水利工程中灌漿施工技術(shù)探索

鄧寶昌

（黑龍江省水利工程建設(shè)局，黑龍江 哈爾濱 150040）

1 灌漿材料與灌注漿液

灌漿工程中所用的漿液是由主劑 (原材料)、溶劑(水或其他溶劑)及各種外加劑混合而成。通常所說的灌漿材料，是指漿液中所用的主劑。根據(jù)所制成的漿液狀態(tài)的不同，灌漿材料可分為兩類:一類是粒狀灌漿材料，所制的漿液其固體顆粒基本上處于分散的懸浮狀態(tài)，為懸濁液；另一類是化學(xué)灌漿材料，所制成的漿液是真溶液。

1.1 灌漿材料

水泥：灌漿工程所采用的水泥品種，應(yīng)根據(jù)灌漿目的和環(huán)境水的侵蝕作用等由設(shè)計(jì)確定。一般情況下，應(yīng)采用普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽大壩水泥。當(dāng)有耐酸或其他要求時(shí)，可用抗酸水泥或其他特種水泥。使用礦渣硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥灌漿時(shí)，應(yīng)得到許可。

回填灌漿、帷幕灌漿和固結(jié)灌漿水泥強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于32.5MPa，壩體接縫灌漿不應(yīng)低于42.5MPa。

帷幕灌漿和壩體接縫灌漿對(duì)水泥細(xì)度的要求為通過80μm方孔篩的篩余量不宜大于5%；當(dāng)壩體接縫張開度小于0.5mm時(shí)，對(duì)水泥細(xì)度的要求為通過71μm方孔篩的篩余量不宜大于2%。

灌漿用水泥必須符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，不得使用受潮結(jié)塊的水泥。采用細(xì)水泥時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格防潮和縮短存放時(shí)間。

1.2 黏土和膨潤土

黏土，黏土具有親水性、分散性、穩(wěn)定性、可塑性和黏著性等特點(diǎn)。

膨潤土，在水泥漿中加入少量的膨潤土，一般為水泥重量的2%～3%，起穩(wěn)定劑作用，可提高漿液的穩(wěn)定性、觸變性，降低析水性。其私粒含量在40%以上，液限多為100左右或更大些，塑性指數(shù)30～50。

1.3 其他材料

用以灌注大裂隙和溶洞時(shí)，經(jīng)常用水泥砂漿或水泥貓土砂漿。根據(jù)灌漿需要，可在水泥漿液中加入下列外加劑:速凝劑，如水玻璃、氯化鈣、三乙醇胺等；減水劑，如萘系高效減水劑、木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑等；穩(wěn)定劑，如膨潤土及其他高塑性黏土等；其他外加劑。所有外加劑凡能溶于水的應(yīng)以水溶液狀態(tài)加入。各類漿液摻入摻合料和加入外加劑的種類及其摻加量應(yīng)通過室內(nèi)漿材試驗(yàn)和現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)確定。

灌注漿液

水泥漿：純水泥漿液的攪拌時(shí)間，使用普通攪拌機(jī)時(shí)，應(yīng)不少于3min；使用高速攪拌機(jī)時(shí)，宜不少于30s.漿液在使用前應(yīng)過篩，自制備至用完的時(shí)間宜少于4h。水泥漿的配比一般為水:水泥=10:1～10:0.5。

黏土槳：

黏土漿有兩種配制方法：①將一定量的黏土和一定量的水直接混合，經(jīng)攪拌而形成所需配比的漿液。②將黏土制成一定濃度的黏土原漿，再取一定量的原漿加入一定量的水制成所需配比的漿液。

一般情況下原漿的配制按以下程序進(jìn)行：

浸泡崩解。將黏土在水池中用水浸泡，使其崩解泥化。

拌制黏土原漿。將浸泡好的黏土放入泥漿攪拌機(jī)中，加適量的水，制成一定濃度的黏土原漿。

水泥黏土漿：由于水泥，粘土各有其優(yōu)缺點(diǎn)，將其混合在很大程度上可互補(bǔ)其缺點(diǎn)，成為良好的灌注漿液。水泥與黏土的比例一般為 1：1～1:4，水與干料的比例一般為 3：1～1:1，由于材料品種、性能及其作用不同.正確的配比應(yīng)通過試驗(yàn)確定。

水泥砂槳及水泥黏土砂槳：水泥砂漿。在有寬大裂隙、溶洞、地下水流速大、耗漿量大的巖層中灌漿時(shí)，采用水泥砂漿灌注。水泥砂漿具有漿液流動(dòng)度較小、不易流失、結(jié)石強(qiáng)度高粘結(jié)力強(qiáng)、耐久性和抗?jié)B性好等優(yōu)點(diǎn)。水泥砂漿中，水與水泥的比值宜等于或小于1:1，否則砂易沉淀。為防止和減少其沉淀，宜加入少量膨潤土、塑化劑、粉煤灰等。

水泥黏土砂漿。水泥黏土砂漿中水泥起固結(jié)強(qiáng)度作用，黏土起促進(jìn)漿液的穩(wěn)定作用，砂起填充裂隙空洞的作用。拌制水泥黏土砂漿時(shí)，宜先制成水泥黏土漿而后加入砂。

水泥水玻璃漿：水泥漿中加入水玻璃，有兩種作用:一是將水玻璃作為速凝劑，促使?jié){液凝結(jié)；二是作為漿液的組成成分。水玻璃與水泥漿中的氫氧化鈣起作用，生成具有一定強(qiáng)度的凝膠體～水化硅酸鈣。水泥漿隨水玻璃的加入量的增加而凝結(jié)時(shí)間逐漸縮短，當(dāng)超過一定比值后，凝結(jié)時(shí)間隨水玻璃加入量的增加轉(zhuǎn)變?yōu)橹饾u延長。

2 灌漿施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

2.1 灌漿施工技術(shù)在巖溶地區(qū)的應(yīng)用

對(duì)巖溶地區(qū)的基礎(chǔ)施工主要分為兩種，一種是巖溶地區(qū)無填充物的基礎(chǔ)施工，另一種是巖溶地區(qū)有填充物的基礎(chǔ)施工，在兩種基礎(chǔ)施工中，對(duì)有填充物的基礎(chǔ)施工的技術(shù)要求的更加嚴(yán)格。

使用高壓灌漿技術(shù)對(duì)巖溶地區(qū)實(shí)施基礎(chǔ)灌漿。為了使填充物更加密實(shí)，對(duì)巖溶地區(qū)的基礎(chǔ)一般使用不沖洗高壓水泥灌漿的方法，使用高壓水泥灌漿法處理的基礎(chǔ)具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和防滲水性。另外，使用高壓灌漿能讓水泥以條形狀向土壤中滲透，在滲透土壤的過程中，水泥漿逐漸成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此，高壓水泥灌漿法使基礎(chǔ)有著很強(qiáng)的抗劈裂能力，從而使得基礎(chǔ)有更強(qiáng)的穩(wěn)定性。

使用高壓旋噴灌漿技術(shù)對(duì)巖溶地區(qū)實(shí)施基礎(chǔ)灌漿。高壓旋噴灌漿技術(shù)是依靠機(jī)械鉆機(jī)能深入地下的特點(diǎn)，在鉆機(jī)的頭部安裝特殊的噴嘴，利用高壓泵將水泥漿從鉆機(jī)頭部的特殊噴嘴噴射出去，在噴射水泥漿的過程中對(duì)原有的土層進(jìn)行了破壞，與此同時(shí)，高壓鉆機(jī)的頭部一邊向上提出，一邊高速旋轉(zhuǎn)，使得噴射出的水泥漿能與被破壞的土層形成混合攪拌物，待水泥攪拌物凝固了之后就會(huì)在巖溶地區(qū)形成一個(gè)比較結(jié)實(shí)的柱體，從而加固了工程的地基。

使用基礎(chǔ)灌漿技術(shù)對(duì)淺層含巖溶地區(qū)實(shí)施基礎(chǔ)灌漿。淺層含巖溶地區(qū)一般巖溶深度較淺，需要將淺層巖溶中的沙土挖掘出來，然后在使用水泥砂漿對(duì)原有較淺的巖溶地區(qū)進(jìn)行回灌。

2.2 針對(duì)吸漿加大的水利工程的灌注方法

在對(duì)巖縫灌漿的過程中，有很多巖縫會(huì)出現(xiàn)大量吸漿的情況，因?yàn)樗酀{始終不能保持滿足，所以需要采取一定的措施來解決這種情況。

采取限流措施。限制單位時(shí)間內(nèi)對(duì)巖縫關(guān)注砂漿的體積，一般情況下，應(yīng)該將灌注的速度降為10～15L/min，采取限流的目的是減小砂漿在巖縫中的流動(dòng)速度，從而使灌入的砂漿快速沉淀并凝結(jié)。

采用降壓處理法。采用降壓處理法的原理是降低灌漿的壓力，從而減小砂漿流動(dòng)的速度，依靠較小的壓力來維持砂漿的自流狀態(tài)，自流的過程中砂漿不斷凝結(jié)，當(dāng)砂漿在巖縫中不在流動(dòng)時(shí)適量增加壓力，然后可按照一般的工序進(jìn)行灌漿。

采用多次灌漿法。多次灌漿法就是在對(duì)巖縫進(jìn)行灌漿的時(shí)候是有間歇的，每灌漿一段時(shí)間就要等待一會(huì)，像這樣保持有間隔的對(duì)巖縫進(jìn)行灌漿，灌漿的間隔時(shí)間可以根據(jù)工程的具體需要來定，但是灌漿時(shí)間一般也不要大于8小時(shí)。

結(jié)束語

世事總是在變化的，我們在施工時(shí)也要根據(jù)現(xiàn)場的情況，因地制宜的采取適當(dāng)措施，建設(shè)出令社會(huì)滿意的工程。

[1] 鐘漢華.城市水利工程施工技術(shù)[M].鄭州：黃河水利出版社.2008.

[2] 鐘漢華.水利水電工程施工技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社.2004.

[3] 何佩德.小型水利工程施工[M].北京：中國水利水電出版社.1995.