水工大坝灌浆技术探讨

摘要：本文笔者结合工程实践,介绍了当前常见的几种灌浆技术,希望为各自不同的工程情况采取针对性的灌浆技术提供一些参考。

关键词：水利工程；坝基；灌浆技术

Abstract: in this paper the author combined with engineering practice, this paper introduces the current of several common grouting technology, hope for different engineering situation adopts pertinency grouting technology provides some reference.

Keywords: water conservancy projects; Dam foundation; Grouting technology

中图分类号：TV文献标识码： A 文章编号：

1大吸浆量的灌注技术

出现大量吸浆的主要原因是地层的特殊结构条件促使浆液从附近地表冒出，或沿着某一固定的通道流失。其处理方法为：

(l)降压。用低压甚至用自流式灌浆，待裂隙逐渐充满浆液，浆液的流动性降低后，再逐渐升高压力，按常规要求进行灌浆。

(2)限流。限制注入率不大于10～15L/min，以减小浆液在裂隙里的流动速度，促使浆液尽快沉积。待注入率明显减小后，将压力升高，使注入率基本保持在10～15L/min水平，直至达到灌浆标准后结束灌浆。

(3)浓浆灌注。采用最稠的水泥浆(一般为0．5∶1)进行灌注。

(4)加速凝剂。在最稠的浆液(一般为0．5∶1)中掺入水玻璃、氯化钙等速凝剂。

(5)灌注水泥砂浆。

(6)间歇灌浆。在灌注一定数量水泥或灌注一定时间后，停止灌浆一段时间。间歇时间通常为2～8h。

2漏水通道的灌注技术

2．1无水流作用和倾角较缓的大裂隙

首先采用灌浓浆、水泥砂浆或间歇灌浆的方法进行处理。若效果不明显，则可改用定量灌注稳定浆液或混合浆液的方法。稳定浆液适用于遇水性能恶化、注入量大的地层。混合浆液包括水泥砂浆、水泥粘土浆、水泥粉煤灰浆和水泥水玻璃浆等。

2．2有水流作用或倾角较陡的大裂隙、大孔洞

(1)冲填级配料。在孔口用稠水泥浆冲灌粗砂和砾石(粒径由小到大)。若灌注一段时间后仍无效果，再改用浓浆冲灌级配粒料。配料时可先搅拌成一定稠度的浆液从孔口倒入，等灌满后用常规方法进行灌注。充填粒料的目的，主要是希望用某一级砾石在窄缝处形成“架桥”，迅速将缝隙在中途堵住，以便于形成反滤层，最后将通道堵死。

(2)模袋灌浆。模袋采用尼龙、聚酯或聚丙烯等材料用特殊的纺织工艺织成，织物强度要高。在灌浆压力作用下，模袋内水泥浆中的水分可由袋内析出，而水泥颗粒不会外漏。这样可以降低水灰比，提高固结强度，缩短固结时间。水泥浆液在模袋中凝固，在水下不具有分散性，当水流较大时不会被冲失;模袋在压力作用下能产生变形，适应不同形状的溶洞，有利于堵塞。

(3)双浆液灌浆。双浆液灌浆是化学灌浆中的一种，也属于控制灌浆的范畴。水泥浆液和速凝剂分别从两个灌浆管进入混合器，水泥浆和水玻璃在混合器中充分混合后，在速凝前到达孔底。为了达到预期的防渗效果和满足防渗体的强度要求，需要对浆液的扩散距离进行控制。

如何有效地控制灌浆，形成有效的截水墙来堵水，对岩溶地区灌浆非常关键。为此，往往需要通过现场的试验来确定双浆液灌浆中的浆液比例、灌浆压力、灌浆流量等施工参数，以达到有效封堵大漏洞的目的。

3冒水情况的堵水灌浆

3．1从较大的集中漏水点冒水

此种情况多发生在岩溶地区和混凝土中有特大缺陷的地方。应针对出水点，根据出水量的大小，先埋设一段适当直径的孔口管，将水集中引到管中导出，再将周围可能冒水冒浆的岩缝和孔洞封堵好，然后从孔口管中进行反压灌浆。

3．2沿裂隙冒水或浸水

对于冒水量较大的，可采用以下步骤进行处理:①钻若干个与裂隙相交的深孔，埋上孔口管，将裂隙水从管中引出;②在深孔之间钻若干个与裂隙相交的浅孔，埋上孔口管;③沿裂隙口凿槽，先用棉纱、麻刀等对裂隙进行封堵，然后用砂浆填槽;④对浅孔用较低压力灌浆;⑤浅孔待凝一段时间后，对深孔用较高压力进行灌浆。对于冒水量较小的，可先沿裂隙凿一深5～10cm的U形槽，在槽的底部铺上铁皮，穿过铁皮埋设若干根灌浆管，其中裂隙的最底部和最高部各埋设一根。用速凝砂浆将槽填平，砂浆达到一定强度后，从裂隙的较低端向上依次灌浆。

4承压水条件下灌浆

从灌浆孔中涌出承压水有两种情况:一是灌浆地层处于具有较高压力水源的含水层中;二是水库已经蓄水，在低于库水位的廊道或洞中进行灌浆。此时灌浆压力一定要高于涌水压力，否则浆液将无法灌入。承压水条件下，灌浆一般可以按以下方法进行。

(l)压力屏浆法。在正常灌浆达到结束标准后，仍维持原水泥浆的浓度或改用5∶1的稀浆，以相同的压力继续循环灌注一定时间(如4～8h)后再结束，以防止已灌入裂隙内的浆液回流。

(2)闭浆。所谓闭浆就是在达到灌浆结束标准后，立即关闭回浆管阀门和进浆管阀门，使灌入的浆液仍暂时处于受压状态，待凝一定时间后，打开阀门，检查是否还往外涌水，如无涌水现象，则认为合格。闭浆时间一般为6～8h。

(3)浓浆结束。在正常灌浆达到结束标准后，改用0．5∶1的浓浆灌注。当回浆浓度也达到0．5∶1时，再继续灌注30min后，立即将回浆管阀门和进浆管阀门关闭进行闭浆。

(4)化学灌浆。如经过上述方法处理后效果仍不显著，可考虑采用化学灌浆方法。先采用上述方法将灌浆孔段的注入率减小到一定程度，然后再采用化学灌浆方法进行灌浆。化学溶液在岩石内很快凝聚，不仅可以将细小裂隙灌注密实，也可将涌水堵住。

5岩溶地段的灌浆

5．1无充填物的情况

(l)对于大空洞岩溶，可采用直接回填高流态的混凝土，骨料最大粒径小于20mm，混凝土标号一般为C15。若岩溶发育较深则需采用溜槽、导管浇注方式，以避兔混凝土出现分离。灌注后待凝7d，然后重新扫孔再灌注水泥浆。

(2)对于空洞较大的岩溶，也可扩大灌浆孔孔径，往孔内投入粒径小于40mm的干净碎石，填满后再灌注水泥砂浆。灌注后待凝3d，然后重新扫孔进行简易压水，根据压水资料确定灌注水泥浆、水泥砂浆或其他混合浆液。

(3)对于空洞较小的岩溶，可灌注水泥砂浆或其他混合浆液。灌注后待凝3d，重新扫孔、简易压水，根据压水资料确定灌注水泥浆、水泥砂浆或其他混合浆液。

5．2有充填物的情况

(l)高压灌浆法。采用不冲洗的高压水泥灌浆处理岩溶，即利用较高灌浆压力将充填物挤压密实，提高其抗渗稳定性，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。

(2)高压旋喷灌浆法。旋喷灌浆法又称旋喷法，是利用钻机把带有特殊喷嘴的灌浆管钻进至土层的预定位置后，用高压脉冲泵将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速喷入土体，借助流体的冲击力切削土层，使喷流射程内土体遭受破坏，与此同时钻杆一面以一定的速度旋转，一面低速徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀、具有一定强度的圆柱体(称为旋喷桩)，从而使地基得到加固。

(3)花管灌浆法。在含沙含泥岩溶地段进行高压灌浆难以成孔，若以带孔眼的钢管插入溶洞内形成人造孔壁，则可防止塌孔。

(4)浅层含泥岩溶的处理。对于埋藏较浅或出露在灌浆隧洞周围的大规模岩溶，挖除充填物并回填混凝土，再进行回填灌浆。

(5)深层岩溶的处理。当岩溶埋藏较深(如超过50m)，采用花管法或旋喷法等辅助措施均有困难时，可先在岩溶周围进行灌浆，使岩溶充填物逐步被水泥浆体挤压、固结，然后再按逐步加密的方法进行溶洞部位的钻孔灌浆。

6结语

以上所述的灌浆处理方法各有优缺点。大吸浆量状况下的处理方法具有操作简单、施工快捷等优点，但有时可能因浆液扩散过远造成浆液浪费。特大漏水通道采用的处理方法操作相对复杂些，但体现了控制灌浆的思想，既可保证处理效果又可节约材料、减少投资。岩溶地区的地层情况多变，如何有效地控制灌浆，形成有效的截水墙来堵水，对岩溶地区灌浆非常关键。岩溶发育地段的灌浆处理一般多凭经验或参考同类工程的实践和灌浆试验成果进行。总之，对于水利水电工程坝基灌浆过程中遇到的各种特殊地层，应根据具体情况，采取一种或多种措施进行处理，才能达到预期的效果。