水利水电工程防渗灌浆技术要点研究

何永松，何洪兵

(天长市二峰电力灌溉总站，安徽 天长 239300)

水利水电工程防渗灌浆施工是一个较为复杂的过程，在整个施工过程中有着较多的影响因素，如：地质结构、水文情况、混凝土配制情况等，为有效保证整体施工质量，需在实际施工中结合现场施工的情况，加强各个施工环节、各个技术要点的管理控制，严格依照设计要求进行施工。

1 工程概况

高峰水库是由二峰电灌总站管理的一所安徽省重点中型水库，位于安徽省天长市关塘乡(现并入冶山镇)与郑集镇交界处，离天长市区约12 km，水库100 a一遇设计，10 000 a一遇校核，总库容0.144 9亿 m3，水库以灌溉为主兼起防洪和综合经营的多年调节中型水库。水库灌溉面积16.78 km2，耕地1.51万亩，水库保护下游面积86.75 km2，耕地5.12万亩，人口5.4万人。大坝在运行的过程中发现二平台老河槽处出现散浸渗水现象，对其做具体调查主要表现出以下两种病害现象：

(1)二平台老河槽段坝体存在纵横交错的微型裂缝，其中距离边沿位置约210 cm处存在一条较为明显的纵向裂缝，宽度为1 cm。同时在第一段墙体和第二段墙体之间的接缝位置处，存在不均匀沉降现象，高差沉降引起1.7 cm左右的张裂裂缝。

(2)二平台老河槽段坝体的顶部位置存在多处钢筋保护层脱落的情况，脱落位置钢筋出现较为严重的锈蚀。此外，坝体施工过程中设置的伸缩缝位置处也出现钢筋裸露锈蚀现象。

为有效避免二平台老河槽段坝体渗漏现象继续扩展，保证坝体整体结构的安全性，针对该段坝体采用防渗灌浆技术进行处理，提升其稳固性能。

2 防渗灌浆技术要点分析

在此次针对高峰水库二平台老河槽段坝体的防渗灌浆施工中，主要采用两种灌浆方法，全孔一次灌浆法和分段钻孔灌浆法，当孔深在6 m以内时应用全孔一次灌浆法，当孔深超过6m时，则采用分段钻孔灌浆法[1]。全孔一次灌浆法在应用时按照如图1所示的工艺程序展开施工。

图1 全孔一次灌浆法施工工序

2.1 测量放线

施工班组根据钻孔定位要求进行测量放样，二平台老河槽段坝体钻孔整体分为5排，孔间横竖间距定为2 m，并呈梅花型进行排列。钻孔防渗灌浆施工采用从下到上，从两侧到中间的方式进行钻孔灌注施工。在测量放线的过程中应标注出每个孔的具体点位以及钻孔深度，为钻孔施工奠定基础[2]。

2.2 钻孔施工

在完成测量放线之后，严格依据设计图纸要求(孔深、孔斜度、孔径)进行钻孔施工。结合此次工程项目病害表现特点，孔径选择范围为25～35 mm，孔深主要结合病害裂缝深度进行确定，孔深尺寸应超过裂缝深度1～2 m，确保钻孔深入到堤坝基层土1～2 m。在实际钻孔作业过程中，先采用螺旋钻探芯样钻探设备钻1/10 的先导孔，先导孔的直径控制在70～110 mm范围内，在先导孔钻孔完成之后，从孔中取样展开分析，以此进一步明确坝身的实际情况，如果发现与设计勘测存在差异，应及时上报监理人员、技术人员，对孔位做出调整，并对调整后孔位坐标做出记录[3]。为保证整体钻孔灌注施工质量，实际钻孔与设计钻孔位置之间的误差应控制在10 cm以内。

2.3 浆液配制与灌浆施工

2.3.1 浆液配制

浆液配制质量直接影响到钻孔防渗灌浆施工的质量，属于防渗灌浆施工技术应用中十分关键的一环。在浆液配制中主要应做好以下几点：(1)依照设计要求选择应用制浆材料。在制浆前应进行浆液配制试验，通过试验明确材料配制比例，为浆液配制提供基础，浆液配制应用到的材料主要包括：黏土、膨润土、水泥、外加剂、掺合料[4]；(2)检验配制用材料质量。浆液配制所用材料需达到对应的质量要求，如：黏土应当以重粉质壤土、粉质黏土为主，此类土质具有更高的稳定性，同时成浆率也更高；水玻璃添加剂浓度控制在30～45范围内；水质检验，配制泥浆的水质应不含有过多的杂质。(3)严格按照试验配制比进行制浆。在浆液配制过程中应用泥浆搅拌机进行配制，对浆液进行均匀搅拌，在完成浆液拌制应用到灌注施工之前应对浆液的物理力学性能进行检测，确保其符合设计物理力学性能指标要求(如表1所示)[5]。

表1 浆液配制物理力学性能标准

2.3.2 灌浆施工

在进行灌浆施工的过程中，应用“少灌多复”的方法。在进行灌浆施工的过程中，(1)采用流动性较大的稀浆进行灌注，在灌注的过程中的逐渐提升泥浆的浓度，直到达到设计规定浓度为止。(2)应用浓度稍高的泥浆对灌注孔进行复灌。后一个灌浆孔灌浆应在前孔灌浆结束之后再进行，且二者之间的时间间隔应在5 d以上。每个孔的实际灌浆次数维持在5～10次，具体根据现场试验决定[6]。(3)在灌浆施工时，应当限制灌浆的压力和注入量，采用小注入量的方式进行灌浆，同时将孔口压力维持在 4. 9×104Pa左右，通过持续灌浆增大孔内的吃浆量，提升灌浆施工质量。如果孔内空间较大，在进行灌注时刻适当增大灌注量。(4)在灌浆时依照先两侧，后中间的方式进行灌注，这样能够有效降低施工中冒降的情况出现。灌浆施工时每孔应当一次性灌注完成，通常需对每孔复灌3次，在浆液上升到孔口位置且不再吃浆时才能停止灌浆。

2.4 封孔

在钻孔灌注施工完成之后应对每孔进行封孔操作，封孔根据孔径大小确定，其中对孔径超过35 mm的孔，将含水量适中、直径在2～3 cm的黏土球放入孔底，然后对黏土球分层捣实，且在捣实过程中向孔内加入适量容重超过1.6的浓浆；对孔径低于35 mm的孔采用原封孔工艺进行封孔，在封孔完成后注意观察孔内泥浆，如果存在缩浆的情况，应对孔进行复封施工。

2.5 其它施工要点

在进行防渗灌浆施工的过程中，为保证最终质量，还应注意把握其它工序的一些施工要点，如：裂缝处理、灌注冒降处理、灌注串浆处理等，同时加强灌浆过程中的监测工作，如：密切监测灌浆压力变化、大坝位移情况、大坝裂缝变化等。(1)洗孔与裂缝处理。在灌浆施工前应采用冲洗方法，向孔内、裂缝内注入大量的清水进行清洗，直到返回的水流变清才能结束洗孔操作，应当注意的是在洗孔与裂缝处理的过程中，应将冲洗压力控制在1 mpa左右，避免压力过大损坏坝体孔内结构，同时也避免压力过小无法顺利达到冲洗目的。(2)冒降处理。在灌浆施工中如果遇到堤坡或者堤项出现冒浆的情况，应当马上停止灌浆，并采用粘性土填充夯实冒浆口，然后再继续进行灌浆[7]。(3)在进行钻孔灌浆的过程中，应首先保证灌浆不会影响到大坝整体的安全，并在此基础上加强的对相邻孔之间的串浆观测分析，如果钻孔对浆液的吸收量较大，在灌注时应采用浓度较大的浆液，同时注意观察串浆、漏浆的情况，在检查无问题的情况下持续灌浆，直到灌浆结束。(4)对于二平台老河槽段坝体裸露在外锈蚀的钢筋应当做除锈、防锈处理，然后对相应部位进行填筑、修复施工，避免钢筋持续锈蚀。

3 结语

综上所述，二平台老河槽段坝体经防渗灌浆施工处理后，至今未发现渗漏和异常情况出现，防渗灌浆施工取得较为良好的效果。由此可见，在水利水电工程病害处理加固施工中，防渗灌浆施工是一种较为有效的施工方式，但是为了保证其施工质量，在实际操作过程中，应注意把握施工要点，做好每道施工工序的处理工作，以此才能确保最终防渗灌浆施工的质量。