水利水电工程灌浆施工技术与质量管理的策略分析

胡彦吉 白艳侠 陆晨红

廊坊中达水利工程有限公司 河北 廊坊 065000

引言

灌浆施工技术无论是在国内还是在国外水利工程建设中，其应用都有着非常悠久的历史。灌浆施工技术凭借着自身独特优势，在水利水电工程建设中发挥着十分关键的作用。灌浆施工技术实质上就是将一定的混合液体倾倒在建筑物主体中，经过自然风干完全凝固后，总体建筑主体会更加稳固。一般来说，鉴于对自身安全的考量，水利水电工程在渗透性方面的要求都非常严格，这时在其中发挥最关键作用的要属灌浆施工技术及质量管理工作了。

1 水利水电工程灌浆施工特点

在水利水电工程项目建设施工过程当中应当加强灌浆施工技术的广泛使用，灌浆施工技术主要就是促使制备好混凝土混合浆液之后装入机械设备中，并且灌输到破损部位或断裂部位，对破损或裂断漏洞进行修补和填充，有效保障建筑工程项目防渗水能力，提高水利工程项目的稳固性、安全性和整体性。水利水电工程项目建设施工过程当中应用灌浆施工技术操作相对较快捷和简单，并且不会受到外界工作环境的重大影响，所采用材料性能也相对较为稳定，不容易失效或者老化。除此之外，由于所采用材料是混凝土材料，不会受到形状制约和影响，可以将混凝土材料填充在漏洞或者裂缝当中修补工程，混凝土凝结之后非常耐用以及坚固，这样可以促使工程项目稳固性得到进一步增强[1]。

2 类型

将不同操作方式作为施工工序的重要根据，一般水利水电工程灌浆施工可分为基础灌浆施工以及循环灌浆施工两种。基础灌浆施工的基本工艺流程是根据规定的比例混合水、水泥以及石，让浆料符合工程需求。通过注浆设备，将泥浆灌注在预钻孔内，之后进入工程基础低端。固化后，地基与泥浆形成一体，从而将建筑物或地基结构进行加强。循环灌浆施工的基本工艺流程是，保持岩石灌浆量小于灌浆泵的排量，保持灌浆处于循环状态，促使流入孔中的一部分灌浆流入裂缝，其余灌浆由同一灌浆管返回同一孔。该种方法能避免“固管”现象，还能避免孔内水泥颗粒的沉淀现象，提升灌浆质量，其应用前景比较广泛。纯压灌浆施工的基本过程是，借助人工将灌浆分散到孔中的岩石裂缝中，以防止灌浆倒流。该方法对操作技术以及相关设备的要求偏低，但是由于该方法要求高灌浆，该方法更适合孔深度为10m～12m的建筑，因此通常在裂缝较大的位置比较适用。在建设过程中，应放慢注浆速度，并检查冒泡情况，以确保建设质量。对于施工区内的地质环境，注浆施工工艺的要求十分严格。为了保证建设质量并有效避免施工过程中的事故，在简单注浆工程施工前，以注浆施工面为基础，根据具体情况对岩石和地下水进行调查。在大型水利工程注浆施工中，应对灌浆料比、灌浆压力、预测数据量以及作业深度进行科学计算。

3 水利施工中灌浆技术应用要点

3.1 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。

3.2 钻孔施工

第一，在目前开展灌浆孔钻孔施工过程当中，不仅仅需要切实保障孔洞和孔壁正直，更需要保障其具有均匀性。第二，要对于钻孔顺序进行合理控制和安排，要求工作人员严格按照施工顺序及施工规范进行合理及科学的操作。通常情况之下，先要进行一序孔灌浆，之后再灌注二序孔以及三序孔，并且做好压水实验工作，检测其吸水率，若是吸水率能够达到相关设计标准和要求，可以节省施工工序，提升施工效率以及保障施工质量。第三，工作人员在开展灌浆操作过程当中，要对于缝隙以及钻孔进行必要的冲洗，切实保障缝隙以及钻孔内部不存在任何岩粉或者是铁砂粉等。此外，对于孔洞，利用压缩空气以及压力实现轮流吹洗，其中对于裂缝较少或者是相对较为完整岩层，只需要实施单孔冲洗即可完成工作。在冲洗的过程当中，通常采取的三种方法分别是低压反复冲洗、高压冲洗、扬水冲洗[2]。

3.3 冲洗

做好钻孔的冲洗工作较为重要，能够提高钻孔的清洁度，使混凝土能够与周围的土体更紧密地成为一体。冲洗钻孔的水源应采用清洁的水流，水中不能含有泥土，否则会为孔洞增加新的杂质，无法对其起到清洁效果。在冲洗过程中，需要做好压力控制工作，防止冲水压力过大对孔壁造成损伤，导致后续操作无法进行，不得不对钻孔进行返工。同时，需要控制好冲水距离，控制在5～10cm，避免垂直进行冲洗，对钻孔造成较大的损伤。而且需要采取全方位的冲洗形式，使水流能够沿着孔壁流动，直至冲洗后水流不再浑浊为止，表明钻孔已经冲洗干净。另外，还需要注重岩层缝隙的冲洗，可以适当调节水流的压力，使水流能够进入到缝隙中，将缝隙中的杂质冲洗干净，形成良好的灌浆环境。

3.4 制浆

要在合理选择灌浆原料的前提下，进行科学的浆液制作。选择水泥原料时，一般选择42.5MPa的普通硅酸盐水泥，且水泥原料应保持干燥，避免使用受潮结块的材料。对于选择的水泥材料，要进行有效筛杂。常用的筛杂方法为利用80μm方孔进行筛杂，筛杂处理后，留在网上的水泥量一般低于总量的5%。灌浆时也需要使用水这一原料，要严格参照高喷灌浆技术的用水要求和水工混凝土拌和的用水标准进行选择，确保水质达标。帷幕灌浆要采用纯水泥浆，可根据实际需求适当地添加减水剂、速凝剂等外加剂，并加强试验，确定所需种类和具体用量。施工人员要把握关键的制浆要素，包括原料用量、浆液比例、搅拌时间以及浆液温度等。要使用重量称量法做好固体材料的称重，按照小于5%的范围控制误差。在控制水泥和水用量时，比例应参照1∶0.5加以控制，同时控制好浆液的输送流速，一般为1.8m/s左右。进行到制浆环节时要科学选择搅拌机设备，常用的包括普通搅拌机和高速搅拌机等。若采用普通搅拌机，则要控制搅拌时长在3min以下，同时要保持匀速搅拌；若使用高速搅拌机，则要按照实验结果控制搅拌时长，搅拌速度应大于1200r/min，并匀速搅拌。整体制浆时长要按照小于2h进行控制，同时要考虑到不同的施工气候对浆液温度的影响，若在炎热夏季进行施工，要做好防晒，控制浆液温度在5～40℃，在寒冷冬季进行施工，在制作浆液时，则要使用不超过40℃的热水，做好防寒保暖。

3.5 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。

3.6 灌浆施工

在当前水利水电工程项目建设施工过程当中，要切实保障浆液材料符合规定和要求，这直接关系到工程项目的质量和效果。要想提高水利水电工程项目施工效率和施工质量，就要求工作人员对于现场施工材料进行全面检查。在项目建设施工的过程当中，采用的材料以水泥为主。在项目实施的过程当中要保证水泥具备良好的黏合性。通常来讲一般都会在水泥浆当中融入一定量的催化成分，这样就可以让水泥浆具备更加良好的性能。制作水泥浆材料过程当中，还需要工作人员结合相关标准以及有关规定对于材料性能进行全方位检验。通常采用检验方式是抽样检验的方法，切实保障原材料各方面的性能符合规定和要求，提高工程项目的质量和效果。首先，循环式灌浆。主要包括孔内循环以及孔口循环。孔口循环主要就是在孔口有效灌注浆液，这种方法在内部、外部空隙实施循环。在灌浆过程当中应用循环式灌浆，促使孔段浆液长期处于流动的状态，大幅度减少颗粒沉淀，有利于促使灌浆效果和质量得到提升。这一方法在当前水利水电工程领域得到了广泛的应用。其次，纯压式灌浆。应用纯压式灌浆，并不需要实现返回循环，直接促使浆液被压入钻孔，这一方法比较适合应用在裂缝较大的岩层当中。但是，通常孔深控制在10～22m比较合适。另外，在灌注的过程当中，还需要保障浆液具备较高的浓度，同时明确其中的不足之处和局限之处。一般来讲，若是细小裂缝采用这一方法很容易受到堵塞，无法有效地填满缝隙，难以达到良好的效果。最后，对于灌浆顺序进行严格控制，一种是采用由上至下的灌浆方式，另一种是采取由下至上的灌浆方式[3]。

3.7 封孔

灌浆施工完毕后，需要采取封孔操作，使灌浆质量得以提升。压力灌浆是常用的封孔方式，其主要是对需要密封的内部空间进行充气，使内外形成压力差，接着，撤去充气状态，使密封浆外涌，保证其能够堵满整个通道，形成有效的封孔效果。

4 水利水电工程灌浆施工质量管理策略

4.1 内部监督体制

在当前，应当切实加强灌浆施工操作工作，进一步提高管理水平和管理质量，切实保障水利水电工程项目灌浆施工操作的科学性、完善性和有效性。首先，要求相关工作人员对于工程施工流程进行全面的控制和监督，切实保障各项施工环节都严格按照规范和顺序开展，同时要保障各环节符合施工要求。其次，对于没有达到相关施工标准的就需要实施必要改制，直到达到标准之后再次开展施工操作。最后，要建立监督责任制。各大小组内部成员需要对施工人员以及施工环境实施全面监督，加强考核工作，要针对施工规范、施工程度依次进行全面的考核。

4.2 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[4]。

5 结束语

在水利水电工程建设中，灌浆施工技术的作用不容小觑，在开展工程建设工作时，必须加强管理与控制施工质量，以此来保障总体工程建设施工质量，所以在施工期间需要对灌浆施工技术的状况进行时刻关注，施工技术人员也需提升自身的技能，对从事的质量管理工作要十分热爱，保障施工质量，推动水利水电工程的健康可持续发展。