水利施工技术及灌浆施工应用研究

田洪波

（秀山土家族苗族自治县水利调度中心, 重庆 409900）

关键字：水利施工技术；灌浆施工

0 引言

水利工程是适当调配控制自然界中水资源并避免和防治水患。按照工程承担的任务不同,水利工程可分为防洪、供水、发电、农田水利等基础工程类型。水利工程是国民经济的基础产业之一,为了服务于社会的快速发展，发展和建设水利工程十分重要。水利工程作为基础工程之一，具有工程量大,所需投资多,工期和运营时间较长等特点。目前我国水利建设投资4345.1 亿元计划已落实,水利工程受到国家重视,并在不断发展中[1]。

灌浆施工技术在水利水电工程中的应用是十分广泛的，也是确保水利工程质量的关键技术之一。在灌浆技术应用环节，需要提前做好相应的准备工作，对灌浆施工技术的每一个环节进行严格控制，切实确保施工过程不出现质量问题与安全隐患，采取积极有效的举措，保障灌浆施工技术应用达到预期效果，为水利工程综合效益的实现打下基础。

1 灌浆施工技术的认知

在水利工程施工作业时，所面临的水文环境、地质条件是较为复杂且多变的，通常情况下，天然地基难以满足水利工程的作业要求，为此，需要采取一定的技术手段进行处理，如灌浆施工技术。灌浆施工技术指的是按照一定配合比制备水泥浆液，应用钻孔强压等方式，将水泥浆液注入至岩石裂缝、建筑裂缝之中，在水泥浆液凝固后，可以增强地基的抗渗性、强度与承载能力等[2]。在灌浆施工技术使用过程中，为确保灌浆作业的顺利进行，需要科学把握灌浆材料，选择合适的灌浆方法，分析作业特征，编制合理的灌浆施工方案。在水利工程防渗、加固等作业中，灌浆施工技术的应用十分普遍。

基于灌浆作业目的差异来分析，灌浆施工主要表现为帷幕灌浆、接触灌浆、固结灌浆、接缝灌浆与补强灌浆等。在地基防渗处理时，通常会应用帷幕灌浆，通过这种方式，在水利工程坝基内部生成防渗幕墙，从而阻隔坝体地下水渗透，减少坝体渗流问题，保障坝体安全。帷幕灌浆又分为多排孔帷幕灌浆与排孔灌浆两种，可以按照水利工程实际需求来选择，在考察实际需要的基础上，科学界定帷幕厚度、长度、轴线与深度等参数。在坝体与坝基之间出现裂缝时，可以采用接触灌浆技术，确保坝体、坝基之间可以实现无缝接触。基于所用材料的差异来分析，灌浆施工又分为沥青灌浆、黏土灌浆、化学灌浆与水泥灌浆等，其中水泥灌浆应用最为广泛。

2 水利施工技术中的灌浆施工过程分析

2.1 灌浆施工前的准备工作

在灌浆作业之前，需要完成一定的准备工作，为灌浆作业的顺利开展提供支持。如需要充分调查水利工程所在地的水文环境、地质条件与影响因素，并据此编制科学完善的施工方案。高度重视灌浆材料的质量问题，选择具备良好信誉、供应稳定的材料商。做好灌浆问题处置方案，针对可能出现的问题形成预案，保障灌浆作业的顺利开展。

2.2 灌浆施工的具体步骤分析

2.1.1 钻孔

在水利工程施工中应用灌浆技术，第一步便是钻孔作业，钻孔要求垂直、稳定。在实际作业中，需要结合工程状况对钻孔区域进行合理划分，区域不同，对钻孔作业的要求也存在着一定差异。钻孔设备在钻孔过程中需要对孔洞的直径、深度与稳定性等进行有效控制。钻孔作业人员应按照规范要求科学作业，充分保证钻孔的质量。在钻孔操作环节，需要关注地基结构，关注水利工程的现实状况，科学选择应用钻机的型号，钻头的型号。当下，应用较多的便是金刚石、硬质合金钻头。在实际钻孔过程中，作业人员还需要关注环境的制约性因素，结合工程现实调整钻机位置[3]。若是钻孔的地层表现为砂砾石层，为保障作业稳定进行，可以引入泥浆同壁法等技术。

2.1.2 冲洗

在钻孔完成之后，便需要进入至钻孔冲洗作业环节，冲洗不当则会在一定程度上影响灌浆施工质量。在实践中，进行钻孔冲洗多选用的是高压水枪，这种装置的应用能够有效清洁孔洞，提高孔洞质量。但因为高压水枪的压力偏大，在冲洗过程中很可能会带来孔洞内壁开裂等问题，带来质量缺陷与安全问题。为此，在孔洞清理之前，需要进行一定的防护工作，合理控制冲洗压力。

2.13 压水

在完成冲洗作业之后，需要进行压水作业，在压水作业之前，施工人员需要全面分析与考察孔洞底层状况，对孔洞的各项参数进行分析，记录所有的孔洞数据，对孔洞渗透能力进行检验。

2.1.4 灌浆

在灌浆作业之前，需要在确保成孔质量的基础上，明确灌浆的顺序，选择合适的灌浆方法，确保灌浆作业稳定、有序、不间断。常用的灌浆作业表现为两种，即纯压力式灌浆与循环式灌浆。在水利施工技术中，应用最多的是循环式灌浆，这种灌浆方法的浆液流动性较强，灌浆品质与整体效果突出。这里的循环式灌浆又可以划分为两个内容，一个是孔内循环，另一个则是孔口循环。从作业机理的角度来把握，循环式灌浆是灌入浆液数量多于裂缝吸收浆液，剩余的浆液则会在动力驱动下，回到搅拌机内部。这种操作的实现，能够让浆液维持良好的流动状态，降低孔洞之中的颗粒沉淀，其成孔的质量也会更为优异。

正是基于这种优势，人们在操作中往往会选择这类作业方式。分析纯压力式灌浆作业，其面向岩石裂缝、钻孔注入浆液，这种操作，是以压力促使浆液进入至孔隙之中，但其并不支持浆液循环，若是岩石裂缝本身较小，还会带来堵塞问题。目前较多采用单管旋喷注浆技术，其流程如图1所示。

2.2.5 封孔

在灌浆作业完成后，需要进入至封孔阶段，高质量的封孔工作，也是保障灌浆施工水平的重要举措。在结束灌浆施工后，通常由质量检测人员与技术人员进行封孔，采取的方法主要为压力法。应用压力法封孔，不仅可以保障封孔的安全，还可以增强钻孔内部注入浆液的稳定性。封孔操作是十分关键，在这里对其步骤作详细阐述：第一，需要对灌浆质量进行深入检查。按照操作规范，以压水试验的方式进行分析。在灌浆孔总数中，选择不低于5%的孔进行压力试验，需要确保其合格率不低于80%。对于不合格孔段，分析其透水率，若在设计参数的50%以内，则允许进入封孔作业，若是超出该指标，则要求返工；第二，对灌浆孔进行质量观察，查看其是否存在泛浆、涌水等问题[4]。若存在，则需要按照问题的程度，静置一段时间灌浆孔；第三，在没有异常与问题的基础上，进行封孔操作。封孔作业应用浓浆进行，其水胶比具体是0.5:1。在操作过程中，还应引入干硬性预缩水泥等，针对孔口作压实、抹光处理。

3 灌浆施工质量控制的举措

3.1 对灌浆浆液浓度进行科学管控

在灌浆施工进行之前，施工作业人员需要考察所在地质、水文等状况，考察灌浆岩层缝隙吸浆状况，计算完成灌浆所需要的浆液量，并据此合理控制与调整浆液浓度。水利工程施工环境较为复杂、多变，在作业过程中需要及时优化、调整施工细节，浆液浓度也需要随实际需要进行调节。一般而言，浆液浓度值越低，浆液具备的流动性越好。但如果浆液浓度过低，则会导致浆液自身质量较差，且容易引起浆液扩散，增加灌浆面积，在浆液凝固、收缩过程中，也难以有效粘合岩石裂缝，坝基防渗性能偏低。若浆液浓度较高，则会影响浆液流动性，一些小裂缝难以充分填充，凝结时效果较好，可以增强坝基防渗性能、牢固水平与承载力，但成本较高，所需压力较高。为此，需要选择合适的浆液浓度，合理实现灌浆作业质量与效益。

3.2 做好预案，高效应对突发问题

灌浆施工作业要求连续、不中断，但在实际作业过程中，可能会出现一些突发事故，影响灌浆作业顺利进行。为保障灌浆施工质量，作业人员需要提前做好施工预案，一旦出现突发问题，可以冷静地进行处理、应对。如灌浆作业发生意外，被迫中断，此时需要及时进行清洗钻孔等工作，做好扫孔作业，尽早恢复灌浆。在灌浆恢复之后，要求浆液配比、质量应高于或不低于之前灌浆浆液。如在作业中出现冒浆问题，则可以通过表面封堵、降低压力、控制流量、嵌缝、浓浆等措施进行处置。做好突发问题应对预案，可以确保施工人员在面对各种突发问题时沉着应对，及时解决施工问题，保障灌浆作业的有效进行。

3.3 对灌浆压力进行科学控制

影响灌浆压力的因素较多，如水利工程的地质条件、打孔深度、应用的灌浆方法等。在灌浆之前，需要进行充分的压水测试，为灌浆压力参数的界定与选择提供科学依据。灌浆压力是影响灌浆质量的重要参数，如果灌浆压力取值过大，会引起岩石层与地面抬动，引起浆液扩散，影响灌浆效果。如压力取值过小，则难以确保浆液充分流动，浆液无法进入一些小裂缝，对整体灌浆的质量带来负面影响。为此，需要科学控制灌浆压力[5]。

3.4 做好灌浆质量检测工作

灌浆作业是确保水利工程整体质量的重要举措，其隐蔽性较强，通常处在地下，难以进行灌浆质量检查与控制。为切实保证灌浆质量，作业人员可以对灌浆作业的各个环节进行质量控制，规范灌浆作业的每一个环节，做好材料、施工工艺控制，同时构建质量分析与检测体系，做好检测技术创新[6]。对于大钻孔灌浆，可以应用地震衰减系数、弹性波速等技术手段来辅助检测，对于小钻孔灌浆，可以通过孔内电视、钻孔相机等方式进行检测，切实确保灌浆质量。

4 结束语

水利项目施工作为国民经济中一个重要的环节，对社会主义建设和国民经济增长起着重要的作用，然而水利项目施工的过程中，如果不做好必要的防护措施，必然会对环境造成影响，产生各种各样的环境污染问题，不利于社会经济的可持续发展，因此对于施工技术的要求会不断提高。

在水利施工技术中，灌浆施工技术是十分常见的，也是确保水利工程坝基、坝体防渗性能、稳固性、承载力的重要技术。因水利工程施工地质条件较为复杂，为切实确保灌浆施工质量，需要提前做好施工准备，科学控制钻孔、冲洗、压水、灌浆、封孔等工作，科学控制灌浆压力与浆液浓度，做好预案，高效应对突发问题，同时加强检测，确保灌浆施工技术应用的综合效益。