水利工程灌浆施工技术研究

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1特大漏水通道灌浆施工处理

施工地层表现为可溶性岩石结构之时，容易发生溶蚀现象而导致喀斯特溶洞的出现，不及时发现和处理的溶洞发展为溶沟，会引发严重漏水。实际水利工程施工中多定向爆破处理堆石土坝，爆破操作极易导致坝肩岩体出现严重裂隙。如通过一般灌浆方式施工，会导致材料浪费巨大、成本更高，特殊的漏水通道处理效果不佳。可在无水流作用、倾角较小情况下灌浆施工操作，若没有收到理想效果，即通过定量灌注、混合浆液灌注操作提高浆液稳定性。若目标区域遇水性能很差、注入量极大，更推荐使用高稳定性的浆液施工。水泥、粉煤灰浆、黏土浆、玻璃浆、砂浆等是常见的混合浆液原料。灌浆施工处理有较大水流影响、倾角大区域空洞、裂隙要重点控制充填级配料施工、模袋灌浆施工等操作。充填级配料施工中，以稠水泥浆由小至大冲灌孔口，观察灌注效果，若结果不满意，再次使用浓浆冲灌级配粒料灌注处理，之后常规灌注再次处理。级配料的使用一般由细到粗按级别灌注使用，常见的有5个级别，灌注到某一级发现灌注困难，则停止操作。粒料充填施工的主要目标是以充填砾石在窄缝部分构成“架桥”，迅速有效堵塞缝隙，通过自建反滤层实现漏水通道处理效果。模袋灌浆施工方面，一般选用尼龙、聚酯、聚丙烯等原料制成模袋，高强度原料经过特殊工艺制成的模袋加上水泥浆材料的水分，当在灌浆工艺的压力作用下，会有水分从模袋中排出，内部材料更密实、不外漏，水灰比大大降低、能够迅速固结。模袋当中水泥浆发生凝固同时不会因为环境中水的作用分散泄露，抗压、抗变形效果好，能够灵活跟随溶洞实际大小、形状变化而变化、适应范围广，堵塞效果满意。实际施工结束后，要将水泥浆灌注入袋内，一般水灰比在0.6～1.0范围内，水泥浆充填模袋完毕后，钻孔操作并将模袋置入其中，置入适当数量模袋之后可进一步灌浆处理。双浆液灌浆施工方面，要考虑到此种灌注液化学特性，将水泥浆与速凝剂向两个灌浆管注入并混合充分，根据预先确定的扩散参数控制防渗体强度、防渗效果。

2持续大量吸浆的灌浆施工处理

水利工程的灌浆施工时间一般在3h以内，耗浆量在200kg/m之内，特殊情况可能出现持续大量吸浆的现象，此时要认识到灌浆工艺的阻碍，及时分析此种现象发生的内在原因，查看通道情况、地层特点，查看是否有部分地表冒出浆液、浆液自某通道流失。具体可做以下处理：一是控制压力。通过自流式灌浆、低压使灌浆工艺将裂隙填满浆液，控制浆液流速在一定范围内，逐渐提升压力，之后开展常规灌浆工艺处理。二是控制流动速度。控制浆液注入速度在10～15L/min范围中，达到限制裂隙浆液流动速度的目的，加快浆液沉积，随后将压力水平提升，稳定的速度持续注入浆液，达到标准后停止灌浆。三是速凝剂加入或灌注浓浆。使用高浓度水泥浆灌注处理或可向水泥浆中加入水玻璃氯化钙等速凝剂灌注处理。四是水泥砂浆灌注时，渐进分级灌注10%、20%水泥重量掺砂泥浆，灌入砂粒径也先细后粗，均匀搅拌砂浆后开始灌注施工。五是间歇灌浆施工处理。灌注到一定阶段后，暂停灌注操作，查看地层结构及评测前一阶段灌浆量、灌浆用时、灌浆效果后，间歇2～8h，再次灌浆，如此反复。确保灌浆压力符合标准、压力减小则结束灌浆操作，凝固达标之后开始下一节段扫孔、复灌操作。

3岩溶地段灌浆施工处理

3.1无填充物施工处理

若存在较大岩溶空洞，向孔内投入粒径＜40mm经过清洁的碎石，促使孔径增大，填满之后将水泥砂浆注入，之后将水泥浆、水泥砂浆依次灌注入内，连续3d待凝处理，扫孔，压水处理，再次灌注水泥浆或其他混合砂浆；若有较小的岩溶空洞存在，碎石投入步骤可省略，后续处理同上。

3.2有填充物情况的施工处理

若岩溶存在填充物，测算岩溶大小形状、深度，根据测算分析结果选择高压灌浆或高压旋喷灌浆处理。高压灌浆即对岩溶不予以冲洗，而直接通过高压水泥灌浆处理，提升灌浆压力水平，将填充物充分挤压并密实处理，提升稳定性能与抗渗效果，辅以高压水泥浆促使其发生劈裂变化，水泥浆横竖分布而形成网格包裹状态，将高压灌浆效果发挥到最佳。高压旋喷灌浆工艺要在土层上确定钻孔目标位置，使用有特殊喷嘴灌浆管的钻孔设备在目标位置钻孔到规定深度，在钻杆下方以高压脉冲泵将水泥浆液注入喷嘴装置内部。

4承压条件灌浆施工处理

水库处于蓄水状态而向低水位洞内、廊道灌浆施工，或是在大压力水平的含水层持续灌浆操作都会导致灌浆孔泻出承压水。此种情况下要保证灌浆施工效果，就需要将灌浆压力控制在高于涌水压力之上的水平，保证顺利灌入浆液，但是也不能产生过大灌浆压力，以免抬动基础、压裂地层而破坏工程质量。

4.1压力屏浆法

如灌浆操作可以顺利进行，也能在达标时正常收尾，则以同样的水泥浓度、同等压力水平持续4～8h执行灌注操作，防止浆液灌入之后从裂缝中回流。

4.2闭浆施工

检测到达到结束灌浆标准之后，立即将回浆管阀门、进浆管阀门关闭，维持灌入浆液在受压状态并持续凝固，再次将阀门开放，查看有无涌水现象，若未见涌水现象，证明灌浆施工效果良好，6～8h闭浆处理。上述处理效果不佳，则采用化学灌浆技术施工，同等方式调低浆孔段注入率，一般可控制在3～5L/min，予以化学灌浆工艺灌浆处理。

5结语

水利工程施工中要对灌浆施工技术的运用形成高度重视，灵活根据施工地的土层特点、地下水情况以及项目需要作出施工规划，尤其根据特大漏水通道、持续大量吸浆、有无填充物等实际情况开展灌浆施工，提高水利工程基础部分稳定性、防渗性、安全性和实用性，拉动国民经济发展，提升国民生活水平。

作者:吴国翰 单位:甘肃水利机械化工程公司