农田灌溉工程基础施工灌浆技术分析

王金辉

（诸城市墙夼水库运营维护中心，山东诸城 262202）

基础灌浆技术是农田灌溉工程地基处理中的重要技术，对水利工程的质量有着重要的影响。在当前农田灌溉工程的建设中，建设规模和工程量较大，实际建设周期较长，影响建设过程的因素也较多。因此，有必要在施工过程中全面控制施工质量，以确保后续工程的实际使用效能。在质量控制过程中，基础灌浆的作用逐渐显现，不仅可以有效保证工程基础的完整性，借助水泥浆固化作用提高工程稳定性；还可用于解决工程施工过程中的许多基本施工问题，如可以有效解决岩石和土壤基础层碎裂、漏水等问题。

1 基础灌浆技术概述

灌浆技术是一种应用广泛且非常实用的施工技术，其本质是通过液压、气动等方式将浆液灌入到岩石和土壤的缝隙以及其他薄弱的结构中，形成高强度、良好抗渗性的结构，旨在改善基岩和土壤物理性质，在农田灌溉工程建设中的应用主要体现在提高基础土体的抗渗性、减少流砂、防止坝基水分渗透等。灌浆可以防止渗漏并增强边坡结构的稳定性，常用于滑坡、蓄水等结构，可以有效改善土体承载性能并减少基础沉降，提高岩石和土壤的机械强度和变形系数，夯实基础，恢复工程结构的完整性，常用于加固基础［1］。灌浆工艺主要可以分为压实灌浆、电化学灌浆、渗透灌浆、劈裂灌浆4 种类型，基础灌浆可以用于确保施工安全，维持项目的正常运行，减少或消除地基缺陷，提高其稳定性、抗渗性，优化基础力学特性。

2 基础灌浆技术在农田灌溉工程建设中的应用

2.1 在喀斯特地区农田灌溉工程建设中的应用

针对喀斯特地区的农田灌溉工程，首先需要明确地质情况，然后采用合理的基础施工技术，但目前还没有明确施工方案。因此，施工人员需要参考其他类似建筑物的信息，并根据施工经验提出解决方案。

1）采用高压灌浆技术，该技术的优点是水泥可以连续渗透土壤层形成条状，并最终在连续渗透下形成网状结构，从而大大增强基础的稳定性、抗渗透性和耐水性。

2）采用高压喷射灌浆技术需要机械钻，喷嘴连接到钻头的前端，用于在高压泵的作用下喷射水泥浆［2］。机械挖掘机的钻头连续钻入地下破坏土壤结构，当钻头返回或拔出时会连续高速旋转并具有搅拌作用，使水泥浆与土壤结构均匀混合，混合物凝结一段时间后会形成刚性柱状体，使基础更加稳定。

3）采用基础灌浆技术在浅层喀斯特区域的农田灌溉工程进行基础灌浆。对于浅层岩石，喀斯特深度浅，因此在施工过程中要挖出砂土或砾石之后，使用基础灌浆技术来加固基础。

4）采用基础灌浆技术在深层喀斯特区域的农田灌溉工程实施基础灌浆。在施工过程中使用高压喷射技术是一项艰巨而烦琐的任务。因此，可以使用一般的灌浆方法进行施工，并且可以对周围区域进行灌浆。水泥浆穿透深部岩浆后，其中所含的填料被挤压产生巨大的压力将水泥浆和填料粘合在一起，并通过冷凝固化。

2.2 大吸浆量情况下的基础灌浆施工

通常情况下，农田灌溉工程中的岩缝灌浆可以在1～3 h 内完成，水泥使用量为120～220 kg·m-3［3］。在这种情况下，仅需遵循正常的施工过程，但在灌浆过程中岩缝可能会吸收水泥浆，这不仅浪费水泥浆，而且还降低了工程的整体质量。因此，施工单位需要结合自身情况选择最佳灌浆技术。工程实践中往往存在许多缝隙，造成此问题的原因是施工现场地质环境导致水泥浆沿着内部结构流出。

1）限流。将水泥浆灌注速率限制为10～15 L·min-1或更低，以降低灌注过程中的浆料流速，并尽快让浆料沉积。在显著降低灌注速度后，增加压力使灌浆速度维持在10～15 L·min-1的水平，直到施工完成。

2）减压。使用减压或单纯依靠重力进行灌浆，等待浆液凝固并停止流动，然后逐渐恢复灌浆压力并遵循正常的施工程序进行。

3）多次灌浆。多次灌浆又叫间歇灌浆，即标准的灌浆或灌浆时间是固定的，达到此标准后，灌浆过程将被打断并在短暂等待后继续。可以根据工程项目要求、地质条件设置合理的间隔，但通常在2～8 h，如使用间歇灌浆方法则灌浆施工结束时则不需要达到设计压力。如果无法在设计压力下完成灌浆，可减小压力完成灌浆并等待一段时间。

2.3 基础灌浆技术在严重漏水情况下的应用

农田灌溉工程基础出现严重漏水时，如果仍沿用常规的灌浆技术，不仅效果差，而且成本也会很高。基于此，必须采取合理的关键施工技术来解决此问题。

2.3.1 采用成型袋灌浆技术

成型袋灌浆法中使用的成型袋耐磨性能很好，常用的成型袋材料为尼龙和聚丙烯，其中装有水泥和砂浆。当用于灌浆时，成型袋彼此挤压，压力将袋中的水挤出，从而降低水泥砂浆的含水量。随着密度增加，水泥砂浆凝固速率增加，成型袋起到过滤器的作用，排干一些水分，在袋内保留了沙子和土壤。

2.3.2 使用填充级原料进行加工

灌浆材料通常是水泥、粗砂、砾石。如果将砾石用作成型袋成分时要控制好砾石的大小，而仅使用砾石最终不会获得良好的效果。应包含砾石、沙子等混合物，且应具有很高的黏性，以获得理想的过滤效果。在调平配料过程中有必要灵活调节配料的材料和数量，使配料在狭窄的空间中形成“桥”，完全阻塞中心间隙以形成反渗透层，从而阻塞整个通道。

3 基础灌浆施工控制

3.1 环境成本控制

基础灌浆施工时，应考虑到其对环境的影响，施工现场控制不当容易破坏环境，而环境治理需要花费更大的成本，因此需要注意3 个方面：1）合理处置施工污染物，尽量减少污染物对地下水和空气的污染；2）合理控制在施工过程中产生的噪声，包括机械的敲击声、爆破声等，尽量减少施工对周围居民的影响；3）尽量降低施工周围动植物生存的不利影响，避免在施工过程中对周围生态系统的破坏。

3.2 施工质量检验

必须认真做好质量检验以确保灌浆施工质量。1）在灌浆之前需要检查灌浆孔的设置。为了更好地固结，孔的位置必须要达到岩心，并且孔的直径必须在指定范围内。同时，要密切注意胶结情况，灌浆孔直径为140 mm或更大。2）需要仔细检查原始记录并分析灌浆情况，通过查看和比较原始记录并全面分析灌浆数据可以全面地了解整个灌浆过程，并了解灌浆的质量。同时，必须注意灌浆孔的压水测试。通常应在测试前对孔进行清洁，清洁时对水流压力和稳定性有严格的要求。在测试过程中必须根据操作程序严格测试单个孔。试验在加压阶段进行，在严格控制下完成了三阶段注浆孔水力试验。3）灌浆完成后进行后续检查。不仅要进行灌浆质量检查，还要进行灌浆后的后续检查，包括注浆后28 天的钻孔测试和储水效果测试。其中，通常在注浆区进行钻孔检查，并根据水力试验和岩心固结情况来评价灌浆质量。储水检查是判断灌浆质量的关键，蓄水后根据基础整体渗透和防渗功能对灌浆质量进行评价。

3.3 灌浆材料的基本要求

灌浆材料对灌浆效果有直接影响，为保证灌浆效果，必须严格控制灌浆材料的性能和质量。从农田灌溉工程建设角度来看，水泥浆是灌浆中最常用的材料。通常情况下，灌浆解决方案应满足以下要求。1）承压能力大于5 MPa。为了确保泥浆压力，通常使用采样方法来测试泥浆承压能力，水泥浆将硬化一周后进行压力测试以验证泥浆的承压能力是否正常。如果不正常，则必须重新配置浆液并进行测试。2）泥浆必须具有一定的保水性和机械泵施工性能。因此，浆液材料必须具有适当的黏度，只有在一定范围内的黏度才能使灌浆达到预期的效果并确保承压性能。3）灌浆浆液必须能均匀流动。

4 结语

灌浆施工技术有不同类型，每种都有其自身的优缺点。在施工之前需要根据施工现场的条件进行合理选择，选择合适的技术。如遇到大吸浆量的情况，则灌浆技术相对简单，但施工成本昂贵。如果施工区域存在严重漏水，则使用的灌浆技术相对复杂。如果遇到喀斯特地区，在选择灌浆技术时需参考过去类似项目的施工经验并结合实际情况进行灌浆。总之，选择合适的灌浆技术不仅可以节省成本，而且可以提高施工效率。在实际施工中还必须考虑地形条件和气候等多种因素，选择合适的灌浆技术，加快施工进度，提高施工质量。