接縫灌漿施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用探究

丁建平

（蘭州市中川上水綠化管理處 甘肅蘭州 730070）

水庫(kù)在開始蓄水時(shí)，都要借助接縫灌漿技術(shù)對(duì)其實(shí)施有效控制，且對(duì)其灌漿管路既可以采用塑料管，同時(shí)又可以預(yù)埋鐵管，或者也可以使用塑料拔罐，根據(jù)要求的既有步驟展開施工。第一步，先處理塑料管，并將塑料管放入土中充氣，當(dāng)混凝土達(dá)到顯示強(qiáng)度時(shí)，就要取出塑料管，目的是保證通路。第二步，澆筑過(guò)程要盡量杜絕管路堵塞的問(wèn)題。借以信息記錄及壓力檢測(cè)等各種工序，對(duì)其工程品質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步分析。但要注意的是，完成灌漿活動(dòng)之后，要經(jīng)過(guò)1個(gè)月的時(shí)間才能開展相應(yīng)的檢測(cè)工作。

1 接縫灌漿技術(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用原理

接縫灌漿技術(shù)在水利工程中的實(shí)踐應(yīng)用有效地提升了工程的施工質(zhì)量和施工效率，并且該技術(shù)在工程當(dāng)中發(fā)揮著非常重要的作用。具體來(lái)說(shuō)，接縫灌漿技術(shù)的應(yīng)用原理可以總結(jié)如下。對(duì)于水硬性凝膠材料而言，其種類往往比較多，如水泥漿液、水玻璃與水泥混合而成的混合漿液。運(yùn)用水硬性膠凝材料于水利工程土石界面地段借助接縫灌漿技術(shù)封堵并察看其固化反應(yīng)，可以有效地緩解因水利工程土質(zhì)較差對(duì)工程施工產(chǎn)生的影響，合理改善溶洞、裂縫、孔隙、土洞或地基較軟等問(wèn)題，目的是確保水利工程原始土石可以及時(shí)有效地銜接接縫灌漿漿液，以便于維持土地結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并使其固化，繼而形成獨(dú)立的受力整體，以能夠承擔(dān)因地面施工而產(chǎn)生的壓力。運(yùn)用接縫灌漿技術(shù)不僅能夠隔水封閉繼而生成水平帷幕，以助于封堵地下水通道，還能夠有效防止持力層因地下水活動(dòng)而帶來(lái)的負(fù)面影響，與此同時(shí)，如果因受季節(jié)變化的影響造成地下水位變化或是地下水在遭到震動(dòng)時(shí)使地表形態(tài)發(fā)生改變，此時(shí)在基巖面地段位置的巖溶裂隙水就能及時(shí)消除，最終能夠有效降低或避免應(yīng)用于水利工程中時(shí)引起坍塌，以確保能夠?qū)⑺こ淌┕み^(guò)程中的安全隱患問(wèn)題盡可能地減少，加快水利工程施工速度，并進(jìn)一步提高水利工程的施工質(zhì)量及施工效率［1］。

2 接縫灌漿技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

2.1 施工概況

為保證接縫灌漿施工技術(shù)在水利工程施工應(yīng)用的精準(zhǔn)性，本文以大壩接縫灌漿技術(shù)施工為例，分析其具體施工過(guò)程。其中主要論述的水電站基本情況為：水電站位于江水干流處，其主要作用于確保水電規(guī)劃階級(jí)設(shè)計(jì)開發(fā)修建的水庫(kù)，該水庫(kù)距離市中心較近，約75km，但其距離河口比較遠(yuǎn)，電站主體為混凝土結(jié)構(gòu)，且壩形主要呈現(xiàn)為雙曲拱形壩，大壩基面位置高程1580m，拱頂中心弧線長(zhǎng)度大致為152.23m，此時(shí)促成的中心角角度為63.120°。在保證電站水電均正常運(yùn)行的情況下，電站的蓄水位高度可超800m。按照水電站的實(shí)際需要，要求要在其中間位置開啟25條橫向的裂縫，借以這些裂縫又將大壩細(xì)分為16 個(gè)壩段，且各自不同的橫縫間隔約22m，壩段均寬21.6m，因其電站未對(duì)縱縫提出要求，故而無(wú)須考慮縱向縫隙的設(shè)置。按照設(shè)計(jì)施工人員設(shè)計(jì)討論結(jié)果，最終決定此工程所有的橫向縫隙都采取接縫灌漿的施工工藝。

2.2 接縫灌漿施工工藝分析

2.2.1 接縫灌漿的具體流程

用灌漿膠固結(jié)大壩接縫時(shí)或進(jìn)行帷幕灌漿施工時(shí)，復(fù)雜性較高，絕大多數(shù)工作內(nèi)容基本都聚集在施工準(zhǔn)備階段或灌漿前期的特殊處理階段。

2.2.2 初期工作

進(jìn)行接縫灌漿之前要做的準(zhǔn)備工作有需要在灌漿前根據(jù)灌漿壓力的80%全面檢查灌區(qū)的通水問(wèn)題、接縫張開的程度、灌漿的溫度等。首先，做全面檢查通水情況時(shí)，可以分為單開式與封閉式兩種情況，通常單開式通水檢查旨在檢查灌漿管路（包括進(jìn)漿管和升漿管及排氣管）、縫面（一般可以分為大壩上游面與下游面兩種情況）的實(shí)時(shí)暢通狀況。而封閉式檢查則是由進(jìn)漿管進(jìn)水，然后將所有的排氣管關(guān)掉，根據(jù)管路和縫面充水量、實(shí)際穩(wěn)定時(shí)的進(jìn)水量差值來(lái)具體判斷接縫灌漿區(qū)的實(shí)時(shí)封閉情況。對(duì)于接縫的張開度檢查環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)是接縫面可灌性檢查的核心指標(biāo)，按照施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)況，可以具體采取注水估算的方法、預(yù)埋電子側(cè)縫計(jì)觀測(cè)的計(jì)算方法等，既可以將兩種計(jì)算方法結(jié)合起來(lái)使用，也可以單用其中的一種計(jì)算方法進(jìn)行檢查。此外，用測(cè)溫儀器檢測(cè)時(shí)，通常要間隔7～14d進(jìn)行定期觀測(cè)或記錄一次溫度，并且要在靠近灌漿的時(shí)候強(qiáng)化監(jiān)測(cè)［2］。之后，針對(duì)灌區(qū)兩側(cè)混凝土的各個(gè)澆筑層冷卻水管都要予以通水，緊跟著將進(jìn)水和出水閥門關(guān)閉，用混凝土和管中水完成熱交換。在測(cè)讀的時(shí)候把已經(jīng)悶溫的水置入保溫杯或采用絕熱材料制作的小水桶中，然后立刻用溫度計(jì)反復(fù)測(cè)3次水溫，計(jì)算取其平均值當(dāng)作該層冷卻管的溫度參數(shù)，之后取得各個(gè)澆筑層均值當(dāng)作壩塊溫度。對(duì)于預(yù)灌性壓水環(huán)節(jié)，待完成灌區(qū)檢查或者處理工作且確保檢查合格后，便需要進(jìn)行灌前的預(yù)灌性壓水檢查，此時(shí)保持壓水的壓力與灌漿壓力保持相同。完成壓水檢查之后于接縫灌漿之前要將灌區(qū)充水浸泡24h，且在灌漿之前將水放干或是借風(fēng)吹凈縫中的積水之后再進(jìn)行灌漿施工。

2.2.3 觀測(cè)增開度

為合理控制好橫縫灌漿時(shí)的增開度，需運(yùn)用裝設(shè)于大壩下游表面及廊道內(nèi)壁的變形觀測(cè)裝置實(shí)時(shí)觀測(cè)灌漿全過(guò)程灌漿縫或鄰縫的增開度。閉漿升壓時(shí)，假如增開度的增大幅度靠近0.5mm，此時(shí)測(cè)讀人員需要立刻通過(guò)對(duì)講機(jī)或是臨時(shí)電話通知灌漿人員，然后灌漿人員會(huì)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，如降低進(jìn)漿的壓力或是增加鄰縫平壓水壓力等，但是必須控制平壓水壓力一定要維持在灌區(qū)頂部壓力0.2MPa。

2.2.4 設(shè)定灌漿壓力

控制灌漿壓力時(shí)主要圍繞灌區(qū)層頂回漿槽（排氣槽）壓力值為主進(jìn)行控制，然后以進(jìn)漿管口（灌區(qū)層底）壓力值作為輔助。橫縫灌漿壓力：通常灌區(qū)層頂運(yùn)用0.35MPa。

2.2.5 灌漿水灰的配比

一般接縫灌漿使用單一的水灰比，而混凝土縫面則主要采用0.45∶1漿液。需要往漿液中摻入高效減水劑，且要控制28d漿液強(qiáng)度必須≥M40，以及漿液析水率2h≤3%。

2.2.6 設(shè)置結(jié)束灌漿的基本條件

若排氣管排漿接近最濃比級(jí)漿液密度時(shí)，同時(shí)管口壓力及縫面增開度又達(dá)到了設(shè)計(jì)好的規(guī)定值時(shí)，此時(shí)如果注入率≤0.4min，待其持續(xù)20min之后，便可以結(jié)束灌漿。完成灌漿之后，應(yīng)該先關(guān)閉各個(gè)管口閥門之后再停機(jī)，且應(yīng)該控制閉漿時(shí)間≥8h。

2.3 施工中存在的問(wèn)題以及相應(yīng)的處理方法

雖然對(duì)比很多施工工藝而言灌漿施工工藝獨(dú)具優(yōu)勢(shì)性，但在水電站實(shí)際施工過(guò)程中應(yīng)用和實(shí)踐這種工藝時(shí)，依然會(huì)出現(xiàn)各種類型的施工技術(shù)問(wèn)題，例如比較常見的問(wèn)題包括漿液外漏、串區(qū)，管路堵塞。因?yàn)閷?shí)際施工過(guò)程中接縫灌漿施工各個(gè)環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系過(guò)于緊密，所以施工過(guò)程中一定不能忽視一些細(xì)節(jié)性的問(wèn)題。另外，施工技術(shù)人員在有這方面需求的前提下，也可以采取一些比較先進(jìn)的探測(cè)手段進(jìn)行例行檢查。通常灌注漿液外漏的問(wèn)題較為常見，且一般在處理此類大壩施工問(wèn)題時(shí)，都要讓施工人員在壩體外部將漏漿的地方封堵起來(lái)，一般選水泥砂漿作為封堵材料，而通常選取的水泥砂漿中均被摻入了定量的能夠輔助加速的凝劑，此外也可以選用環(huán)氧砂漿或是錨固劑，或是用一些具備一定的化學(xué)性質(zhì)的封堵材料以滿足封堵需要。若在采取直接封堵時(shí)未進(jìn)行密閉，則可使用環(huán)氧砂漿當(dāng)作封堵材料堵住漏漿坡口［3］。

3 加強(qiáng)接縫灌漿技術(shù)在水利工程施工中應(yīng)用的有效路徑

3.1 接縫灌漿技術(shù)在水利工程施工中的加固應(yīng)用

一般來(lái)說(shuō)，接縫灌漿的質(zhì)量高低會(huì)直接影響到水利工程的施工效果好壞，此環(huán)節(jié)對(duì)于水利工程質(zhì)量的提升而言具有很大的影響作用。所以，施工時(shí)一定要嚴(yán)選接縫灌注漿液，配置時(shí)必須要按照施工設(shè)計(jì)要求及相關(guān)規(guī)定保證其維持在合理的比例以內(nèi)。配置接縫灌注漿液時(shí)，第一，要做好充足的準(zhǔn)備工作，要認(rèn)真考察包括先導(dǎo)孔芯樣巖體的各類情況，并且要仔細(xì)分析其裂隙的發(fā)育情況及具體的破碎程度、施工環(huán)境或者地質(zhì)構(gòu)造等，另外也包括借以注水試驗(yàn)來(lái)確定其滲透參數(shù)的大小，此項(xiàng)工作同屬于事前準(zhǔn)備工作范疇之內(nèi)。一般來(lái)說(shuō)，接縫灌注漿液時(shí)大都會(huì)選用純水泥單液，同時(shí)水灰比水泥漿液中的占比約為0.8∶1～0.8∶1.1的范圍內(nèi)。假如在接縫灌漿時(shí)使用的是用水玻璃和水泥混合而成的混合漿液，那么一定要特別強(qiáng)調(diào)這兩種材料在配置漿液時(shí)的比例，水泥與水玻璃的體積配比比例為1∶05～1∶0.4之間，一旦超出這個(gè)范圍，很容易生成較大的安全隱患。第二，選擇接縫灌漿工藝環(huán)節(jié)也很重要，一般不同的施工工藝最終帶來(lái)的施工效果往往也存在差異性。水利工程中，施工時(shí)大都選用的是全孔分層接縫灌漿法作為接縫灌漿工藝［4］。接縫灌漿之前一般要先試驗(yàn)和管理可以承受壓力的大小及其負(fù)重情況，此外還要試驗(yàn)鉆孔能否容納最大的吸水量。水利工程接縫灌漿施工中，要使用水泥攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢铦{液，以便于能使水泥漿液達(dá)到既定的施工要求，要嚴(yán)格控制水泥漿液的成分配比，并將經(jīng)科學(xué)配比之后的水泥漿液參照接縫灌漿技術(shù)的施工步驟及具體的施工要求送進(jìn)孔中。在配比接縫灌漿時(shí)，其濃度配比應(yīng)該由稀慢慢轉(zhuǎn)向高濃度，并且經(jīng)持續(xù)性由低壓至高壓向接縫灌漿施加壓力，同時(shí)于分節(jié)的位置在此處加入止水塞，并且逐級(jí)增加壓度，按照各個(gè)地段承受的壓力差異于灰?guī)r加壓至0.1～0.3MPa，另外，即將到達(dá)巖土界面地段時(shí)，又可以慢慢增強(qiáng)0.3～0.5MPa，如此，只有在保證科學(xué)合理地控制壓強(qiáng)的情況下，才能使接縫灌漿技術(shù)在水利工程施工過(guò)程中發(fā)揮出其應(yīng)有的效用。

3.2 加強(qiáng)接縫灌漿技術(shù)在水利工程施工中的質(zhì)量控制

進(jìn)一步強(qiáng)化接縫灌漿技術(shù)在水利工程施工過(guò)程中的質(zhì)量控制，具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)該從以下幾方面展開。首先，要合理控制開孔的垂直度，并使用干鉆完成鉆孔。假如鉆孔時(shí)選擇的是濕法鉆孔的方式，則一定要在鉆孔之前先將孔內(nèi)雜物清理干凈，而且要做好相應(yīng)的鉆孔芯樣記錄工作，仔細(xì)區(qū)分和確認(rèn)巖面成分、巖土分界位置或鉆孔深度及鉆孔條件等的檢查工作，檢查確認(rèn)之后，在有效控制接縫灌漿施工質(zhì)量控制的過(guò)程中，便可以確保水利工程施工質(zhì)量水平的提升［5］。其次，在選擇接縫灌漿的方式時(shí)必須要認(rèn)真仔細(xì)篩選，如遇基巖裂縫地段，一般選用分段下行式接縫灌漿技術(shù)比較可行，對(duì)此施工時(shí)按照由上及下的順序完成基巖裂縫處的分段式接縫灌漿，緊跟著再按照相反的順序重新灌注一次。如遇巖層垂直節(jié)理無(wú)法發(fā)育且維持得比較穩(wěn)定的狀態(tài)的情況時(shí)，又或是巖層處于含水之間依然尚存隔水層，此時(shí)應(yīng)該選用分段上行式接縫灌漿的方式。最后，對(duì)于冒漿或者漏漿問(wèn)題，必須在考慮到巖層各種情況的基礎(chǔ)上，采取或者實(shí)施有效的處理措施用于緩解或者防止出現(xiàn)冒漿和漏漿的問(wèn)題，確保接縫灌漿技術(shù)可以完全在水利工程施工過(guò)程中充分發(fā)揮其應(yīng)有的效用，并且進(jìn)一步加速工程的施工進(jìn)度［6］。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在水利水電工程施工過(guò)程中，具體選用的地基加固灌漿施工技術(shù)復(fù)雜性極高，同時(shí)對(duì)工程施工產(chǎn)生影響的因素也比較多，尤其遇到施工地形比較復(fù)雜的情況時(shí)，接縫灌漿施工往往會(huì)同時(shí)受到技術(shù)和材料以及當(dāng)?shù)丨h(huán)境因素的多重影響，甚至這些因素都很難控制?；诖?，實(shí)際水利工程接縫灌漿施工過(guò)程中，為了保證地基加固和避免造成結(jié)構(gòu)漏水的情況，一定要綜合工程施工的實(shí)況，在有效調(diào)查有關(guān)施工質(zhì)量控制和影響因素的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮接縫灌漿技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，明確較為科學(xué)合理的施工手段，同時(shí)呈現(xiàn)出有效的施工工序以及工程質(zhì)量控制措施，施工過(guò)程中要注重做好對(duì)施工原材料與施工機(jī)械及施工質(zhì)量的檢測(cè)工作，同時(shí)必須保證水利水電工程運(yùn)行過(guò)程的安全性和穩(wěn)定性，以更進(jìn)一步地提高工程質(zhì)量，延長(zhǎng)工程使用壽命。