水利水电工程灌浆施工技术与质量控制分析

文／刘玉玺 泰安市宏信水利工程建设监理有限公司 山东泰安 271000

邵 凯 山东省宁阳县水利工程公司 山东泰安 271400

引言：

随着科技的不断发展，水利水电工程灌浆施工技术也在不断更新和进步。在水利工程建设中，灌浆技术是一项重要的施工技术，它可以对地基、坝体等进行加固和防水，提高工程的质量和稳定性。同时，灌浆技术也是一项非常复杂的工程，需要严格控制施工过程中的每个环节，以确保最终的灌浆效果和质量。因此，加强灌浆施工技术与质量控制分析具有重要的意义。本文将从以下几个方面展开论述：首先，介绍水利水电工程灌浆施工技术的基本原理和特点；其次，分析水利水电工程灌浆施工过程中可能出现的问题和风险；最后，探讨水利水电工程灌浆施工技术的质量控制方法和措施。希望通过本文的分析和探讨，能够为水利水电工程灌浆施工技术的应用和质量控制提供一些参考和建议。

1.灌浆技术原理

在水利水电工程施工建设过程中，通常需要对水工建筑物基础进行灌浆处理，保证基础与周边土层之间的密实性。具体施工中，主要是通过水泥浆来对水工建筑物基础进行填塞、加固和防渗处理。在水工建筑物基础灌浆施工中，需要借助钻孔来对坝基进行处理，在此基础上，运用一定压力将浆液注入到岩石裂缝或破碎的岩体中。通过这种方式能够使浆液渗入岩石的裂隙或者破碎岩体中，以此来达到填充和加固的效果。在水工建筑物基础灌浆施工过程中，要遵循一定原则，根据实际情况对水工建筑物进行灌浆处理。同时在水工建筑物基础灌浆施工过程中，要按照设计要求进行操作，保证浆液能够均匀分布在坝体表面。通常情况下，利用灌浆技术对坝基、坝肩以及坝体等部位的岩体进行处理时，可以选择相应的浆液。具体的浆液种类有水泥浆、化学浆、高压喷射浆以及化学胶结浆液等[1]。

2.灌浆技术在水利水电工程中的应用

水利水电工程中，应用灌浆技术的主要目的是防止渗漏、固结地基、提高坝体稳定性等。为了保证灌浆施工的顺利开展，在灌浆前要对施工现场进行全面考察，掌握施工现场情况。例如：在灌浆前需要进行钻孔作业，钻孔深度要控制在1m 以内，这样能够减少对混凝土的破坏。此外，在选择钻孔位置时要注意避开坝体。如果想要选择坝体内部的某一部分进行灌浆施工，需要按照设计要求进行钻孔工作，并保持较高的钻孔压力。如果没有严格控制钻孔压力，会影响灌浆质量。一般情况下，可以选择2～3个点进行钻孔作业，也可以选择一个点进行钻孔作业，这样可以保证孔距满足要求。此外，还需要将水泥浆注入到钻孔中，将注浆孔和灌浆孔连接起来。同时要保证灌浆孔与其他孔段保持一定距离，这样能够保证灌浆效果。

2.1 钻孔作业

在水利水电工程灌浆施工前，要进行钻孔作业，是灌浆技术的重要环节。在水利水电工程中，需要进行多种类型的钻孔作业。在具体的钻孔施工中，可以选择直孔作业、平孔作业等方式。不同的钻孔方式对灌浆质量和效果会产生不同影响，要根据实际情况选择合适的钻孔方式。在具体施工过程中，需要注意以下几点：

（1）当灌浆孔与其他孔段相距较远时，需要利用钻机进行钻孔工作，钻进时要严格控制钻机转速。在钻进过程中，需要根据实际情况调节转速，保证钻杆与钻头处于最佳状态。如果转速较慢，会影响钻进速度。在具体施工过程中，要根据实际情况选择合适的钻头。在垂直钻孔施工中需要使用风动潜孔锤进行钻进操作，在钻孔过程中要保证钻杆处于稳定状态，并严格控制钻杆的垂直度。

（2）在水利水电工程灌浆施工前需要进行孔底清理工作，确保孔底清洁。在清理过程中需要使用高压水冲洗孔底，冲洗干净后需要使用清水清洗钻杆。当清理完毕后需要检查孔深是否符合设计要求，并在其上标记出孔深位置和孔深尺寸。

（3）在进行钻孔作业时要保证施工安全稳定。要避免钻杆折断、钻杆脱落等现象的出现，一旦发现这些情况要及时处理。同时在钻孔时还要做好安全防护工作，避免出现钻杆断裂和其它意外情况的出现。

2.2 灌浆材料的选取

在水利水电工程灌浆施工中，通常会使用水泥浆液和化学浆液进行灌浆作业。在使用水泥浆液进行灌浆时，需要将水和水泥充分搅拌，达到均匀状态后再进行灌注。为了避免水泥浆液发生凝固问题，需要对浆液进行二次搅拌，这样可以提高浆液的稳定性。通常情况下，在水泥浆中添加一定量的减水剂，这样能够增加水泥浆的流动性，提高灌浆施工的效率。为了提高灌浆施工质量，可以在浆液中加入适量的速凝剂、膨胀剂、减水剂等材料。如果采用化学浆液进行灌浆作业时，需要将水泥和水充分搅拌后才能使用。在灌浆前要将孔内清理干净，然后再进行灌注工作。在使用化学浆液进行灌浆时，可以添加一定量的水玻璃溶液进行灌浆作业。如果在灌浆过程中出现了浆液凝固问题，需要通过化学方法进行处理。通常情况下，可以使用氯化钠溶液和碱性溶液进行灌浆作业[2]。

2.3 灌浆施工工艺

在进行灌浆施工时，一般都是按照一定的顺序进行的。通常情况下，一次灌浆工程有3 个施工环节，分别为钻孔、压水试验、灌浆。在进行钻孔作业时，要保证钻孔深度达到设计要求，同时还要保证钻孔的垂直度符合要求。在压水试验环节中，要根据设计要求进行相关操作，并保证试验的有效性。在灌浆施工中，通常会在钻孔作业完成后立即进行压水试验，当压水试验合格后才能开始正式灌浆施工。如果压水试验不合格，需要进行重复的压水试验作业。在进行灌浆施工时，要将灌浆设备放入到孔中进行操作。当确定钻机位置后，先用清水将孔内的钻屑清洗干净，然后将孔口管放置到孔内。如果孔内泥浆过多或者出现了堵塞情况时，需要使用清水将其清除干净。在清洗过程中要注意避免浆液进入到混凝土内，当浆液被清水冲刷干净后才能开始下一步操作。如果遇到了特殊情况没有进行灌注作业时，需要暂停施工作业，待钻孔清理干净后再继续施工。如果遇到了特殊情况需要提前处理的话，需要向监理人员汇报情况，并等待监理人员的指示。

3.施工中出现的问题

（1）孔底沉渣过厚。在灌浆施工中，如果灌浆孔内出现沉渣过厚的情况，就会导致灌浆量不能满足设计要求，影响到灌浆施工质量。此外，在钻孔过程中如果遇到裂隙，也会导致浆液流失，不能起到理想效果。因此，在灌浆施工中需要对此进行合理控制。

（2）水灰比对浆液性能影响大。在施工过程中，为了保证水泥浆液性能能够满足要求，需要对水灰比进行合理控制。但是在实际施工过程中，因为水泥浆液在拌制的过程中没有控制好水灰比，从而导致浆液性能下降。

（3）灌浆压力不够。在实际施工中，灌浆压力也会影响到水泥浆液性能以及灌注质量。但是在实际施工中存在施工设备不达标的问题，导致灌浆压力不足。如果灌浆压力不足，就会导致水泥浆液凝结速度变慢。

（4）孔斜问题。在实际施工过程中还存在孔斜问题。其主要原因是因为没有对具体工程地质情况进行了解，没有根据实际情况选择合适的设备以及设备的型号。此外，施工过程中没有对设备的安装进行正确安装和验收工作也会导致孔斜问题的出现。其主要原因是因为没有严格按照设计要求进行灌浆施工作业或者是灌浆过程中没有按照标准进行操作以及养护工作等导致的。在实际施工过程中还存在回浆问题，主要原因是因为没有将水泥浆液与水泥浆进行有效配比，从而导致回浆不足或回浆过多等问题的出现。

（5）灌浆效果不理想。在实际施工过程中还存在灌浆效果不理想的问题，这主要是因为灌浆后浆液没有达到理想效果等原因导致的。

4.问题的解决措施

（1）合理选择水泥。在水利水电工程施工过程中，需要对灌浆施工技术进行合理应用，在满足实际需要的基础上，选择合适的水泥类型。在选择水泥时，需要结合实际情况选择合适的水泥，并且对水泥品种进行合理选择。一般而言，在水利水电工程中主要应用普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥两种。如果水利水电工程中有特殊要求，需要选用低标号水泥或者矿渣水泥。

（2）提高水泥配比。通常情况下，在混凝土中添加适量的粉煤灰或者石灰石可以增加混凝土的强度和稳定性。另外，还可以根据实际需要选择适当比例的水灰比，一般情况下在0.6～1.0 之间。

（3）控制水灰比。通常情况下水灰比为0.3～0.4之间时会提高灌浆效果。如果水灰比低于0.4 时会导致混凝土凝固速度变慢、凝结时间延长以及抗压强度降低等问题出现。

（4）控制好浆液的浓度以及流量。在实际施工中，需要对浆液的浓度和流量进行有效控制，确保灌浆质量符合设计要求。通常情况下在施工过程中可以利用纯水泥浆、水玻璃以及水泥浆三种浆液进行灌浆施工。

（5）严格控制温度以及湿度等因素对灌浆施工的影响。在实际施工中，温度和湿度等因素对灌浆施工产生较大影响。通常情况下灌浆作业是在冬季进行的，如果温度太低会导致灌浆作业无法正常进行；如果湿度太高也会导致灌浆作业无法顺利进行。

（6）检查和维护工作要做好。在水利水电工程施工过程中，需要对灌浆技术进行有效应用和管理，根据实际情况选择合适的灌浆技术类型，保证灌浆作业符合设计要求和规范要求。

4.1 根据设计要求选择合适的灌浆材料

通常情况下，在水利水电工程中主要利用纯水泥浆、水玻璃以及水泥浆三种浆液进行灌浆施工，其中纯水泥浆在应用过程中具有较好的流动性，而且凝固速度较快，不会影响灌浆施工的正常进行，另外还能够提高混凝土的强度。但是纯水泥浆的粘度比较大，不容易流动，所以在实际应用中要对其进行合理控制。水玻璃浆液是一种比较特殊的浆液，它主要由纯水泥浆以及水玻璃构成。在施工过程中主要是利用水玻璃作为固化剂，然后再将其掺入到纯水泥浆当中进行搅拌处理。在施工过程中，需要对其搅拌均匀，然后再进行灌注处理。水玻璃浆液具有较高的流动性和较好的耐久性，所以在使用过程中可以满足水利水电工程施工要求。这种方法可以有效提高水泥浆的流动性和凝结速度。通常情况下，水泥浆在实际应用中具有较高的抗压强度以及凝结速度等特点，可以满足水利水电工程施工要求。根据工程需要选择合适的灌浆材料对于提高灌浆施工质量具有重要意义。一般情况下灌浆材料主要包括以下几种：纯水泥浆、水玻璃、水泥浆以及水泥浆等。在水利水电工程施工过程中可以根据工程设计要求选择合适的灌浆材料，从而为保证水利工程施工质量提供有力保障[3]。

4.2 对灌浆施工技术进行合理应用

（1）高压喷射灌浆。在水利水电工程施工过程中，通常情况下都会利用高压喷射灌浆技术。这种技术的应用主要是通过一定压力和压力差将浆液注入到地层中，从而提高地层的密实度，并在其中形成一定的孔眼和缝隙，最后会形成一个整体。此外，还可以在其中形成一定的缝隙，并且会有浆液流动。在高压喷射灌浆技术应用过程中需要注意以下几点：首先，在对该技术进行应用之前需要对岩石和地层进行详细调查和研究，明确其地质条件和结构特点，并根据实际情况确定需要采用的灌浆技术类型。其次，对该技术进行合理控制。在该技术应用过程中需要严格按照施工工艺要求进行操作，保证灌浆作业符合设计要求和规范要求。此外，在实际施工中还需要加强管理和控制，避免出现意外情况。

（2）化学灌浆。化学灌浆技术是一种比较常见的灌浆技术类型，这种技术可以有效提高地层的密实度。通常情况下利用化学灌浆进行施工主要是因为该技术具有较高的性价比，并且可以有效提高地层密实度和强度，可以有效改善水利水电工程施工质量。但是在应用该技术时需要注意以下几点：首先，在化学灌浆前需要对材料进行合理选择和控制。通常情况下要选择合适的灌浆材料并对其进行合理配比。在使用化学灌浆时需要注意以下几点：首先，必须保证所用浆液符合设计要求；其次，必须保证化学灌浆过程中的温度不能太高；最后，必须保证浆液在灌注过程中不能出现离析现象。

（3）电接触灌浆技术。电接触灌浆技术是一种比较先进的灌浆法技术类型。这种技术可以有效提高地层的密实度和强度以及降低地层孔隙率等[4]。在实际施工中，需要注意以下几点：首先，需要对地层进行详细勘察和研究；其次，在进行电接触灌浆作业时要控制好电流量和电压等；再次，在进行电接触灌浆时要控制好浆液的浓度和流量等；最后，在实际施工中要及时对电流量和电压等进行检测和检查。高压喷射灌浆技术主要是利用高压水流对岩石进行冲刷和搅动等作用来实现浆液的流动。在实际施工中需要注意以下几点：首先，要对水流的速度进行合理控制；其次，要对压力进行有效控制；再次，需要对浆液的质量进行严格控制；最后，还需要保证浆液在灌注过程中不能出现离析现象。

4.3 对质量控制方法进行有效应用

通常情况下，需要对灌浆材料和设备进行有效选择，保证材料满足工程实际需求。通常情况下需要对灌浆压力和注浆量进行合理控制，确保灌浆施工效果符合设计要求。通常情况下在灌浆结束后需要对水灰比和压力等参数进行合理调整。如果水灰比过大时会导致浆液凝结速度变慢或者出现离析等问题。在灌前阶段需要对各项指标进行科学检测和分析，确保各项指标符合设计要求；在灌中阶段需要对各项指标进行合理控制，保证各个指标满足设计要求；在灌后阶段需要对各项指标进行科学检测和分析，保证灌后质量符合设计要求。水利水电工程施工中的质量控制是一项非常重要的工作。在施工过程中，需要采取多种措施来保证灌浆施工质量[5]。具体来说，可以从以下几个方面入手：首先，对原材料进行严格控制。在选择原材料时，需要选择质量合格、符合要求的原材料，以确保灌浆施工的质量。其次，对技术参数进行控制。在灌浆施工过程中，需要根据实际情况调整技术参数，以确保灌浆施工质量。再次，对人员进行管理和培训。在灌浆施工过程中，需要对人员进行严格管理和培训，以提高操作人员的技能和素质。最后，对设备进行管理和维护。在灌浆施工过程中，需要对设备进行管理和维护，以确保设备的正常运转和使用寿命。

结语：

综上所述，在水利水电工程施工过程中，需要合理应用灌浆技术，并加强质量控制，从而保证工程的顺利进行。在施工过程中，如果存在岩土地基基础不均匀、岩体裂隙或者是渗水等问题，就需要使用灌浆技术来改善地基情况。在实际施工中，需要使用高标号水泥、增加灌浆压力、改变灌浆的方向、选择合适的灌浆方法和控制水灰比等。灌浆施工技术具有很大的优势，不仅能够提高水利水电工程施工质量，还能有效控制施工成本。此外，灌浆技术具有良好的适应性，能够适应各种复杂地质条件。在实际施工中，要结合具体情况选择合适的灌浆技术。在应用过程中需要做好安全防护措施和质量控制工作，从而保证水利工程施工质量。