探讨水利水电钻探与灌浆技术

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一、水利水电工程常规钻探与灌浆技术原则

水利水电工程中的钻探施工环节和采矿、采煤、石油勘探等钻探施工均有所不同。水利水电中的钻探施工侧重于需要准确无误地分析出水利水电建筑物下的土石，岩层的特性与状况，确定地下岩层的划分位置，评定地下岩层的稳定性等。而采矿、采煤、石油勘探等钻探施工侧重于勘探目的和钻进工艺等方面。对水利水电的钻探需要对不同层位原状样进行各种物理力学和水文地质的测试，对地层的稳定性、区域的稳定性和地层的渗透性都需要做出合理的评定，这样才能对水利水电建筑物的安全性做出合理的施工预案，从而设定切合实际的工程造价。水利水电钻探施工中，必须要对作业环境进行一个全方位、多角度的了解，查明覆盖层的地质组成和厚度等情况，以利于制定合理的施工方案，确保钻探施工的顺利进行。

二、水利水电灌浆浆液材料

灌浆通常使用水和水泥、粉煤灰和外加剂等混合成的浆液。标准情况下，浆体制成的立方体试件，在标准情况下养护一周，并将亚强度控制在5兆帕以上。同时，浆体在施工中由于其具有优良的可泵性、保水性以至于浆体密度高不能很均匀地铺满板底的空隙。由于在现行灌浆施工规范中并未对此做出明文规定，我们可以与预制梁板压浆的施工经验进行对照，做水泥浆稠度实验漏斗，把浆体全部自由流完的时间当作流动度从而得到挖制。在同标准条件下，进行不同水灰比和材料配比之间的试件强度和流动度结果，在水泥净浆中不掺减水剂，使得其流动性都优越于同条件F粉煤灰水泥浆体。因此，对没有减水剂的水泥石，它的流动度应大于等于16s，而掺有减水剂的浆体中其流动度最大不超过26s。当然施工中浆体的流动度不能过小，控制在20～30s之间最合适，否则会出现泌水现象。

三、水利水电钻探与灌浆技术方法

1.水利水电钻探技术

根管清水钢粒钻进方法在施工过程中使用钢粒的冲击破坏岩土层的结构，再用清水充当清洗液冲洗，钻探时套管要不断跟进前端，以保护钻探截面的完整性，对岩土层的取样由专门的卡料结构完成，清水作为冲洗液有利有弊，清水价格低廉，容易制备而且能对钻头前端工作部分进行水冷，以降低钻头前端产生的高温，但是清水同时也容易破坏卡料结构获取的岩土层试样，造成难以对水利水电工程施工环境的地质情况做一个准确的判断和分析，即使通过提取返回清洗液中的岩土残渣进行一定程度的补救，但是仍然难以对岩土地貌具体分布做一个判断。钢粒钻进时，冲洗液量的大小也要准确控制，过大造成钻探前端难以迅速推进，过小不利于提取岩土试样。

2.水利水电施工中灌浆技术方法分析

近几年我国的灌浆施工技术得到长足发展，其环保、耐久性好、可以应用于各种苛刻的施工环境，并且灌浆施工成本低。在灌浆材料方面，现在也是品种多元化、应用面广。灌浆施工技术方面的研究也不断的改进和创新，在灌浆设备、仪器方面我们现在实现了产能化、固定形式化、系列化、成套化、标准化和环保化，其设备不仅能适应各种施工场合，其效率也相当高。水利水电灌浆施工技术一般有：混凝土灌浆技术、诱导灌浆技术。混凝土灌浆技术是最先被用于水利水电建筑坝体的堵漏和加固。随着灌浆技术的日益革新，混凝土灌浆技术也日新月异，我们将混凝土的防水抗震的特性应用得更好，所以在水利水电工程中混凝土灌浆技术的重要性是不可改变的，其前景更加广阔，全国范围内已有多个成功应用混凝土灌浆工艺建筑大坝和水利工程的先例。诱导灌浆技术是一项新兴的施工技术，它的工艺流程比较特殊，其主要是依据电化学的原理对施工中利用阻力或是利用浆液的成分和温度等因素来对水利水电中的中岩层的侧压力和控制浆液的流动范围，从而对水利水电工程建筑物进行加固。

四、讨论灌浆施工中应注意的事项

在水利水电工程中，灌浆施工环节重中之重，此环节的质量要求极高，关键控制点多。在此施工环节我们必须注意：灌浆施工方案是否适合；操作技术人员是否在施工过程中监督到位；工程进度是否合理等。控制灌浆工艺质量的关键点在于：依据工程预案对施工现场进行实际勘探，根据勘探情况制定合理的灌浆工艺技术，包括选择浆材，参考施工环境的温度分布、地质分布等，力争使灌浆工艺最大程度地契合工程特点。

（1）采用劈裂灌浆方式进行灌浆时，劈裂现象

必然会首先发生在载体中垂直最小主应力的平面上。

（2）劈裂灌浆方式一般是应用数值法和曲线法

相结合来确定灌浆载体中发生的水力劈裂性质。当流量与水头呈线性关系时，水在裂隙中呈层流状态，灌浆载体中未发生水力劈裂；流量与水头呈平方根函数时，渗流呈紊流状态，可能裂隙中发生了阻塞或裂隙中的充填料被压密；当流量的增长高于水流的增长时，表明渗流断面已被扩大，这是由于载体劈裂、裂隙充填物被冲走或裂隙变形等原因所致。

五、结语

在水利水电的工程中，钻探和灌浆是两个重中之重的工程施工环节，钻探与灌浆的好坏直接影响水利水电工程的工程质量。在钻探过程中，我们第一步要做的是了解施工地点的土石岩层结构，有时候我们还必须对土石岩层结构取样分析后，再制定相关的钻探施工方案，这样保钻探工作才得以保障。在灌浆系统的成本控制中，运用最优化手段解决费用开销问题，这对于工程监理来说是一个非常重要的环节，施工策略的总体目标是使灌浆效益最大化，但是缩减费用并不是盲目减少开支，而是削减不必要的支出，我们需要科学规范的管理。

本文作者:郭莉洁工作单位:中国葛洲坝集团三峡分公司