水利水电工程中灌浆施工要点分析

摘要：随着水利水电事业的迅猛发展，工程施工中技术的应用也越来越广。灌浆施工是水利工程的重要组成部分，其施工质量的好坏直接影响到水利工程的质量。因此，在水利工程施工建设中必须重视水利工程灌浆施工的质量。以保证工程的整体建设。因此，探讨完善灌浆施工技术水平，提升水利工程防渗处理质量无疑虑具有十分重要的现实意义。

关键字：水利水电；灌浆施工

水利水电工程是关系到国计民生的重要工程，直接影响着居民用水、发电、灌溉、养殖和生态农业等各个方面。合理的规划和安排水利工程的施工是保证水利水电工程成功建设的重要前提。灌浆是把浆液压送到建筑物地基的裂隙、断层破碎带或建筑物本身的接缝、裂缝中的工程。通过灌浆可以提高被灌地层或建筑物的抗渗性和整体性，改善地基条件，保证水工建筑物安全运行。灌浆施工技术是水利工程建设中较为常见的一种处理措施，因为其实用性强，所以在水利水电工程中得到广泛的应用。灌浆施工主要有两个作用，一是对水利工程起到加固的作用，二是对岩上体起堵漏防渗作用。

一、灌浆分类

1、按其目的不同可分为：固结灌浆、接触灌浆、帷幕灌浆、高压喷射灌浆、劈裂灌浆等。

(1)固结灌浆：将浆液灌入基岩裂隙或破碎带以提高岩体完整性的灌浆工程。它的主要作用有提高岩石的整体性与均质性; 提高岩石的抗压强度与弹性模量；减少岩石的变形与不均匀沉陷。对混凝土重力坝，多进行坝基全面积固结灌浆，在土石坝防渗体底部设置混凝土垫层时，也常对垫层下部岩石进行固结灌浆。

(2)接触灌浆：在坝体与岩基的结合面上进行灌浆，加强混凝土与地基之间的结合能力提高抗滑稳定的灌浆。接触灌浆的主要作用是：填充缝隙，增加猫着力和加强接触面间的密实性，防止漏水。在岩石地基上建造混凝土坝，当混凝土体积收缩后，两者之间会产生缝隙，对于这类缝隙需要进行接触灌浆。

(3)帷幕灌浆：在岩石或砂砾石地基中，用深孔灌浆方法建造一道连续防渗幕，达到减少坝基渗漏和降低坝底扬压力的目的。帷幕灌浆中帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接，底部深入相对不透水岩层一定深度，以阻止或减少地基中地下水的渗透。帷幕灌浆一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段，对保证水工建筑物的安全运行起着重要作用。

(4)高压喷射灌浆：在砂砾石、砂土等地层钻孔内，用高压水、气、水泥浆射流冲击，扰动孔壁周围介质，使浆液充填并与地层土石颗粒掺混，凝固后成整体，使地基防渗或提高承载力。

(5)劈裂灌浆：利用水力劈裂原理，用灌浆压力沿坝轴线劈裂坝体，灌入泥浆形成防渗帷幕或加固土体，达到防渗加固的目的。

2、按其所用的材料不同可分为：水泥灌浆．粘土灌浆、化学灌浆和沥青灌浆。

(1)水泥灌浆：以水泥为基本材料，然后加入适量的细骨料、混凝七外加剂和其它材料而配制成的一种灌浆。灌浆的效果主要取决于水泥的细度。水泥灌浆具有胶凝性好、结石强度高、施工方便、成本低等特点，因此在水利灌浆工程施工中受到广泛的欢迎。

(2)粘土灌浆：灌浆的粘性土一般采用遇水能迅速分解，吸水膨胀并有一定的稳定性和粘结力的粘土。一般多采用水泥粘土浆来改提高结石强度，加速固结，善浆液的胶结性能，保证其且在水下也能继续凝固。

(3)化学灌浆：多是用高分子材料配制的一种新型灌浆。化学浆液具有较好的防渗、堵漏和补强加固功能，常用的化学灌浆材料有环氧树脂、水玻璃、甲凝、铬木素、甲凝、丙凝和聚氨院浆液等。但它的缺点也比较明显，化学灌浆材料含有有毒物质，会对环境产生危害，并且造价比较高，因此应用不是很广。

(4)沥青灌浆：沥青经过加热变为液体，被送入隔热保温的灌浆管，在灌浆管内进入渗水部位。热沥青遇水后变成颗粒状，并且不断凝聚并铺展开，逐渐粘附在缝壁上。经过一段时间的粘附，沥青吸附层变厚，渗水通道不断缩小直至完全堵塞。

二、灌浆各工序施工要点分析

灌浆施工技术大致可以分为以下几个步骤：

1、 钻孔

灌浆孔一般用回转式钻机钻成，钻孔较浅的（小于10m）也可采用风钻或架钻的方式。灌浆技术的孔钻施工中一般要注意几个问题，其中任何一个环节处理不当都会影响水利工程的安全和质量。首先是关于孔斜率要求，由于一般的水利工程要求钻孔垂直，因此在在进行灌浆孔钻孔施工的时候，一般要求孔壁和直孔正直均匀。这样可以使灌浆塞易于卡紧，而且在灌浆时不会产生返浆。特别要注意帷幕深孔,当孔距较近时,尤其要注意测斜。其次是钻孔顺序，在进行灌浆施工时, 不论帷幕灌浆或固结灌浆孔的施工技术方法都必须坚持正确的钻孔顺序，通常要先进行一序孔灌浆,然后再依次进行第二和第三序孔,这样后序孔就可以作前序孔的检查孔,减少施工误差。然后再进行压水试验监测吸水率,只要吸水率达到设计要求,就能减少后序孔的灌浆。

2、冲洗

在钻孔之后，会有岩粉残留在孔底和孔壁上，为了保证灌浆质量，使浆液与岩石能够良好胶结。因此要及时将残存在孔底和孔壁的充填物用高压水流冲洗干净，同时对于岩层缝隙中的填充物也要冲洗干净。冲洗顺序应是先冲洗钻孔，再冲洗岩层裂缝。按一次冲洗的孔数分为单孔冲洗和群孔冲洗，群孔冲洗是对几个孔同时注入水或气，将充填物从孔间裂隙中通过敞口孔排出。单孔冲洗是通过压入水和气将充填压到灌浆区域以外或通过裂隙排出，一般用于较完整的,裂隙较少的岩层，主要有高压水冲洗、高压、低压反复冲洗和扬水冲洗三种冲洗方法。为了使冲洗更有效，可在冲洗液中加入一些加速充填物溶解的化学药物，如苏打、烧碱等。

3、压水实验

压水试验是用高压方式把水压入钻孔，根据岩体吸水量计算了解岩体裂隙发育情况和透水性的一种原位试验。为了了解岩层的渗透情况，根据岩层的渗透情况确定开灌时的浆液浓度，给岩基灌浆的施工设计提供必要的依据，通常在灌浆前进行压水试验，通过单位吸水率的测定来了解岩层的渗透性能。进行压水实验时，应按照自上而下的顺序，分段卡塞进行实验。

4、灌浆

灌浆施工中最重要的是灌浆方式和灌浆顺序的选择。灌浆方式包括循环式灌浆和纯压式灌浆两种。纯压式灌浆是指在钻孔和岩石裂缝只注入浆液，没有浆液的循环流通。对裂缝较大的岩层，孔深不大，比较适合采用此种方式。但是它的缺点也十分明显，对于细小裂缝比较容易造成堵塞，因此实际应用很少。循环式灌浆是指灌入的浆液多于裂缝吸浆量时，多余的浆液能够循环返回搅浆机。循环式灌浆分为孔口循环和孔内循环两种。因为浆液始终保持流动状态，有效地减少了颗粒沉淀，灌浆质量较高，所以应用广泛。灌浆顺序分为三种：自下而上分段灌浆法、一次灌浆法和自上而下分段灌浆法。自下而上分段灌浆法仅适合裂隙细小、岩石较完整的灌浆孔，应用面较窄。一次灌浆法适用于孔深小于10m的孔内灌浆,且岩石裂缝较少或透水不大的情况。否则应分段采用不同压力进行灌浆。自上而下分段灌浆法采用较高的灌浆压力,因而能获得较好的灌浆质量,并可减少施工中的事故。缺点是较费时间,需要多次移动钻机和灌浆机械。

三、灌浆施工应注意的事项

灌浆施工过程应注意以下3点，提高施工质量。

1、控制好浆液浓度。为保证灌浆的质量，在灌浆过程中，对裂缝的吸浆量要定期进行检查，根据监测的结果对浆液的浓度进行适当的调整。一般来说稀浆流动性较好，但容易扩散出灌浆范围造成浪费，并且收缩时容易引起水泥结石与岩石缝面的分离。高浓度浆液流动性差，浆液无法灌入细小裂缝，影响灌浆的质量。灌浆施工过程应遵循浆液从稀到浓的规律，控制好浆液浓度；

2、控制好灌浆压力。灌浆压力控制不当，会引起地面和岩石面升起，导致灌浆过程因突发事故中断，对整个水利工程造成不良影响。因此，对压力的控制要适当。

3、质量检验。因灌浆属于隐蔽工程,因此,在竣工后对其要进行认真检查。可按下列方法检查灌浆质量：检查原始记录,分析灌浆资料；钻设检查孔,帷幕和固结灌浆要钻取岩芯,观察胶结情况；检查孔的压水试验。