浅谈水利水电工程中灌浆施工的过程控制 new

摘　要： 灌浆施工是一个复杂的系统工程，影响其施工质量的因素有很多。这就要求施工人员从整体上把握工程特点,选取最适灌浆方法和手段,严格进行原材料把关,并进行合理的养护与验收工作,保证灌浆施工的质量,促进水利水电工程达成设计规划目标,确保工程社会效益与经济效益的实现。

关键词：水利水电；灌浆；施工
引言
　　灌浆（Grouting），就是将某种具有流动性和胶凝性的浆液，按一定的配比要求，通过钻孔用灌浆设备压入建筑物或其基础部分缝隙中的措施。灌浆又称注浆，其实质是使浆液在被灌载体中渗透、扩散、充塞，经一定时间后凝固和硬化，从而达到加固载体和抗渗防水的目的。水利水电灌浆施工过程控制是一个复杂的控制系统，涉及到方方面面。要作好灌浆过程的施工，首先要做好一系列的施工控制，且在施工过程中选取具体的参数、控制手段和方法，才能使灌浆这一隐蔽工程作到可控，从而达到预期的灌浆施工目的。因此，对水利水电工程灌浆的施工技术进行具有一定的实际意义。
　　1、灌浆施工在水利水电工程中的应用概述
　　1.1灌浆施工在水利水电工程中的作用
　　水利水电枢纽担负着提供人民生活用水、农业灌溉水源等多重功能,并具有重要的防洪抗灾作用。我国的水利水电枢纽类型多、分布广,且以中小型为主、工程质量参差不齐。经过多年的建设和运行,目前国内适合用于建设河坝、水库的地基已经越来越少,必须通过地基加固处理技术使其达到水利水电工程施工的稳定性要求,同时,工程建筑物的老化也带来了严重的渗透问题,如不及时进行防渗处理,轻则降低水利水电枢纽的运行效益,重则可能导致严重的工程事故,对人民生命财产安全造成威胁。
　　作为水利水电工程中地基处理与防渗加固中最常见的技术措施,灌浆施工的质量直接决定着水利水电枢纽运行的可靠性及其功能与效益,必须得到相关施工人员的重视。然而水利水电工程施工因其地质、气候、功能类型等的不同具有相当大的差异,实际工程中技术关节复杂,影响因素较多,这就要求施工人员从整体上把握工程特点,选取最适灌浆方法和手段,严格进行原材料把关,并进行合理的养护与验收工作,保证灌浆施工的质量。
　　1.2不同工程条件下采取不同的灌浆方法
　　灌浆施工的方法很多,应根据不同工程特点加以选择,以坝体、坝基等的防渗处理为例,常见的灌浆方法包括适用与土坝或宽心坝坝体的劈裂式灌浆,适用于卵砾石层的防渗帷幕灌浆,以及对地质条件、机械设备要求较高的高压喷射灌浆等。而在水利水电工程的地基处理中,则应针对不同地基采用相应的措施:①对于正在冒水的地基应根据冒水量和冒水是否集中等条件进行判断,冒水量大的应在裂隙相交处钻若干深孔及浅孔,埋入孔口管将水引出,以麻刀、棉纱等封堵裂缝后以砂浆填槽,先用低压对浅孔灌浆,浆凝后再用高压对深孔灌浆;对冒水量小的,可通过U形槽以速凝砂浆对裂隙进行灌浆处理。②对于存在大吸浆量情况的地基,通常采取降压或自流式灌浆,在砂浆中加入速凝剂并提高其浓度,同时限制其注入率,或采取间歇方式关键,待凝一段时间后扫孔、复灌,复灌时争取在设计压力下结束灌浆。③针对特大漏水通道有水流作用或倾角较陡的大孔洞可使用稠水泥浆冲灌粗砂与砾石,或以浓浆冲灌级配粒料,在中途将缝隙堵住;而无水流作用或倾角较缓的裂隙,则可采用定量灌浆的方式,灌注混合浆液或稳定浆液。④在岩溶地段,地基应根据有无填充物进行处理。有填充物的情况下,可采用将带孔眼的钢管插入溶洞内的方法,以高压灌浆设备将水泥浆射入人造孔壁中,并籍高压水泥浆的劈裂作用,使水泥浆以条带状向土体中穿插,纵横交错形成网格包裹;在无填充物时,可直接回填高流态混凝土或扩大灌浆孔孔径,向孔内投入干净碎石后再灌入水泥砂浆。
　　2水利水电工程中灌浆施工的过程控制
　　2.1灌浆钻孔的技术要求
　　钻孔时要求孔壁和直孔均匀正直,在灌浆的同时按要求进行逐步加密的施工。应按第一、第二和第三序孔的顺序进行灌浆,并将后一序孔作为前一序孔的检查孔,通过压水试验,检测吸水量,如果吸水量达到设计要求,就可以省去后序孔的灌浆操作。在灌浆之前,必须对钻孔和裂隙进行冲洗,将裂隙中的铁砂粉和岩粉冲出去。
　　2.2原材料的质量控制
　　施工前应将浆体制成立方体试件,标准养护7d后,其抗压强度应到5MPa以上。浆体应具有良好的保水性、和易性和可泵性。施工时为有效防止浆体的干缩,还应在浆液中应加入一定的膨化剂,并参照预制梁板压浆施工经验,采用水泥浆稠度试验漏斗,以浆体自由全部流完的时间作为标准控制其流动度。
　　2.3施工工艺控制
　　本着“先回填，后固结”的原则。先进行洞顶回填灌浆施工，待回填灌浆施工结束并经质量检查验收后，再进行该部位的固结灌浆施工。（1）回填灌浆设计的施工技术要求及规范原则回填灌浆采取“推赶式灌浆法”，从下游向上游逐排施工，在同排上分两序进行，即先Ⅰ序，后Ⅱ序。在表孔溢洪洞的顶拱处加密深入基岩10cm的回填灌浆孔。孔排、距为1.5m、1.5m，矩形布置；防渗标准均满足设计规范要求；（2）固结灌浆的设计施工技术要求及规范原则在表孔溢洪洞拱形一周布置固结灌浆孔，孔排、距为3.0m、3.0m；孔深深入基岩4m，矩形布置；防渗标准均满足设计规范要求。固结灌浆施工依据""环间分序，环内加密""的原则，从下游向上游隔排施工。环间分两序，环内分两序，即先进行Ⅰ序环的Ⅰ序孔，然后进行Ⅰ序环的Ⅱ序孔，再进行Ⅱ序环的Ⅰ序孔，最后进行Ⅱ序环的Ⅱ序孔施工；（3）回填灌浆孔施工工艺流程布孔—钻孔—钻孔冲洗—灌浆—封孔；（4）固结灌浆孔施工工艺流程布孔—钻孔—钻孔冲洗—压水试验—灌浆—封孔。
　　2.4灌浆方式及其顺序控制
　　2.4.1灌浆方式控制
　　灌浆方式主要包括纯压式与循环式两大类。纯压式仅将浆液通过灌浆管压入钻孔内,工艺相对简单,缺点是无法填满裂缝而可能影响施工质量,一般用于裂隙较大的岩层;而循环式则包括孔内循环和孔口循环两种,通过保持浆液的持续流动,使沉淀颗粒减少,从而保证了灌浆施工质量的提升。
　　2.4.2灌浆顺序控制
　　①一次灌浆法:一次将孔钻到全深,再沿着钻孔的全长灌浆,此方法适用于孔深＜10m,且岩石的裂缝较少或透水不大的情况。②自上而下分段灌浆法:该方法主要是通过较高的灌浆压力来获得较好的灌浆质量,适用于岩层倾角比较发育和岩层较为破碎的 地区。当钻孔孔深3m~5m时,应立即进行冲洗、压水和灌浆,浆液凝固后,再进行下一步施工,对设备与施工时间的要求较高。③自下而上分段灌浆法:该方法将钻孔一次钻好,再以3m~5m进行分段,自下而上进行灌浆,灌浆时应以灌浆塞进行分段塞孔,且上段灌浆可在下段结束的时候紧接着进行,大大缩短了施工时间,但该法的缺点在于不能全面保证施工的质量,且只适用于岩层比较坚硬和岩层倾角不大的位置。
　　2.5施工效果检查控制
　　（1）外观检查。每个单元工程灌浆全部结束后，立即整理资料，报送至监理部，由监理工程师布设检查孔，检查孔的孔数不低于灌浆孔总数的5%。回填灌浆检查孔在各单元灌浆结束3~7d后进行，采用自上而下一段钻孔压浆试验方法进行，压浆实验采用单孔注浆试验。向检查孔注入2：1的水泥浆，在规定灌浆压力下，开始10min的注入量应不大于10L，否则应采取补强措施。最后对检查孔进行灌浆和封孔。；（2）检验检测。检查孔按灌浆孔总数5%以上布设，根据压水试验结束均小于设计防渗标准3Lu，均满足和符合设计规范要求。
　　结束语
　　综上所述,灌浆施工技术环节复杂、影响因素多,且不同的施工方法都具有自身的优势和缺点,因此必须根据实际工程需要对这些方法进行选择。在工程实施阶段,应从原材料开始进行质量把关,严格控制对施工质量具有重大影响的关键技术环节,并做好事后养护和验收工作,以更加科学、高效的灌浆技术保障水利水电工程建设目标的实现。
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