灌浆施工工艺在水库工程的运用

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摘要：本文阐述了灌浆施工工艺在水库工程的重要作用，并结合具体的施工案例分析了具体的灌浆施工工艺。

关键词：灌浆施工工艺水库工程应用

1.灌浆施工技术阐述

1.1灌浆施工技术的原理

灌浆技术的工作原理是利用粘性土浆对水库建筑中出现的裂缝进行有效的填充，并利用其粘结作用保证填充的密实度。通常而言灌浆液都要深入到堆石体的内部，从而提高水库工程的整体稳定性和安全性。灌浆施工技术在水库建设中广泛使用，可以对水库坝体的裂缝进行有效的处理，同时可以让原本疏松的堆石体结构更加紧密。

1.2灌浆压力的控制

灌浆施工技术的关键之一是灌浆压力的控制，压力控制对于灌浆质量影响较大，如果灌浆的压力小于施工设计的压力值，就会造成对裂缝的封闭不严。而灌浆的要求就睡，利用灌浆施工将水库坝基中出现的裂缝全部填充，并把浆液压入到坝基结构中，确保浆液和坝基形成一个完整的整体。通常在灌浆施工中，会采用0.1Mpa之内压力灌浆，也会根据灌浆要求和裂缝的深度适当的调整灌浆压力。在灌浆过程中除了压力的控制之外，还要防止出现劈裂或者冒浆现象，这就需要工程人员严格计算灌浆压力值，尽量避免采用高压灌浆，保证灌浆施工的顺利进行，防止灌浆不当对水库建筑带来额外的破坏。

1.3灌浆施工的特点

灌浆施工的特点有：①隐蔽性，灌入浆液填充到裂缝中，很难看到具体的施工情况，因此很难判断施工质量；②不可预见性，水库地基较为复杂，其地质下的岩层分布多变，在灌浆施工的勘探阶段，很难保证灌浆施工的全面性，其施工效果往往和工程要求有较大的差距。

2.灌浆技术在水库工程中应用

2.1正在冒水情况的堵水灌浆措施

冒水式裂缝通常会出现在岩溶地区或者混凝土结构有重大缺陷的位置，这种裂缝的出水量较小，裂缝的深度较浅，因此常采用反压灌浆的方式，即先确定出水的位置，再埋设出水管，把流水集中导入管中，同时把周围出现的未漏水裂缝或者可能出现裂缝的孔洞进行封堵，最后利用反压灌浆的方式把孔口管进行封口处理。反压灌浆对于压力的要求较高，其压力等于孔口管关闭后的水稳定压力和正常情况下的灌浆压力之和。对于冒水量较大，但是没有达到严重漏水的裂缝，可以采用以下的施工工艺：①首先在裂缝处钻取几个深孔，保证钻孔和裂缝相交，并埋设孔口管，把泄漏水从孔道中引出来；②在钻孔之间钻取几个与裂缝相交的浅孔，并沿着裂隙凿槽，用纱布等特殊材料进行封堵，同时要把凿槽清洗干净，用高规格的混凝土填补凿槽；③根据裂缝的深度、大小，选择灌浆的压力，对于较浅、较小的裂缝可以选择低压灌浆，对于较深的裂缝，采用高压灌浆。

2.2灌浆施工技术在严重漏水的情况下的措施

①模袋灌浆的处理方法，采用这种灌浆方式，浆液中的水分在灌浆压力下，容易从浆液中渗析出来，从而把浆液中的大颗粒留在模袋中。而模袋是一种强度很大的纺织物，大多是由尼龙、聚丙烯的聚合物材料组成，具有很强的耐磨性，同时对于浆料有约束作用。灌浆施工后，浆液中的水分离析出来，降低了水泥的水灰比，缩短了浆料的凝固事件，提高了固结强度。此外水泥附着在模袋上，不容易流失，而且模袋的形变能力有助于溶洞的堵塞；②另一种方式是采用填级配料灌浆，就是采用粘度较大的水泥和颗粒较大的沙砾混合起来，并填充在裂缝中，在沙砾的灌缝中，使用的沙砾粒度应该是从小到大。为了得到更好的灌缝效果，通常使用高规格水泥冲灌级配料，利用沙砾和各种粒径的混合料，形成反过滤层。施工的关键是控制混合料的级配，利用特定粒径的沙砾在裂缝处形成架桥，提高缝隙的添堵速度，以便于形成反滤层，最后将通道堵住。

3.灌浆施工的工艺流程

3.1前期勘查工作

在灌浆施工之前，要进行严格科学的勘查工作，尤其是对水库的地理位置、地质条件等进行细致的勘探,确定堆石体缝隙的大小和深度，详细圈定水库建筑裂缝的位置。然后在进行后续的打孔、灌浆施工，首先是把各种灌浆施工设备和材料准备齐全，保证设备的正常运行和原材料的合格。其次进行现场施工规划，为灌浆施工提供宽松的施工场所，要充分计算浆液到施工现场的距离，选择合适的输料泵。在设备的安装过程中，要合理的安排工作计划，此外在灌浆之前，要进行预灌试验，选择最好的施工参数。

3.2制孔施工

首先要进行布孔工作，再有序的进行钻孔工作，同时要遵守先疏后密原则的钻孔原则，钻孔的位置通常会选择在水库坝基的内外坡面上，同时保证钻孔的深度可以符合施工的要求。

3.3灌浆液的制备

在浆液的制作过程中，首先要确定浆液的水灰比，并进行现场的灌浆试验，确定最佳的灌浆施工参数，同时根据钻孔的吃浆量确定不同等级水灰比的施工效果。浆液的制作需要搅拌机搅拌，并需要专业人员进行现场的监控，有助于及时调节其搅拌质量，保证其浆液中水分和砂石的比例符合裂缝填充要求，对于浆液的容量，通常会控制在0.3g/cm3～1.5g/cm3。

3.4灌浆施工

这是整个灌浆工程的最重要环节，在实际的灌浆之前，要根据灌浆裂缝的深度大小和钻孔的位置，选择灌浆方式，保证灌浆和裂缝有良好的集合，通常会在灌浆孔进行三个重复喷射灌浆，其中两次是定向灌浆，一次是旋转灌浆，形成两道防渗透墙，并确保灌注板的连接质量。在相同的灌浆压力和灌浆速率下，不同深度的灌浆孔的吃浆量不同，实践统计显示，对于灌浆点深－1.3m孔比－0.9m孔仅深0.4m，吃浆量提高了148.8%，这表明了-1.3m深灌浆具有较好的挤密效果。

3.5灌浆压力和速率

压力和速率是影响灌浆的重要因素，在压力和速率的选择上，要以不破坏地层结构为限度，防止灌浆压力过大，造成岩体的劈裂或者冒浆。通常会采用的初始灌浆压力为200kPa以内，灌浆速率为不大于20L/min。

3.6封孔

在灌浆结束之后，要及时的拔出灌浆管，防止浆液的凝结作用，增加拔管的困难度，同时拔管操作通常会采用拔管机。不同类型的灌浆管的拔管高度不同，当采用塑料阀门灌浆时，上拔高度应为330mm，而花管注浆时，适宜控制在500mm。对于拔管后遗留的孔道，要保持其内部通畅干净。再观察灌浆的饱满程度，其厚实度是否符合工程要求，同时保证灌浆没有出现吃浆现象。在封孔的施工中，通常使用的材料为泥球或者稠浆，同时要保证封孔工作的细致、严密，从而保证浆体没有渗漏、溢出的现象存在。

3.7质量检查

工程结束后，要进行全面的质量检查，检查的内容通常会包括：首先是灌浆施工的工艺，保证施工人员严格参照施工工艺流程，其次是检查浆液制备的质量、钻孔的位置、钻孔深度，灌浆压力等施工关键因素，最后是通过灌浆体内的钻孔，采用压水、注水的方式测量地基的流量和渗透系数，对于不合格的灌浆要进行补充灌浆，检查孔的数量应为总灌浆孔数的5%～10%。

4.灌浆施工的几点建议

4.1坝基裂缝情况

在坝基的灌浆施工过程中，如果出现了坝基的裂缝，就要及时采用处理手段避免裂缝的扩大，首先是要确定裂缝的方向，如果出现的是横向裂缝，应当马上停止灌浆工作，并及时地检查裂缝原因，并采用粘土回填的方式对其进行处理。如果出现的裂缝是纵向裂缝，可以继续进行施工，但是如果裂缝是纵向劈裂缝，应当停止施工，等裂缝闭合之后再继续施工。

4.2冒浆情况

在灌浆施工中，灌浆压力的控制不当，容易产生冒浆情况，在坝坡处出现冒浆时，需要进行开挖回填处理，并改变灌浆方式，例如可以采用间歇式灌浆，为浆液提供充分的吸收时间，如果是坝基的底部出现冒浆，需要进行冒浆通道的填堵，控制灌浆的时间间隔，调整其灌浆量。如果在封孔过程中出现了孔口的浆液外冒，要清理干净浆液，防止影响封口，同时也表示灌浆工作可以结束。

4.3承压条件下灌浆操作

通常在水库施工中，灌浆地层的水压较高，在水库蓄水状态下进行灌浆时，要控制其灌浆压力大于涌水压力，灌浆压力等于涌水压力加要求灌浆压力之和，同时也要避免盲目的增大灌浆压力。在水库工程中，常采用压力屏浆法、闭浆法进行施工。

5.结束语

灌浆施工工艺在水库工程中广泛使用，在具体的施工中要根据不同的地质情况制定不同的灌浆处理方法，并严格控制灌浆施工工艺，保证取得良好的施工效果，同时又节省施工材料。

参考文献：

[1]刘桂霞.灌浆施工工艺在水利工程地基中的重要性[J].科学论坛,2010,（3）.

[2]王世勤.灌浆施工在水库除险加固中的应用[J].应用技术,2014,（2）下.

[3]姚蔚.帷幕灌浆施工工艺在宜兴油车水库左岸防渗工程的应用[J].企业科技及发展,2013（24）.

作者：杨千 单位：广东省水利水电第三工程局有限公司