马关县水务局 云南文山 663700
摘要：在重力坝施工中，松散、破碎的岩石会对工程质量造成严重危害，在基础施工环节必须要进行加固处理。固结灌浆技术就是通过钻孔、注浆的方式，将混凝土浆液充填到破碎岩体的裂隙中，待浆液凝固后可以提高岩体的完整性、抗渗性，为重力坝的安全使用有积极帮助。本文以马关县河边水库为例，首先概述了固结灌浆施工的技术要求，随后结合其工艺流程，重点从钻孔、压水试验、灌浆三个方面对其中的技术要点进行了简要分析，最后结合工作经验，总结了固结灌浆施工中需要注意的几点事项。
关键词：固结灌浆；重力坝；压水试验；浆液变换
一、工程概况
河边水库坝址区帷幕灌浆线布置于坝轴线下游4.5m处，帷幕灌浆范围为：坝基及两坝肩延长段，防渗帷幕灌浆线总长412m，右坝肩长105.5m ，坝基长198m，左坝肩长108.5m。防渗帷幕灌浆设计为单排孔，孔距1.5m。单孔孔深：最小12.90m，最大67.70m，平均47.62m。预计造孔总进尺13096.0m，灌浆孔共计275个。
二、混凝土浆液的技术要求
在固结灌浆施工中，混凝土浆液的性能与质量将会对坝基的加固、抗渗效果产生直接的影响。从浆液的组成成分上来看，灌浆所用的混凝土主要由水泥、砂、粉煤灰、外加剂、水等混合而成。其中，砂应采用机制人工砂，砂的含泥量不得大于3%。砂的粒径不宜大于0.5mm，细度模数不大于2。砂浆强度等级采用M20，水泥砂浆配比为1:0.3:0.6（水泥:砂:水）。水泥选用标号为42.5的普通硅酸盐水泥，且生产日期为3个月内，不得有受潮、成块的情况。添加一定量的抗渗剂、早强剂，可以达到改善泥浆性能的效果。
三、重力坝固结灌浆的工艺流程
1、钻孔
根据设计方案确定孔位点，并且在孔位点周边进行平整、加固，以便于钻机固定放置。将冲击式钻机移动至孔位点上方，校对钻机参数后，开始进行钻孔。采用分段钻进的方式，地表至地下5m为第一段，之后每3m为一段。通常情况下，第一段阻力较小，可以适当加快钻孔进度；从第二段开始接触岩石，根据钻机的压力表可以看出压力增加，然后调节功率，放缓钻进速度。钻孔过程中还要随时观测孔斜率，根据设计要求，孔斜率不应超过3%，在接近阈值时应及时调整，保证成孔效果。单孔钻完之后，将机具移动至下一孔位点，同时对成孔情况进行检查。有裂隙、坍塌、严重偏斜的，不得使用。经检查没有问题的，进入下一环节。
2、冲洗和压水试验
按照顺序进行下一孔位点的钻孔时，就可以安排施工人员对上一个已经钻完的钻孔进行冲洗、清理。由于钻孔较深，选择使用水洗法进行孔内杂质的处理。将导管插入钻孔底部，然后注入清水。压力水会将钻孔底部的泥土、碎石、粉尘等冲出，单孔冲洗时间控制在30-40分钟。观察钻孔内返出水清澈、无杂质后，停止冲洗。完成冲洗后，还需要进行压水试验。给水压力设置为设计注浆压力的80%，单孔单次压水试验持续30分钟，期间每3分钟进行一次读数，将读取到的压入流量记录下来。在试验结束后，对比这些数据变化情况，如果压入流量变化不明显，可以认为成孔效果良好，满足固结灌浆施工要求。
3、灌浆
混凝土浆液的灌注是该工程中的核心环节，其中需要注意的操作要点有：（1）根据钻孔深度的不同，灵活调节灌浆压力。前期钻孔时进行了分段，第一段（0-5m）时的注浆压力为0.5MPa，第二段以后要随着深度的增加，适当的提升注浆压力，保证浆液的填充效果。具体参数如表1所示。
表1 钻孔深度与灌浆压力
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（2）浆液变换。当灌浆压力保持不变，注入量持续减少时，或当注入量持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级。当注入率大于30L/min或不起压时，可根据具体情况越级变浓。
（3）单孔灌浆结束后，让其静置约4小时。期间可以按照顺序继续进行其他钻孔的灌浆操作。静置一段时间后，钻孔内的泥浆沉降，浆液面会有不同程度的降低，此时需要重新补灌，保证浆液面与孔口上端齐平。之后进行封孔养护，养护期为7天。
四、固结灌浆实际应用中的注意事项
1、钻孔常见问题与处理
在钻孔时因为地质原因或是操作原因，经常会出现一些意外情况，例如孔斜率偏大、钻头卡住等。现场施工人员要针对这些常见问题采取相应的处理措施，保证钻孔顺利完成，且成孔效果理想。以卡钻为例，其原因主要是钻头从土层进入岩层时，操作人员没有及时调节钻井速度，导致钻头受损，容易卡在岩石中。对于此类问题，一种常用措施是结合地质勘察资料，确定岩层的深度，在钻孔深度靠近岩层时，提前调节钻机的运行功率、钻进速度。同时改为冲击式钻进，可以避免此类问题。对于钻孔坍塌或渗水等问题，可以采取提前埋设护筒的方式加以解决。
2、灌浆常见问题与处理
在注浆过程中也会出现一些质量问题：（1）注浆阻力大，浆液渗透困难。在压力作用下，浆液通过钻孔进入裂隙，完成充填、加固。但是如果浆液中砂石的粒径较大，就容易出现堵塞裂隙，导致浆液出现无法完全充填的情况。针对此类问题，一种措施是加大灌浆机的压力，另一种则是在制备浆液时，严格筛选和控制砂石的粒径。（2）吃浆量大，造成浆液的浪费。这种问题主要与钻孔内壁有裂隙有关。在成孔检查时，对于孔壁裂缝严重的，应当视作废孔，使用土石回填后重新钻孔。如果裂隙不严重，需要提前进行灌封处理。除了上述两种常见问题外，还有冒浆、串浆等情况，也都需要现场技术人员做到灵活、有效处理。
3、严格做好质量检查
在固结灌浆施工中，影响注浆加固效果的因素有多种，除了混凝土浆液质量，施工技术等主观因素外，还有地质条件等其他客观因素。这就需要施工企业必须要树立精益化的质量管理理念，严格、仔细的做好质量检查。在所有钻孔全部注浆结束，且经过7天封孔养护后，还要进行抽样检查，以确定固结灌浆的施工效果。抽取样本的数量不应低于钻孔总数的1/10。通过压水试验，检查这些钻孔的透水率，以透水率不低于90%为合格。所有抽检的灌浆孔合格率在85%以上，说明施工质量较好，满足重力坝基础加固要求。
结语
在复杂地质环境下进行重力坝施工时，固结注浆是一种常见的坝基基础加固措施。通过混凝土浆液的粘结作用，将原来松散的岩石变为一个整体，提高了其整体稳定性和抗渗、阻水能力。在运用这一技术时，要求施工人员重点从钻探成空、压水试验、浆液灌注三个环节采取技术控制措施，确保满足施工要求。同时还要开展高标准的质量核验工作，对施工中的一系列常见问题采取必要的处理措施，切实提高工程质量安全。
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