灌漿施工技術(shù)在水利工程中的應用

朱錄才

葛洲壩新疆工程局（有限公司），新疆 烏魯木齊 830000

灌漿是把漿液壓送到水工建筑物地基的裂隙、斷層破碎帶或建筑物本身的接縫、裂縫中的工程。灌漿施工技術(shù)是水利工程中常被用于建筑物防滲和地基加固的一項重要工程措施，尤其是在水利工程地基的處理上應用廣泛。灌漿技術(shù)能夠提高建筑地基的密度和承載力，從而增強抗?jié)B性和整體性，彌補地基因土質(zhì)較差、裂縫、斷層破碎帶以及建筑物本身存在的接縫而對工程造成的損害。

灌漿施工技術(shù)種類眾多，應用各不相同，根據(jù)不同的標準可以劃分成不同的類型。按照灌漿的目的，灌漿可以分為固結(jié)灌漿、帷幕灌漿、接觸灌漿、接縫及補強灌漿、劈裂灌漿、高壓噴射灌漿等；按照灌漿所用材料的不同，灌漿可以分為水泥灌漿、粘土灌漿、化學灌漿和瀝青灌漿等。不同的灌漿技術(shù)的施工要點各不相同，但是作為一個整體，灌漿施工技術(shù)又有其共同點。本文把灌漿施工技術(shù)作為一個整體，研究其施工的要點和過程。

1 灌漿施工前的準備工作

灌漿施工前的準備工作是十分必要的，對保證灌漿施工的成功具有重要作用。灌漿施工前，首先要對水利工程所處的地區(qū)進行詳細勘探，尤其是地質(zhì)情況和水文情況，要準確掌握工程地基的巖石性質(zhì)、裂縫、斷層破碎帶、巖溶分布以及巖石的透水性、地下水的水質(zhì)和流速等情況；其次，對于規(guī)模較大的灌漿工程，在施工前必須進行現(xiàn)場灌漿實驗，以便確定灌漿孔深、孔距、排距、排數(shù)，選定灌漿材料、壓力、順序、施灌方法、質(zhì)量標準及檢查方法等。再次，根據(jù)勘察和灌漿實驗情況，采取正確的灌漿方法，做出詳細的計劃。

2 灌漿施工的步驟

灌漿施工技術(shù)大致可以分為以下幾個步驟：

1）鉆孔。由于一般的水利工程要求鉆孔垂直，因此在鉆孔時要注意測量孔斜。測量孔斜應分段進行，發(fā)現(xiàn)孔斜超過允許偏差時要重新掃孔糾偏。根據(jù)不同的工程需求以及工程地基的巖石硬度和完整性，應該采取不同的鉆機和鉆頭?，F(xiàn)階段應用較多的是硬質(zhì)合金和金剛石的鉆頭。鉆機的定位要準確，立軸垂直，開孔孔位的偏差值應控制在10m以內(nèi)。要特別注意的是，在砂礫石層進行鉆孔時，應注意采用套管跟進法或優(yōu)質(zhì)的泥漿固壁。

2）沖洗。在鉆孔之后，為了保證灌漿質(zhì)量，要及時將殘存在孔底和孔壁的充填物用高壓水流沖洗干凈，直至水流變清，同時，對于巖層縫隙中的填充物也要沖洗干凈。按一次沖洗的孔數(shù)分為單孔沖洗和群孔沖洗；按沖洗方法分為壓力水連續(xù)沖洗、脈動沖洗和壓氣抽水沖洗。

3）壓水。為了了解巖層的滲透情況，與之前勘探的地質(zhì)資料相比照，以便能夠根據(jù)巖層的滲透情況確定開灌時的漿液濃度，了解巖層的滲透性與每個灌漿段實際灌入的干料的關(guān)系，掌握各次序灌漿孔滲透性的規(guī)律，每個灌漿段都要進行簡易的壓水實驗。壓水實驗是在一定的壓力之下,通過鉆孔將水壓入到孔壁四周的縫隙中,根據(jù)壓水量和壓水的時間,計算出代表巖層滲透特性的技術(shù)參數(shù)。進行壓水實驗時，應按照自上而下的順序，分段卡塞進行實驗。

4）灌漿。各種灌漿施工技術(shù)在開灌階段都要注意兩個問題的選擇，灌漿方式和灌漿順序。

灌漿方式主要有兩種，純壓式灌漿和循環(huán)式灌漿。純壓式灌漿是指單純的將漿液灌入鉆孔或者巖石裂縫，不讓其返回地面循環(huán)。這種灌漿方式適合較大裂縫的巖層，鉆孔不能太深，如化學灌漿常采用這種方式。純壓式灌漿的缺點是容易造成細小裂縫的堵塞。循環(huán)式灌漿是指灌入的漿液多于裂縫吸漿量時，多余的漿液能夠經(jīng)漿管返回攪漿機。循環(huán)式灌漿可以分為孔口循環(huán)和孔內(nèi)循環(huán)兩種。因為循環(huán)式灌漿能夠使?jié){液保持流動狀態(tài)，所以能夠有效的減少顆粒沉淀，提高灌漿質(zhì)量，因此被人們廣泛應用。

各類灌漿施工技術(shù)都要按照規(guī)定的順序進行，大致可以分為一序孔、二序孔、三序孔等,隨著序數(shù)增加,灌漿孔逐漸加密。按照灌漿順序，有一次灌漿法和分段灌漿法。一次灌漿法即將有壓漿液一次性灌入到全孔中，適合淺孔灌漿。自上而下分段灌漿法，是將全孔分為若干段，將漿液灌入其中一段，并且使其與相鄰段隔離，適合巖層較破碎深孔灌漿；自下而上分段灌漿法是將灌漿孔一次成孔，然后從最下一段開始分段灌漿，它適合裂隙細小、巖石較完整的灌漿孔。這兩種灌漿法可以獲得較好的灌漿質(zhì)量，減少施工事故，但是缺點在于灌漿時間較長。

5）封孔。每個孔結(jié)束灌漿后,都要采用壓力灌漿封孔法進行封孔。

3 灌漿施工應注意的事項

灌漿施工過程應注意以下幾點，以免造成不必要的損失：

1）控制好漿液濃度。灌漿施工過程中，必須定期檢查裂縫的吸漿量，然后根據(jù)吸漿量的變化情況及時調(diào)整漿液的濃度，不能保持整個施工過程漿液濃度無變化。漿液濃度低，流動性就好，但是會造成灌漿范圍擴散，而且收縮時容易造成水泥結(jié)石與巖石裂縫面的脫開，使防滲性和固結(jié)質(zhì)量降低；漿液濃度高，流動性就會差，使?jié){液無法灌入細小裂縫，但是固結(jié)時收縮小，與裂縫面的結(jié)合好，防滲性和固結(jié)質(zhì)量提高。灌漿施工過程應遵循漿液從稀到濃的規(guī)律，準確把握漿液的濃度變化尺度；

2）妥善應對突發(fā)事故。灌漿施工過程中，突發(fā)事故是很難避免的，所以要妥善的應對。灌漿施工過程常出現(xiàn)的事故常見的有灌漿中段、地面抬動、串漿、冒漿或繞塞反漿等。灌漿中斷時，應采取沖洗鉆孔或者掃孔的措施，盡快恢復灌漿。恢復灌漿時，要使用與開灌時級別相近的漿液進行灌注。出現(xiàn)冒漿時，應采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法進行處理。發(fā)生串漿時，如果串孔具備灌漿條件，可以同時進行灌注，如不然，應將串孔堵住，持續(xù)到灌漿結(jié)束。事故發(fā)生后應該立刻查明原因，及時進行處理，必要時停工處理；

3）控制好灌漿壓力。灌漿壓力控制不好，會造成地面和巖石面抬動，不僅會使灌漿過程因突發(fā)事故中斷，而且會嚴重影響灌漿的質(zhì)量，對整個水利工程造成不良影響、因此，在灌漿過程中應控制好灌漿壓力。應根據(jù)鉆孔和裂縫的實際情況適時調(diào)整壓力的大小。

灌漿施工過程是一個復雜的系統(tǒng)工程，灌漿質(zhì)量的好壞直接影響水利工程的成敗。鑒于灌漿施工技術(shù)種類較多，在灌漿施工技術(shù)應用到水利工程中時，應根據(jù)工程的實際情況采取正確的灌漿種類，保證水利工程的整體施工質(zhì)量。

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