陈海龙
中国葛洲坝集团股份有限公司，湖北省武汉市
摘要：随着灌浆施工技术的改进，在水利工程的施工中的灌浆技术应用广泛，应对灌浆技术进行分析与选择，控制施工要点、关键技术，有效提高水利工程地基的密度和承受力，从而增强工程建筑物整体的抗渗性和整体性，确保灌浆效果达到设计要求有非常重要的意义。
关键词：灌注成孔 灌注方式 灌注要点
一、水利水电工程施工灌浆技术
1.成孔施工要点
成孔顺序控制。在进行灌注施工的时候，一般需要通过逐步增加密度的方式进行布孔，按照成孔顺序，依次实施灌浆作业，使后续的灌浆孔成为前者的检测孔，通过水压和吸收率的检测来对成孔和灌浆的质量进行检测，以达到设计的要求控制后续的灌浆施工。
成孔清理检查。在水泥浆灌注施工前，应当对成孔进行清理，将成孔中的杂质清理干净，保障水泥浆和岩石层粘合面清洁。可通过压缩空气、高压水、水汽轮换流清理，高压和低压反复操作直至满足规范要求。一般清洗压力为灌浆压力的80%，并不大于1MPa。
2.灌注施工要点
灌浆方式选择。灌浆的方式分纯压灌浆和循环灌浆。纯压灌浆是将泥浆加压灌入成孔，无循环过程，这种方式一般应用在较深岩层，以及浅孔工况下。循环灌浆分有孔口循环和孔内循环，孔口循环也是一种纯压循环。孔内循环则是在内外两个导管之间进行循环。
灌浆技术要点。纯压灌浆使用的工况一般为裂隙较大的岩层、不超过12m的浅孔，同时需要配制较高粘稠度泥浆进行灌注。难点就是渗透的效果会下降，较难达到的设计标准。循环灌浆能有效克服纯压灌注的不足，泥浆在孔中回流，减小沉淀，提高渗透。
3.灌浆顺序控制
灌注顺序可以分为一次性灌注、自下而上分段灌注、自上而下分段灌注。一次性灌注是成孔达到设计深度后沿着钻孔进行整体灌注，一般适用于10m以下孔深，或裂隙透水不严重的工况下。自下而上灌注是成孔达到设计标准后自下而上分段灌浆，灌注时将每段灌浆控制在3至5米，通过分段塞孔进行分隔，下段完成再进行上段施工。适用于工期较紧，经济成本要求较高的情况下。自上而下的灌注是用高压灌注，当钻孔深度到达3-5m的时候就可以进行冲水和灌浆，凝固后再进行下一循环作业，因耗时较长，且需要多次钻进和钻机迁移，一般适应于岩层破碎明显区域和灌注质量要求较高的情况下。
二、水利水电工程灌注特点及缺陷
1.灌浆的特点
灌入的浆液充填情况无法直观评定，施工质量也难于直观判断，具有隐蔽性特点。作业参数较多未知，难于用数学方法或模型精确计算。动荷载对浆液固结有一定影响，作业时受外部环境影响存在不确定性，灌浆的性能不稳定。
2.灌浆作用及缺陷
一是防渗，降低岩土的渗透性，消除或减少地下水的渗流量，降低工程扬压力或孔隙水压力，提高岩土的抵抗渗透变形能力。二是堵水，截断水流，改善工程施工、运行工况。三是固结，改善岩土或结构的力学性能，恢复其整体性。四是防止滑坡，提高边坡岩土体的抗滑能力。五是降低地表下沉，降低或均匀化岩土的压缩性，提高其变形模量，改善其不均匀性。六是提高地基承载力，提高岩土的力学强度。七是回填，充填岩土体或结构的孔洞、缝隙，防止塌陷，改善结构的力学条件。需要根据不同的地质条件和环境，以及工况要求，确定灌浆材料和灌浆方法。
由于地质状况的复杂性，地质勘探的有限性，采用单一的灌浆方法，有一定的盲目性，在一定程度上，会造成浪费。在浆液没有充分填充或者水灰比不恰当的情况下，地下环境存在多余水分，会较大影响灌浆工效。灌浆采取的材料或者工艺措施不适应，亦将导致浆液对岩土层产生“楔钉”效应，导致应力集中。
三、水利水电工程灌注技术控制要点
1.地质条件勘察
根据工程地质条件勘察资料，必要时应通过地面钻孔进行补充勘察，以获取沉降区域更详尽的地层参数，为灌浆施工纠偏提供相应的数据支撑资料。在经勘察获得资料的基础上，通过进行充填注浆、压密顶升注浆和补充注浆对压面板顶升。
2.灌浆材料确定
以纯水泥浆为主的单液灌浆材料，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，当有抗侵蚀或其他要求时应使用特种水泥。灌浆用水泥的品质必须符合GB175或所采用的其他水泥的标准规定。回填灌浆、固结灌浆和帷幕灌浆所用水泥的强度等级可为32.5或以上，坝体接缝灌浆所用水泥的强度等级可为42.5或以上。帷幕灌浆和坝体接缝灌浆所用水泥的细度宜为通过80µm方孔筛的筛余量不大于5%。钢衬接触灌浆和岸坡接触灌浆所用水泥的强度等级和细度可参照坝体接缝灌浆的要求。开始灌浆时采用稀浆灌注，当灌入量较大时可根据情况采用浓一级的浆液灌注。
3.灌注压力控制
一般控制灌注压力的标准应是具体的实地试验数据，利用不同的压力来完成灌注试验，直至可以影响岩层稳定为止。可以利用黏度较小的泥浆采用不同的段落长度和深度进行试验灌注，低压试验的时岩层的吸收率与压力成正比关系。
灌浆压力控制通常采用两种方法，即一次升压和递进升压。在透水性不大，岩层裂隙不明显，岩层坚硬的情况，可采用灌注开始后利用最短的时间将压力调整至设计压力的一次性升压方式。岩层空隙较大的则可以采用递进增加方法，分段将压力提升到标准压强。
4.水泥浆质量控制
常用的水泥浆材料包括水泥、粉煤灰、外加剂、水。施工中应当对水泥浆进行强调检测。水泥浆应有较好的流动度、保水性、和易性等，防止泥浆过稠，造成分布的不均匀和渗透性差；反之则会出现干缩现象。一般情况下为保证水泥浆的流动度，可以在水泥浆中添加膨胀剂，并利用水泥浆稠度试验漏斗进行检测，以此拟定泥浆制备的参考数据。根据实际的经验，施工中采用的流动度一般在20-26秒之间。
5.泥浆浓度调整
泥浆粘稠度可以利用水泥浆的灰水比表示。施工中针对岩层缝隙大小来控制泥浆的粘稠度，根据现场试验吸浆量和灌注压力情况进行调整，以下情况可以作为改变泥浆粘稠度的参考标准：
一是固定灌注总量，在同一个灌注压力下，某一级粘稠度泥浆灌入的重量超过了设计标准，而灌注的压力和灌注中的吸浆率没有明显变化时，应当将泥浆的粘稠度增加。二是灌注速度固定，在某段时间内，固定压力下，规定灌注泥浆量超过标准时，增加泥浆的粘稠度。三是灌注总量和吸收率固定，灌注压力固定但吸收率超过了设计标准，应增加粘稠度，反之应当减小泥浆的粘稠度。
6.灌浆完成和处理
灌浆完成判断主要依据吸收量和灌注时间。通常在规定的时间内和压力条件下，完成固定的灌注量，同时吸收率没有明显改变的情况下，可以认为灌注完成。同时对其进行审核性检测，然后按照规范进行封孔处理。
四、水利水电工程灌注技术的质量检测
一是做好全部资料和数据的汇总和审核，认真分析施工过程资料，确定质量达标与否。二是钻孔检测，帷幕和固结灌浆应钻孔取出岩心对其进行试验和检测；检测孔可以采用水压试验，帷幕灌浆中的检测孔应为灌浆孔总是的10%，固结灌浆则可以为5%，检测孔的位置应当在岩层复杂的地段进行选取，同时孔径应保证帷幕灌注大于110mm，而固结灌注大于140mm。三是进行检查孔的水压试验，按照单孔水压检测的操作规程进行操作，并且应当分为三个压力阶段进行检测，且在试验前应当利用相当于1.5倍的水头的压力进行检测前的冲水清理，获得稳定的流速后，再进行调整压力，按照三个测试压力进行正式的水压试验。结果应保证小于设计的吸水率，方可确认灌浆质量合格。
参考文献：
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[5] SL25——1992水利水电工程钻孔压水试验规程.