淺析水利施工中水庫灌漿施工工藝

水庫灌漿主要包括防滲處理、主壩、主壩和副壩的接頭以及左岸和右岸的山體處理等部分，在不同的施工區(qū)域選擇不同的灌漿施工工藝。在進(jìn)行水利施工中的水庫灌漿施工時，需要進(jìn)行灌漿段的劃分，這樣才可以有效保障地基的質(zhì)量，避免出現(xiàn)裂縫或者斷層等現(xiàn)象，對地基造成損害。因此，在水庫灌漿施工中采取合理的施工工藝是很重要的。

一、水庫灌漿施工工藝的分類

水庫灌漿施工工藝按照不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)，有不同的種類。

1.按照目的進(jìn)行分類

（1）固結(jié)灌漿，固結(jié)灌漿是通過膠結(jié)壩基裂縫巖石的方式來提高水庫堤壩的均勻性、整體性以及承載能力，這種灌漿方式涉及的平面范圍非常大，通常情況下，孔深為5m到10m；（2）帷幕灌漿，帷幕灌漿是在壩基偏上游的部分進(jìn)行1～3排深孔灌漿，以此來充填并膠結(jié)裂隙，這樣可以有效降低壩底的揚(yáng)壓力，避免壩基出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象；（3）接觸灌漿，接觸灌漿的部位是在巖基和壩體的結(jié)合面上進(jìn)行灌漿施工，這種灌漿方式可以有效提高壩體的抗滑性，避免巖面出現(xiàn)集中滲漏的現(xiàn)象，還可以有效加強(qiáng)巖基的固結(jié)強(qiáng)度。

2.按照材料進(jìn)行分類

（1）水泥灌漿，水泥灌漿的材料主要有水泥、細(xì)骨料以及混凝土外加劑等，這種干混材料只需要添加一定的水進(jìn)行攪拌之后就可以使用，具有不容易離析、微膨脹以及高流態(tài)的優(yōu)點(diǎn)，還具有很強(qiáng)的膠凝性和結(jié)石強(qiáng)度，施工的成本很低，在水利工程中的應(yīng)用非常廣泛；（2）化學(xué)灌漿，化學(xué)灌漿是使用高分子材料制作而成，主要用于地基或者建筑物的裂隙中，具有很強(qiáng)的補(bǔ)強(qiáng)加固以及防滲漏的效果，化學(xué)灌漿的材料主要有水玻璃、聚氨酯漿液、鉻木素以及環(huán)氧樹脂等。

二、水庫灌漿施工工藝流程

1.鉆孔

在進(jìn)行灌漿鉆孔的施工中，主要采用巖心鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆機(jī)的選擇要根據(jù)巖石的實(shí)際硬度和完整性來決定，通常使用的鉆機(jī)有金剛石、硬質(zhì)合金以及鋼粒等，但是鋼粒鉆機(jī)在進(jìn)行鉆孔時，容易研磨出鐵屑或者巖粉，從而堵塞孔壁的裂隙，在很大程度上降低了灌漿的質(zhì)量。

2.沖洗

為了確保水庫灌漿施工的質(zhì)量，在灌漿之前，需要使用壓水流進(jìn)行鉆孔的沖洗，將孔洞或者裂隙中存在的泥質(zhì)充填物沖出來，或者將這些充填物推移到灌漿施工區(qū)域外。按照孔數(shù)可以將沖洗分為單孔沖洗以及群孔沖洗；按照沖洗的方法可以將沖洗分為壓力水連續(xù)沖洗、壓氣抽水沖洗以及脈動沖洗。

3.壓水試驗(yàn)

水庫灌漿需要進(jìn)行簡易的壓水試驗(yàn)，壓水試驗(yàn)的目的如下:（1）充分了解巖層的實(shí)際滲透狀況，并和地質(zhì)資料進(jìn)行對比；（2）根據(jù)實(shí)際的滲透狀況，制定出開灌時的灌漿濃度；（3）查看每米灌漿段中實(shí)際灌入的干料重量和巖層滲透性之間的大致關(guān)系；（4）觀察各個次序灌漿孔的滲透性隨著次序增加而減少的規(guī)律。

4.灌漿施工

任何種類的灌漿施工工藝都要按照規(guī)定的順序進(jìn)行，主要分為Ⅰ序孔、Ⅱ序孔以及Ⅲ序孔等，隨著序數(shù)的增多，灌漿孔也越來越密集。

單孔灌漿的施工方法主要有以下兩種:（1）全孔一次灌漿，主要是使用灌漿塞將空口封閉，然后將有壓漿液灌入到全孔的巖層裂隙中，這種施工方法主要應(yīng)用于淺孔灌漿；（2）全孔分段灌漿，首先將全孔從上往下分為若干個灌漿段，然后用灌漿塞把其中一段和相鄰段進(jìn)行隔離，最后將有壓漿液灌入到這一段的巖石裂隙中，這種施工方法主要應(yīng)用于深孔灌漿。

按照漿液注入的方式，施工方法可以分為以下幾種:（1）純壓式灌漿法，這種方法是將灌入的漿液全部壓入到巖石裂隙中，漿液不可以返回到地面，化學(xué)灌漿主要采用這種灌漿方法進(jìn)行施工；（2）循環(huán)式灌漿法，這種方法要求注入的漿液要多于裂隙的吸漿量，剩余的漿液會通過回漿管回到攪拌機(jī)內(nèi)，這種灌漿方法具有漿液不容易出現(xiàn)沉淀的優(yōu)點(diǎn)，可以有效保證灌漿施工的質(zhì)量，固結(jié)灌漿以及帷幕灌漿主要采用這種灌漿方法進(jìn)行施工。

在標(biāo)準(zhǔn)的灌漿壓力下，如果所灌孔段在半小時內(nèi)的吸漿量持續(xù)在0.4L/min，就可以結(jié)束這一孔段的灌漿，等到整個孔的灌漿結(jié)束之后，需要使用水泥砂漿進(jìn)行封孔。

三、灌漿施工工藝的應(yīng)用實(shí)例

1.工程概述

某水庫位于貴州省，正常水位1678m，興利庫容 1622×104m3，校核洪水位1677m，最大壩高70m。該工程的等別是Ⅲ等，工程的規(guī)模是中型，主要建筑物是三級，次要建筑物是四級。該工程主要對水庫進(jìn)行防滲處理，使用的是帷幕灌漿施工工藝，主要在壩體廊道和兩岸坡上進(jìn)行帷幕灌漿，受水文以及氣象等條件的影響較小，能夠進(jìn)行均衡施工。

2.鉆孔

圖1 循環(huán)式灌漿法圖

首先使用經(jīng)緯儀根據(jù)施工圖紙進(jìn)行帷幕線的整體放樣，以此來確定好孔位；然后使用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，該工程使用的鉆機(jī)是kQ-150性鉆機(jī)。需要注意的是，鉆孔需要采取一定的防斜措施，確?？紫虻臏?zhǔn)確性，在鉆孔的過程中，需要每隔10m測量一次孔向，如果發(fā)現(xiàn)孔向出現(xiàn)了嚴(yán)重的偏差，就要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行糾正，確?？紫驖M足施工的要求。

3.沖洗和壓水試驗(yàn)

（1）沖洗。當(dāng)帷幕灌漿孔以及段鉆孔的深度滿足設(shè)計和施工的要求之后，進(jìn)行鉆孔的沖洗，清孔的時間要超過半小時，確?？變?nèi)的殘留物在20cm以下。（2）壓水試驗(yàn)。該工程使用壓水試驗(yàn)BW-150型灌漿泵進(jìn)行壓水試驗(yàn)，壓水的壓力為灌漿壓力的80%，當(dāng)灌漿壓力的80%超過1MPa時，就將壓水壓力定為1MPa。

4.灌漿施工

該工程中的灌漿段長度如下:第一段的長度是2.5m；第二段的長度是3m；第三段及以后的灌漿段均為5m；終孔段的長度可以根據(jù)實(shí)際的狀況進(jìn)行適當(dāng)?shù)匮娱L，最長不能超過7m。第一段帷幕灌漿施工使用的是阻塞灌漿法，第二段及以后的帷幕掛灌漿施工使用的是循環(huán)式灌漿法，具體的灌漿方法如圖1所示。

該工程所用的漿液為水泥灌漿，由集中制漿站進(jìn)行統(tǒng)一配制和供應(yīng)，集中制漿站的漿液制作屬于自動化操作，可以根據(jù)實(shí)際的施工需要配置0.5∶1的灌漿，漿液的輸送速度在1.4～2m/s之間。在灌漿施工中，需要進(jìn)行漿液的變換，具體的變換原則是先稀后濃和逐級變換。另外，該工程的灌漿壓力按照表1的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。

當(dāng)該工程的灌漿中注入的漿液頻率小于1L/min時，再繼續(xù)灌漿1h，就可以結(jié)束灌漿作業(yè)，然后用水灰比0.5∶1的濃漿進(jìn)行封孔施工。

四、灌漿施工工藝的注意事項(xiàng)

如果灌漿施工過程中出現(xiàn)了灌漿中斷的現(xiàn)象，可以采取以下措施:立刻進(jìn)行鉆孔的沖洗，然后再恢復(fù)灌漿作業(yè)，如果沒有辦法進(jìn)行沖洗或者沖洗的效果不是很明顯，就要采取掃孔操作，然后再恢復(fù)灌漿作業(yè)。在進(jìn)行恢復(fù)灌漿時，如果注入率和中斷之前的差不多，就可以使用中斷前的灌漿繼續(xù)施工；如果注入率要小于中斷之前，就要漸漸增加灌漿的濃度；如果注入率遠(yuǎn)小于中斷之前，就要暫停吸漿，并采取一定的補(bǔ)救措施。

表1 河道整治前后參數(shù)指標(biāo)對比情況表

如果灌漿施工過程中出現(xiàn)了冒漿或者漏漿的現(xiàn)象，首先要找出造成這種現(xiàn)象的原因，然后根據(jù)冒漿或者漏漿的多少采取相應(yīng)的措施。如果漿量比較小，只需要按照之前的方法繼續(xù)進(jìn)行灌漿即可；如果漿量比較大，就要使用地表封堵或者間歇灌漿的方法。

如果灌漿施工過程中出現(xiàn)了串漿現(xiàn)象，就要找出灌漿串通的孔數(shù)、串通的多少以及串通的范圍，采取相應(yīng)的措施:如果是鉆孔中出現(xiàn)了串漿現(xiàn)象，就要馬上停止灌漿。如果串漿量非常小，可以將被串通的孔用清水注滿，這樣可以保證該孔不會被水泥漿灌滿；如果串漿量非常大，就要在被串通的孔內(nèi)安裝一個阻塞器，然后再繼續(xù)灌漿。

如果灌漿施工過程中出現(xiàn)了漿液回濃的現(xiàn)象，就要配置新的灌漿進(jìn)行施工。在新灌漿的施工中，如果沒有顯著地改善漿液回濃現(xiàn)象，在灌漿半小時之后就立刻停止灌漿作業(yè)。與此同時，施工人員還要密切注意與該灌漿段相同地質(zhì)條件的灌漿段，如果都出現(xiàn)了漿液回濃現(xiàn)象，就要進(jìn)一步分析該現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，并將這種狀況上報給上級部門，讓設(shè)計師以及工程師研究解決措施。

五、結(jié)論

綜上所述，水利施工中水庫灌漿施工比較復(fù)雜，通過對水庫灌漿施工工藝的研究可知，嚴(yán)格按照灌漿施工的順序進(jìn)行施工，可以有效提高灌漿施工的質(zhì)量和效率，提高水利施工中地基的質(zhì)量以及承載能力。通過本文的研究和工程實(shí)踐，希望可以為水庫灌漿施工工藝的研究提供參考■