水利工程防滲處理中的灌漿施工技術研究

劉濤 邵紅

摘要：水利工程是我國基礎建設中的重點，水利工程直接關系到防洪抗旱和給水供水等工作。水利工程的質量決定了其使用壽命，水利工程在實際的應用中會有漏水、裂縫的情況，這些質量問題會誘發(fā)工程風險，不利于水利工程的安全使用。水利工程裂縫問題上采用灌漿施工技術，目的是解決工程中的裂縫問題，進而保障水利工程結構的整體質量。近幾年，隨著水利工程行業(yè)的發(fā)展，水利工程提高了對灌漿施工技術的重視度，在水利工程中全面落實灌漿施工技術，以此來延長水利工程的壽命，并且確保水利工程在壽命期中的安全與穩(wěn)定。因此，本文主要探討水利工程中灌漿施工技術的應用。

關鍵詞：水利工程;防滲處理;灌漿施工技術

Research on Grouting Construction Technology in Anti-seepage Treatment of Water Conservancy Projects

Tao Liu*， Hong Shao

1. Jinan Water Administration Supervision Detachment， Shandong 250014， China

2. Jinan Lashan Flood Diversion Project Management Station， Shandong 250014， China

Abstract： Water conservancy project is the key point in China’s infrastructure construction， which is directly related to flood control， drought relief， and water supply. The quality of the water conservancy project determines its service life. In the actual application， the water conservancy project will have water leakage and cracks. These quality problems will induce project risks， which is not conducive to the safe use of water conservancy projects. Grouting construction technology is used to solve the crack problem of water conservancy projects， so as to guarantee the overall quality of water conservancy project structure. In recent years， with the development of water conservancy engineering industry， the water conservancy project has increased the emphasis on grouting construction technology. The grouting construction technology has been fully implemented in the water conservancy project to extend the life of the water conservancy project and ensure the safety and stability of the water conservancy project during its lifetime. Therefore， this paper mainly discusses the application of grouting construction technology in water conservancy project.

Keywords： Water conservancy project; anti-seepage treatment; grouting construction technology

一、前言

隨著我國水利工程行業(yè)的發(fā)展，水利工程在我國社會生活中占有重要的地位，水利工程與民生存在著密切的聯(lián)系。為了提高水利工程的質量要在工程中落實灌漿施工技術，這樣才能預防水利工程滲漏的問題。灌漿施工技術能夠解決水利工程中的裂縫、滲漏等問題，為水利工程創(chuàng)造良好的運營條件，優(yōu)化水利工程的環(huán)境。灌漿施工技術可以改善水利工程的質量，確保水利工程處于安全的使用狀態(tài)。灌漿施工技術在水利工程中得到了充分的應用，一來提升了水利工程的質量水平，二來滿足水利工程的需求，保證了水利工程的綜合安全。

二、水利工程

水利工程對地表水和自然界的水起到調控、分配的作用，具有興利除害的作用[1]。水利工程與社會生產、人們生活有著密切的聯(lián)系，其可控制水流并預防洪澇災害，提供優(yōu)質的生活及生產用水。水利工程中包含多種結構，如大壩、河堤、渠道、水閘等，這些結構修建時均對質量、密封性有著極高的要求，因而引進了灌漿施工技術。滲漏是水利工程中常見的質量病害，我國水利工程建設時間較早，其在現階段已經出現了不同程度的滲漏破壞，灌漿施工技術逐漸成為水利工程中不能缺少的技術，灌漿施工技術完善了水利工程的應用，穩(wěn)固了工程結構。

三、灌漿施工技術

灌漿施工技術在水利工程中是把漿液灌入到由裂縫的壩體位置，改善壩體的運營條件。水利工程中組織的灌漿施工技術，最直接的目的就是修復滲漏的地方，維護壩體的整體性，灌漿施工的條件就是噴射灌漿，運用高壓泵配合其他設備，如空壓機、高噴臺車等完成灌漿的過程[2]。灌漿施工技術實施的過程中會有壓力突增、突降的情況，此時出口位置的灌漿濃度會受到一定程度的影響，施工時需排除此類影響，保障灌漿濃度的合理性，促使灌漿施工技術能夠符合水利工程的標準。

四、水利工程中灌漿施工技術分類

灌漿施工技術在水利工程中主要起到修復、防滲的作用，列舉水利工程中灌漿施工時常用的幾類方法。

（一）壩體劈裂灌漿

水利工程中壩體劈裂灌漿的直接目的就是保障大壩結構的防水抗?jié)B性能，減少壩體發(fā)生滲漏的次數[3]。水利工程大壩建設的過程中組織壩體劈裂灌漿技術，在水利大壩上順壩體的軸線劈開再灌漿，這種壩體劈裂灌漿的方法能夠很有效的提升壩體整體結構的防滲能力，進而保障壩體的強度。壩體劈裂灌漿技術實施的過程中，灌漿滲入到大壩壩體結構中逐漸與壩體融合起來，融合的過程中壩體和灌漿會相互作用，兩者越來越緊密。壩體劈裂灌漿成為現階段應用最廣泛的一類灌漿技術，滿足水利工程防滲修復的基本需求。

（二）防滲帷幕灌漿

防滲帷幕灌漿在水利工程中有一定的工藝順序，如下圖1所示，防滲帷幕灌漿也可以配合防滲墻施工技術，其在灌漿時遵循分序加密的原則，帷幕設計成三排孔、兩排孔及單排孔，三排孔的帷幕按照由兩邊向中間的順序灌漿，兩排孔的維護按照由下游向上游的順序灌漿，單排孔的帷幕采用三序施工的方法。防滲帷幕灌漿施工時需要布置好先導孔，一序孔中選擇好先導孔，也就是沿著先導孔完成防滲帷幕的灌漿操作。灌漿時漿液和水利工程壩體結構接觸的時間不能低于24個小時，所有灌漿孔灌入漿液之后要檢查具體的灌漿情況，避免防滲維護灌漿中有冒漿漏漿、串漿等情況，這樣才能發(fā)揮帷幕的防滲作用。防滲維護灌漿施工技術對防水性的要求非常高，目的是保障水利工程的密閉效果，為了提高防滲帷幕灌漿的防水效果就要在施工中配合使用防滲墻，利用防滲墻補償防滲帷幕灌漿后的缺陷，加固整個壩體結構。

（三）高壓噴射灌漿

高壓噴射灌漿是近幾年常用的一種灌漿施工方法。高壓噴射灌漿在水利工程中主要是運用壓縮空氣產生的動力把漿液噴射到壩體的巖層內，漿液硬化固結后可以改變壩體巖層的結構，填充壩體上有縫隙的位置，進而處理好巖層中的滲漏問題[4]。很多水利工程修建時，其土質結構需要根據水利工程的防水目的進行改進，因此在同一個水利工程項目中會有強弱不同的土層。這類工程比較適合采用高壓噴射灌漿的方法處理巖層的滲漏問題，尤其是弱質結構的土層中更適合運用高壓噴射灌漿技術。高壓噴射灌漿施工技術中的高壓空氣提供向孔內灌入漿液所需的壓力，促使?jié){液能夠布滿鉆孔，進而大壩的土層會和漿液相互作用，最終漿液會固結成具有抗水固化作用的結構。高壓噴射灌漿技術不能用于特殊地質及特殊地形中。此類技術雖然應用廣泛但是有一定的技術要求，需根據水利工程施工現場的情況確定是否采用高壓噴射灌漿技術，以此來發(fā)揮高壓噴射灌漿技術在水利工程中的優(yōu)勢作用。

五、水利工程中灌漿施工技術案例

本文以某水利工程中的除險加固項目為例，專門分析灌漿施工技術的應用，表明灌漿施工技術在水利工程中的重要作用。該案例重點是修復壩體上的裂縫，增強壩體的防滲能力，處理好漏水的問題，從以下幾個方面探討灌漿施工技術在水利工程除險加固中的具體應用。

（一）項目背景

該水利工程為某河流上具有控制水流作用的設施，水利工程的水庫容量約2098萬m3，水庫大壩的長度是406m，河床距離地面的高程數值為967.2m，壩頂的實際高程為983.21m。該水利工程的水庫建庫時間比較久，始建于1990年，為三類水庫，防洪標準是20a一遇。水利工程的工作人員對水庫進行校驗、勘察后，在2017年3月展開除險加固工作，參照《土壩壩體灌漿技術規(guī)范》中的規(guī)定設計灌漿技術，致力于加固該水庫大壩結構，延長其使用壽命，維護水庫大壩結構的整體穩(wěn)定性。

（二）前期勘察

該除險加固案例進行灌漿施工以前先組織了勘察工作，施工人員通過勘察的方法了解水庫大壩的結構狀態(tài)，在此基礎上整理好灌漿施工技術的相關工作[5]。施工人員勘察時要全面、仔細，明確水庫壩體上基礎堆石體的間隙，并且做好分類施工的工作。灌漿前要把水庫大壩的壩體劃分成不同的段，根據每段壩體的實際情況組織灌漿技術，還要在壩體上布置單排孔隙，分層有序的灌入漿液，具體可以參考下圖2。工程中采用孔底注漿的方法，促使每個孔隙中都充滿漿液，灌漿期間要綜合控制灌入的速度，遵循少灌多復的原則，依次完成現場的準備工作。前期勘探工作完成后要組織灌漿前的準備工作，列舉該案例中準備工作的內容，如：1. 案例現場準備好所需的物資材料，包括灌漿原材料、機械設備、人員配置以及作業(yè)場地。案例現場組織施工人員開始制備灌漿使用的漿液，根據灌漿設計方案檢查灌漿泵容量是否調整合適，標注出現場運輸漿液的距離，優(yōu)化現場灌漿的施工條件，避免出現影響灌漿的因素，這樣才能保障灌漿施工的順利實施;2. 施工人員在大壩除險加固的施工現場選擇合適的觀測位置，把觀測設備埋入到指定的觀測位置，以便準確記錄觀測的數據;3. 灌漿施工準備工作中現場組織試驗操作，目的是確保灌漿漿液材料符合除險加固大壩結構的需求，避免影響大壩壩體的穩(wěn)固性。

（三）灌漿施工

灌漿施工在該除險加固項目中總共分為5個步驟，如下圖3所示。根據下圖分析灌漿施工技術的操作方法。

1. 制孔工藝

大壩除險加固的施工現場布置灌漿的孔洞，按照上文所述的布孔原則，該案例總共布置了109個灌漿孔，標記好布孔的位置之后使用鉆機鉆入，先稀疏的鉆孔再加密鉆孔的點位，該案例的施工方案中要求鉆孔集中在大壩的內坡和外坡結構，主要是大壩壩體上有裂縫滲水的情況，根據大壩每個階段加高層的實際要求控制好鉆孔鉆入的深度。

2. 制作漿液

準備工作中已經組織了漿液制作，一直到灌漿時完成漿液的制作工藝，該案例采用的是濕法制漿工藝，制漿的過程中需使用攪拌機持續(xù)攪拌，并且要全程監(jiān)控制漿的過程，避免漿液的密度不合適，一定要保障漿液密度能夠達到規(guī)范的標準[6]。案例中制漿時要求操作人員把漿液的容量控制到1.3g/cm3-1.5g/cm3之間，防止?jié){液在灌入到鉆孔內后出現不密實的情況。

3. 灌漿技術

大壩除險加固項目中灌漿技術要有計劃的進行，灌漿操作中需為每位施工人員分配好相對應的工作，全面控制好灌漿施工的過程，確保灌漿施工工作能夠處于規(guī)范性的狀態(tài)[7]。該案例中選擇了填充式的灌漿方法，先在壩體的上游灌入漿液，再到壩體的下游灌入，最后是壩體的中游結構，逐漸循環(huán)灌入漿液，這樣的方法能夠提高壩體灌漿后的穩(wěn)固度。

4. 封孔工藝

灌漿操作之后就是封孔工藝，封孔不僅能夠維護灌漿施工的質量，還能美化壩體的外觀。封孔的過程中檢查灌漿的施工效果，防止灌漿孔位置有下沉的情況。灌漿施工中有設計標準，實際灌漿操作時的漿液會超出設計標準，向孔內接連灌入了3次漿液之后無繼續(xù)下滲的情況就可以組織封孔施工。該案例中直接使用泥球封孔，保護壩體結構的整體。

5. 技術檢查

壩體除險加固項目中灌漿完成后組織質量檢查，主要是檢查壩體結構是否連續(xù)，還要檢查壩體的密度，滲流量等參數。灌漿結束后的1個月組織技術檢查，該案例于2017年7月底組織了技術檢查，現場的技術人員開挖了2個檢查井，分別布置在主壩0+230和副壩0+160的位置，檢查灌漿的技術效果，檢查井最底部高程未超過該水庫的實際水位，井的深度為6.2m，高程是904.3m，經過檢查后確定灌漿技術合格，技術人員整理了現場資料并存入檔案，完成了此次除險加固項目。

六、水利工程中灌漿施工技術的質量控制

水利工程中對灌漿施工技術提出質量控制的要求，根據下圖4列舉質量控制的措施，保證灌漿施工技術的順利實施。

（一）控制鉆孔質量

鉆孔是水利工程灌漿施工的前提條件，鉆孔為灌漿提供了滲入的路徑，灌漿施工過程中需嚴格控制好鉆孔的質量，這樣才能保障灌漿施工的有序進行[8]。鉆孔質量控制上，首先要控制好鉆孔的孔位，根據施工圖紙中設計好的鉆孔孔位組織放樣測量工作，要求實際鉆孔孔位和設計的偏差不能超過10cm，鉆機鉆入到設計的深度之后由現場的監(jiān)理人員驗收。鉆孔驗收合格之后再繼續(xù)鉆孔，如果鉆孔施工現場有突發(fā)事故，就要暫停鉆孔，由施工人員、設計人員和監(jiān)理人員共同參與解決突發(fā)事故，全面維護鉆孔的質量。

（二）控制灌漿質量

灌漿質量控制中要控制好灌入漿液的實際壓力，避免有灌漿壓力過大或過小的情況。灌漿壓力控制時應該安排專業(yè)的人員，這樣才能保障灌漿施工的專業(yè)性，維護灌漿施工的質量。相鄰鉆孔比較近時，鉆孔內灌漿之后應該檢查漿液是否有串口的情況，同時還要檢查灌漿過程中是否有漏漿的問題，強調灌漿的合理性，嚴格規(guī)范灌漿的施工過程，促使灌漿能夠符合施工的技術標準。

七、結束語

本文總結了灌漿施工技術在水利工程中的應用。灌漿施工技術改善了水利工程的使用環(huán)境，保證其在水資源調節(jié)中的安全與可靠性。文中列舉了水利工程中灌漿施工技術的幾點應用，為工程提供可參考的技術案例，促使灌漿施工技術能夠在水利工程中發(fā)揮有效的作用，進而體現出灌漿施工技術在水利工程中的作用。

參考文獻：

[1]海琴.水利工程防滲處理中的灌漿施工技術分析[J].建材與裝飾， 2019（29）：281-282.

[2]田旺.水利工程中的防滲處理灌漿施工技術框架構建[J].智能城市， 2019，5（11）：106-107.

[3]吳云劍.帷幕灌漿技術在水庫大壩防滲處理中的應用[J].農家參謀， 2018（20）：231.

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[5]鄭金海.淺析水利工程中的防滲處理灌漿施工技術策略[J].農家參謀， 2018（07）：207.

[6]高飛，杜琳.水利工程中防滲施工技術的應用[J].黑龍江水利， 2017，3（12）：50-52.

[7]朱小軍.水利工程防滲處理施工技術的應用[J].城市建設理論研究（電子版）， 2017（34）：44.

[8]柴長標.水利工程中防滲處理與灌漿施工技術探討[J].黑龍江水利科技， 2017，45（11）：100-102.

通訊作者：劉濤，1993年8月，男，漢，山東萊蕪人，工程師，任職于濟南市水政監(jiān)察支隊。研究方向：水利工程。