水利工程中坝基固结灌浆的施工技术

【摘要】在水利工程建设中，坝基固结灌浆技术因其自身优点被广泛的应用，其施工技术直接关系到整个大坝的安全稳固，因此在水里工程建设中，固结灌浆施工工艺和施工工序都需要严格按照相关的技术要求。文章以某水利工程中参数和控制、灌注控制、封孔及串浆等角度论述了坝基固结灌浆施工要点。

【关键词】坝基；固结灌浆；抬动；封孔；串浆

中图分类号：TV 文献标识码： A

1、固结灌浆概述及水利工程特点

固结灌浆的原理是把一定配比的某种具有流动性和胶凝性的浆液，施加一定的压力通过钻孔压入岩层裂隙中去，经过胶结硬化以后，以提高岩基的强度，改善岩基的整体性和抗渗性。灌浆材料以水泥浆液为主。坝基固结灌浆的目的是对坝基浅层爆破松动及地质缺陷部位的岩体进行补强加固，以提高坝基岩体的均匀性、整体性和抗变形能力，增强浅层岩体的抗渗能力。

水电站多是用于防洪、改善航运、拦沙、发电等作用，某水电站工程具有以下特点：规模比较大；坝基在岩性层面上是巨厚的、条纹状、深灰色的大理岩。右岸坝基岩体是Ⅲ级，上游弱卸荷线中是Ⅱ级，1V1级别的煌斑岩成带状分布。

图1：工程概况

2、固结灌浆坝基的施工方案和优化措施

2.1、施工方案

对于右岸坝段地方的坝基，进行固结灌浆的时候，原本设计选择的为混凝土盖重灌浆，这个时候盖重高度一定要达到要求，强度超过设计强度的50%以上，在仓面做好钻孔灌浆。施工的过程中，盖厚大于等于7.5m，相邻坝段对应的浇筑高度要求在6.0m以上（含六m）。对于I、Ⅱ序孔，进行自上而下的分段卡塞灌浆；对于Ⅲ序孔，则进行自下而上的卡塞灌浆。

2.2、施工方案优化

按照对温控的具体计算，以及进行的无盖重灌浆的具体试验，发现有盖重灌浆会使得混凝土浇筑层出现长时间的间歇，对于大坝混凝土而言，就会有较大的开裂风险，河床坝段对应的岩体如果是Ⅱ、1111级，按照当前监测知晓，因为地应力产生的坝基回弹不会发生很明显的变形，河床坝段本身也不具备进行无盖重灌浆的具体条件，所以要优化原来的设计方案：对于第6～8坝段，都予以无盖重施工，施工应该尽可能地在浇筑前进行；有盖重灌浆以后，再于混凝土仓面之上做好钻孔，予以有盖重的加强灌浆。浇筑坝体混凝土前完成首浇块，遵循I、Ⅱ、Ⅲ的顺序进行无盖重灌浆的施工。

3、坝基固结灌浆的施工

3.1、坝基固结灌浆的设计参数

3.1.1、孔位和孔距。

布孔一般遵照方格形进行，排距保持在3.0m左右，在0～6m的地方布设加强孔。部分存在明显地质缺陷的地方，排距保持在2.0m左右。

3.1.2、孔向。

河床坝段竖直向下钻孔，上游的发散孔进行现场放样确定。A区固结灌浆孔对应的孔深在25m，对于灌浆孔的孔深应该在6m。

3.2、灌浆方法

固结灌孔逐序进行，共有三序。灌前通过固结灌浆自上而下进行，定义为I序孔；11序和Ⅲ序都是一次性实现成孔，自下而上进行分段灌浆。

3.3、钻孔

一般条件下，钻孔设备选择TYQZJl00D和KSZl00这两个型号的潜孔钻，也可以是CM351高风压潜孔钻，或者XY一2型岩芯钻，钻孔的孔径介于76～91mm之间。

3.4、压水试验

压水试验以前，都通过高低压力水脉动对孔进行冲洗。Ⅱ、Ⅲ级中的I序孔分段进行简易压水；Ⅱ、III序孔和别的一次成孔都在终孔的时候进行简易压水。

3.5、灌浆结束的标准和封孔作业

3.5.1、灌浆压一定时，注入率小于等于1L/min，进行自上而下的灌浆，灌注60min后结束，如果为自下而上，就灌注30min后结束。

3.5.2、存在灌浆孔封孔方法为置换灌浆与压力灌浆并用。

3.6、特殊状况的处理措施

3.6.1、串浆

按照现场状况与灌浆情形，串漏量比较小的时候，灌注选择的为浓浆以及低压，做好棉花嵌堵；如果外漏对应的量比较大，这个时候就没有很明显的嵌堵效果，浓浆后待凝，并进行扫孔复灌。

3.6.2、吸浆量比较大的孔段

按照具体的施工情况，进行不同处理。对于边排部位的封闭，通过水泥净灌的方法，进行灌浆，具体的量控制在500kg/m2，而后待凝复灌；中间一排的灌浆孔，进行不限量的具体灌注。

3.6.3、冷却水管被打断的地方

检测后发现有8孔出现了冷却水管被钻断现象，达到了1.2%的比率。回填细石混凝土，做好吊封，需要注意，这里的混凝土的标号相同。对管道予以检查，没有发现堵塞。后续施工的时候，开孔和钻孔空斜都做好了控制，没有发现再次出现冷却水管被钻断的状况。

4、固结灌浆的成效和分析

4.1、平均透水率以及对应的单位注灰量

无盖重情况下，岩体内有张开而且松弛的裂隙，对应的透水率比较大，有较好的可灌性；有盖重的情况下，透水率相对比较小；对浅层基岩，予以无盖重的低压处理，对应的透水率就可以得到明显的降低，借助加强灌浆，有效填充细小裂隙。伴随有次序的灌浆，单位注灰量和透水率都呈现很明显的规律性。

4.2、抬动观测

布设抬动变形观测到右岸河床坝段对应的上下游位置，上游一个，下游一个；借助自动抬动报警设备实现带压作业的整个工程，并且对整个过程做好监测。压水累计监测的次数共有2502次，实现7696段灌浆，抬动变形最大的具体情况为：6坝段位置在无盖重G1414一H一5孔段521.zm，对应的灌浆压是3.0MPa；7坝段为有盖重J1517一II一9孔段391.Lm，对应的灌浆压为2.5MPa；8坝段在无盖重G1618一H一3孔段591xm的位置，灌浆压是3.OMPa。按照成果可以知道没有抬动变形。

5、结语

此种灌浆方式使得混凝土内切割钢筋的工作量减少，搬迁设备对应的次数也明显降低，污染程度明显降低，冷却水管被打断的具体几率也降低了，对钻孔进行更高精度的具体控制的要求也不需要很高。按照岩体的具体质量进行级别的划分，灌浆尽量自下而上进行，功效得到明显的提升。灌浆的优化一方面使得施工的具体速度加快，另外一方面工期明显缩短，取得了非常好的经济效益。

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