陷，提高水利水电工程的质量。灌浆施工的机制主要包括挤压灌浆、渗透灌浆及劈裂灌浆，在选择灌浆技术时要充分考虑大坝施工的实际情况，下面对水利水电大坝施工中灌浆技术的应用进行介绍：

4.1 控制泥浆凝结速度

灌浆技术的应用及灌浆作业的时间安排，要根据施工方案与施工工期来进行确定。鉴于在开展水利水电工程大坝施工时，泥浆的凝结速度会受到地形地质以及天气水文等因素的影响，为了保证大坝结构的稳定性，就要对泥浆凝结速度进行合理控制，避免因为泥浆凝结时间过长而导致底部渗漏问题的出现。泥浆凝结速度的控制可以从了解控制泥浆的流动情况入手，实施逐渐灌浆，科学合理控制泥浆的流动速度及吸浆现象，还可以根据施工实际来调整配比，保证泥浆组份与灰水比重恰当，必要时可以适当添加外加剂，从而实现对泥浆凝结速度的控制。此外，也可间歇性地开展灌浆作业，保证泥浆凝结质量，提高大坝结构的稳定性。

4.2 漏水通道灌浆

由于我国地形变化大，地质环境复杂多样，所以不同地区的水利水电大坝施工环境与施工条件也存在巨大差异。针对漏水结构的灌浆作业，需要运用模袋灌浆技术，选择合适的填充配料，通常选择的填充材料是大粒径砂石，再利用尼龙或聚丙烯材质的袋子来展开配料的填充，辅助双桨灌浆技术，并使得水泥浆与速凝剂充分混合，再将混合好的材料灌入施工区，从而实现对漏水点的控制，提升水利水电工程的整体质量，延长使用年限。

4.3 接缝灌浆技术

坝体的填筑是整个水利水电大坝施工的重要组成部分，坝体的填筑质量直接决定着大坝结构的稳定性，影响着水利水电工程的整体质量。因而，在开展坝体填筑施工时，要对填筑工作进行科学设计与合理规划，结合工作量和水利水电工程项目需求来编制施工方案，选择恰当的施工技术及工艺。其中，在进行坝体填筑时要格外重视接缝的处理，合理选择处理技术。应用最多的接缝处理技术主要包括重复灌浆、骑缝灌浆和盒式灌浆3种。为了保证接缝处理质量，要立足施工实际情况，综合考虑接缝类型和灌浆技术的特点，科学选择灌浆技术，并且可以使得这三种灌浆技术相互补充来进行施工初级，提高灌浆作业的效率。在进行灌浆施工时要控制灌浆压力，保证泥浆流动，并保证泥浆粒径达到设计要求，接缝灌浆开张到位，通常情况下，灌浆作业时的压力保持在0.2 MPa左右，接缝灌浆开张度应控制在1～3 mm范围内。

4.4 浅层岩溶地区灌浆技术

不同地区所要配合的灌浆技术也会有所不同。广大施工人员需要在分析当地具体情况的基础上选择真正合适的灌浆技术。在浅层岩溶地区运用灌浆技术时注意先挖出岩溶地区内部的砂石，之后再配合水泥进行填充，这样才能够保证岩溶地区坝体变得更加稳定，为人类事业造福。

4.5 深层岩溶地区灌浆技术

通常可以将岩溶深度大于50 m之处称为深层岩溶地区。面对如此特殊的地理环境，专业人员需要运用灌浆技术来使得内部的材料在较短的时间内得以融合，最终能够在控制施工成本的基础上延长大坝使用的时间。

4.6 高压旋喷灌浆技术

在岩溶地区修建大坝时需要配合高压旋转灌浆技术来直接修复坝体。多数施工人员会借助高压旋喷技术来直接灌溉大坝，之后再利用合适的钻井设备进行灌溉，这样才能够使得灌浆的过程达到理想的深度。

从上述的分析可以看出，只有结合实际情况来充分重视灌浆技术内部的每个环节，才能够让灌浆技术发挥更大的作用。施工人员可以运用装有尖端的喷嘴来直接进行灌浆，这样才能够使得灌浆可以直接深入理想的深度，如果能够和周围的土壤进行搅拌之后再进行灌浆，自然可以使得大坝变得更加稳定。

5 结语

综上所述，科学应用灌浆技术能够有效提升大坝结构的稳定性，保证水利水电工程施工质量。要综合根据水利水电工程的项目需要和灌浆技术的特点来选择灌浆技术，从而为大坝结构稳定性提供技术支持。在完成灌浆施工后，要做好质量检验，对大坝施工及整个水利水电工程施工进行检验，保证质量达标后再投入运行使用，并且要重视后期的养护与检修，做好日常养护，保证大坝结构的稳定性，促进我国水利水电工程建设的健康发展，满足人民群众的多样化需要，为国民经济的发展提供动力。相信未来灌浆技术在水利水电工程中发挥更大的作用。