复杂地质区水利工程施工地基处理灌浆技术

摘要：随着水利工程建设范围的扩展，很多复杂性地质区域的工程建设面临较大挑战，影响整个工程施工地基的稳定性、安全性。针对此，以复杂地质区水利工程施工地基处理灌浆技术为核心内容，首先对复杂地质区水利工程施工地基处理的难题进行分析，其次对复杂地质区水利工程施工地基处理时灌浆技术的应用进行阐述，最后以某工程案例对于灌浆技术的具体应用进行分析。希望能够对复杂地质区水利工程地基灌浆技术的应用提供参考和帮助，对推动水利工程的进一步发展具有借鉴作用。

关键词：复杂地质区水利工程地基灌浆技术

中图分类号：TU74

GroutingTechnologyforFoundationTreatmentinHydraulicEngineeringConstructioninComplexGeologicalAreas

ZHANGQuanrong

GansuJiantouConstructionCo.，Ltd.，Lanzhou，GansuProvince，730070China

Abstract：Withtheexpansionofthescopeofwaterconservancyengineeringconstruction，manycomplexgeologicalareasarefacingsignificantchallenges，whichaffectthestabilityandsafetyoftheentireconstructionfoundation.Inresponsetothis，thisarticlemainlyfocusesonthegroutingtechnologyforfoundationtreatmentinwaterconservancyengineeringconstructionincomplexgeologicalareas.Firstly，thedifficultiesinfoundationtreatmentinwaterconservancyengineeringconstructionincomplexgeologicalareasareanalyzed.Secondly，theapplicationofgroutingtechnologyinfoundationtreatmentinwaterconservancyengineeringconstructionincomplex geologicalareasiselaborated.Finally，aspecificengineeringcaseisanalyzedforthespecificapplicationofgroutingtechnology.Itishopedthatitcanprovidereferenceandassistancefortheapplicationoffoundationgroutingtechnologyinhydraulicengineeringincomplexgeologicalareas，whichcanserveasareferenceforfurtherpromotingthedevelopmentofhydraulicengineering.

KeyWords：Complexgeologicalareas;Waterconservancyengineering;Foundation;Groutingtechnology

发展清洁能源已经成为国家重大战略之一。水电作为目前最主要的清洁能源之一，近些年有了较大发展，也推动了水利工程建设规模的不断扩大。同时，水利工程建设也必然会遭遇到复杂地质条件（例如软土、岩溶等），如何在这些复杂地质区进行水利工程建设时保障地基施工的安全性、稳定性，已经成为水利工程建设最主要的内容之一。在地基施工中利用灌浆处理技术已经成为当前最主要的技术模式之一，能够进一步提升地基施工的安全性、稳定性，从而保障整个水利工程建设的质量，本文就此进行简要的分析探究。

1复杂地质区地基处理存在的问题

1.1复杂地质条件造成的稳定性不足问题

复杂地质区存在的主要问题就是这类地区地质结构、岩性等的差异会给工程基础处理带来巨大的挑战，同时存在断层、褶皱、软弱地层等，不仅会对基础的承载力和稳定性产生影响，还会引起地基沉降、塌陷等问题，从而影响整体水利工程的质量。

1.2地基沉降方面的问题

很多复杂地质区（例如软弱地层、含水层等）工程地基最主要的问题之一在于沉降严重，严重的沉降问题会对水利工程运行的安全性、稳定性造成较大影响。对于水利工程来说，地基沉降就会造成大坝产生变形，直接影响水电站安全性。所以对于复杂地质区水利工程地基沉降进行准确预判、有效控制已经成为水利工程施工中最需要解决的问题之一[1]。

1.3地下水位的突变和控制方面的问题

对于复杂地质区域来说，其地下水位存在着较大的突变，地下水位情况会对工程施工、运行都造成较大影响，所以水利工程地基施工时对于地下水位的控制是非常关键的。地下水位较高情况下会影响施工稳定性、造成施工较困难，地下水位较低情况下会造成地基水体承载缺失、稳定性不足。因此，科学地监测和控制地下水的变化，使其处于合理范围内，已成为我国复杂地质区域水利工程中的重要课题。

2复杂地质区地基灌浆技术的应用

2.1地基加固以及稳定性控制

从当前来看，在地基处理技术中灌浆技术是最有效的方式之一，它可以有效地提高地基的承载能力和整体稳定性。在复杂的地质条件下，地基常出现褶皱、断裂、承载能力不足等问题，导致地基沉降、滑移或坍塌。而注浆技术是将高强材料注入地基，填补其中的空隙，从而得到更为完善的注浆体，显著提高地基的承载能力和稳定性[2]。

软弱地层内部存在大量的软岩、湿性较高的土壤等，所以抗剪性能不足，一旦受到外部载荷影响就容易出现变形、沉降问题。而利用有效灌浆技术（选择适宜灌浆材料、施工工艺）能够提升灌浆体整体抗剪性能，可以承载更大的地基荷载，从而能够显著降低原有软弱地层荷载传递，进一步增强地基整体承载性能，大幅提升其稳定性。

按照抗剪强度理论能够得到灌浆之后断层带抗剪强度计算公式，如下：

式（1）中：V/V0表示灌浆料体积浓度；τ表示灌浆体抗剪强度。从该式可知，随着灌浆料体积浓度的逐渐降低到0（也就是断层带填充满），断层带抗剪强度和灌浆体抗剪强度大体相同。利用灌浆的方式能够大大改善断层、褶皱不均匀性问题，从而有效增强地基稳定性。对于褶皱带来说，主要是因为岩层在压力作用下形成的弯曲变形造成的，褶皱必然会造成地基复杂性大幅提升，这就需要对其进行仔细的分析，采取针对性措施进行处理；灌浆材料属于灌浆技术实施时最为核心的要素，需要将灌浆材料充分、顺畅地灌入地面之下的裂缝或者孔洞中，以此来提升地基稳定性。

2.2地下水位的控制以及排水处理

对于复杂地质区域水利工程施工来说，地下水位的控制和排水是非常关键的内容之一。复杂地质区域的地下水文条件复杂，地下水位存在着较大的变动，容易引发整个工程基础的不稳定，严重情况下甚至会造成整个结构发生破损的问题。而注浆技术是最有效的地基处理方法，对地下水的控制与排水有着十分重要的意义[3]。

2.2.1地下水位的控制

复杂地质区域的地下水位受到地质条件影响存在着较大的波动，此种波动会直接影响水利工程地基的稳定性，严重时会造成工程结构的破损。为防止地下水位产生大幅度波动对地基产生影响，导致沉降和变形等损伤，采用注浆技术构建防渗帷幕，即在地下水位以上形成对应的注浆体，通过灌注高流动性、高耐腐蚀的材料，构建致密的注浆体屏障，可以有效隔绝地下水和工程结构物，防止地下水流入地基，并对地下水位的波动量进行有效的控制。

2.2.2地下水的排水处理

对于复杂地质区域来说，水利工程施工时要及时进行排水，从而保持地下水位始终在合理区间。排水处理过程中利用灌浆技术来对地下渗漏情况进行封堵，能够避免地下水顺着裂隙、孔洞等进入工程其他位置[4]。

2.3灌浆材料以及施工工艺的优化

对于复杂地质区域来说，存在着不同类型的地质条件，并且工程的实际需要也有所差异，这就需要采取针对性的灌浆材料以及施工工艺来完成灌浆操作，所以灌浆材料和相关工艺的优化创新是非常关键的。在注浆材料方面，应以材料成分、颗粒尺寸和黏度等作为突破口，探索更高质量的材料配方，以此提高注浆材料的综合性能。除此之外，要加强和其他相关技术（如加固桩、加压注浆等）的融合，形成更加全面、更具针对性的地基施工方案。各技术优势相融合，能够更加有效地处理复杂地质环境中地基方面的问题，进一步提升地基处理的效率和效益[5]。

3施工技术应用实例分析

3.1案例工程具体概况

某水利工程总体库容量3500万m³，设计灌溉面积、超过20万亩。通过对该工程所在地地质调查可知，该区域的地层包括寒武系、奥陶系、志留系等，同时在周边岸区还存在着第四系全新统残坡积层、崩坡积层等。该区域的地层按照从上到下的顺序分成：种植土、淤泥、粉砂、粗角砾土、粉质黏土、破碎角砾岩等等，另外在库区13～15m范围下存在着碳酸盐岩地层。另外，水库大坝所在位置还存在着基岩岩溶水、河床卵石孔隙水，同时在某些位置存在着暗河。总体来说，该水利工程所在区域地质条件复杂，需要加强工程地基的灌浆处理，保证其稳定性。

3.2灌浆施工技术的具体应用

3.2.1开挖回填软土覆盖层

从该坝区实际情况来看，存在着相对较厚的软土层，为了确保基础稳定性，需要对软土进行清理、开挖回填，之后对其碾压处理，在此基础上实施灌浆固结处理。实际操作方式为：首先要进行基坑开挖，在此过程中要将相关杂物彻底清理干净，不能存在松散岩块等。若是某些位置很难完全清理干净，需要对其实施必要的冲击碾压，要按照工程总体工期、压实效果要求、所在地地质条件等来设定具体的碾压次数为20次。之后利用相应规格的混凝土（所用水泥：42.5中热硅胶盐水泥；人工砂：细度模数2.6～2.7；石粉含量14.5%～14.6%；粉煤灰掺量比：50%）对其实施碾压回填，确保其达到压实度指标后可以进行灌浆操作。

3.2.2灌浆施工

即使进行了大坝区域开挖回填，但是还存在着溶槽发育的角砾岩，这些岩层的承载能力不足，严重影响到水利工程地基的安全性和稳定性，所以要对其实施灌浆施工处理，进一步提升其抗渗性能。该工程所用灌浆材料按照水∶水泥∶粉煤灰=1∶0.15∶0.85的比例进行配置，同时向其中加入适量外加剂。灌浆时进行了相应指标的动态监控，并且绘制了灌浆孔的单孔灌浆曲线，具体情况如图1所示，以此来明确浆液流动性情况。从该图中能够得知，水固比为1∶1时浆液具有最佳的流动性，具有良好的扩散度，可以达到充填灌浆的质量标准。随着填充的持续进行，灌浆流量会逐渐下降、压力会逐渐增加，完成相应灌浆工作。可以通过似法兰盘法来确定灌浆阻塞方式，从图中可知，在孔口压力达到1MPa、流量＜10L/min、稳定时间＞20min情况下就可以判定此孔注浆达到标准，可以结束注浆操作。

4结语

综上所述，复杂地质区域进行水利工程施工一定要对地基进行必要处理，保证其稳定性，这是确保水利工程顺利施工的基础。本文主要对灌浆技术在地基处理方面的应用进行了阐述，通过本文的介绍能够对复杂地质区域水利工程地基施工提供必要的参考和帮助，对于进一步推动水利工程发展具有现实意义。

参考文献

[1]唐振东.复杂地质区水利工程施工地基处理灌浆技术[J].水上安全，2023（9）：144-146

[2]赵新昌，王淑冰.水利水电工程基础灌浆应用探析[J].大众标准化，2022（10）：139-141.

[3]刘文生.灌浆施工技术在水利工程防渗处理中的应用研究[J].工程建设与设计，2023（24）：148-150.

[4]赵虎谦.X水利工程项目的后评价研究[D].太原：太原科技大学，2023.

[5]罗姣姣.基于BIM技术的水利工程项目施工成本控制研究[D].保定：河北农业大学，2022.