摘要：坝基灌浆施工技术作为现代水利水电工程建设项目施工的重要技术之一，在大量的水利建设项目中得到了推广和应用，对整体水利建设项目施工的质量、安全性、适用性和耐久性等有着重要的意义。论文以坝基固结灌浆技术在实体水利工程中的应用为主导，对其技术要点等内容进行论述，希望通过对固结灌浆技术在水利水电工程的应用研究，为水利工程建设的实践提供指导。
关键词：灌浆技术；水利堤坝；力学指标；灌浆孔
1固结灌浆在水工建筑物基岩中的应用
1.1固结灌浆前的准备工作
对于地质条件复杂地区或有特殊要求的水工建筑物基岩固结灌浆工程在施工前应进行灌浆试验。施工单位在施工以前应做好三点工作：编制施工组织设计；建立质量体系；对从事灌浆施工的人员应进行培训合格后在上岗。要准备好灌浆工程所用的风、水、电应设置专用管路和线路。施工工艺：钻孔→裂缝冲洗和简易压水→制浆和灌浆→封孔→质量检查
1.2钻孔施工
一是钻孔布置，按分序加密的原则进行，灌浆孔可分为二序或三序施工。二是钻孔冲洗，在每一段钻孔完成后进行，直至回水清净，裂隙用水进行冲洗，冲洗压力可为灌浆压力的80%，冲洗时间冲至回水澄清后10min结束，对回水达不到澄清要求的孔段，继续进行冲洗直至孔内残存的沉积物厚度低于20cm。三是压水试验，灌前测试孔和灌后检查孔均进行“单点法”常规压水试验，试验孔数不宜少于总孔数的5%，其余灌浆孔做简易压水试验，简易压水试验可结合裂隙冲洗进行。
1.3灌浆试验
按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(SL62-94)、《混凝土拌和用水标准》（JGJ63-89）、《水工混凝土外加剂技术规程》(DL/T5100-1999)和设计要求对不同掺和料和不同外加剂的浆液进行灌浆试验，获取有关的或监理指定的灌浆参数。制浆的材料必须先称量严格控制投料量和掺加剂，具体参数，搅拌时间必须通过实验确定，低于或超过此标准的应视为废浆[1]。灌浆泵性能应与浆液类型、浓度一定要相适应，灌浆泵和灌浆孔口处均应安设压力表，要使压力在压力表最大标值的1/4～3/4之间。固结灌浆要在有混凝土覆盖的情况下进行，钻孔灌浆必须在相应部位的混凝土达到50%设计强度后，方可开始。固结灌浆孔封孔应该采用“机械压浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”进行全孔灌浆封孔。
2注意事项及特殊情况
2.1注意事项
在水利坝基中，固结灌浆在蓄水以前就需要完成以下工作，即蓄水初期的最低库水位下固结灌浆工作、质量管理检查与质量验收工作等。而灌浆则是当库水位在孔口高程以下时进行施工，如果有特殊的情况，库水位比灌浆孔口高程更高，灌浆操作的时候应当在浆液里面加适量的速凝剂等。假如同个地段的基岩同时要求进行其它类型的灌浆操作，则回填灌浆需要在固结灌浆以前进行，而固结灌浆则是在帷幕灌浆前进行。针对已经结束的灌浆地区，或是正在进行灌浆的地区，在其30 米内都不能爆破作业操作。若是一定需要爆破，就要做好防震与减震的措施，且需要得到设计部门或者建设与监理部门的同意方可进行[2]。
2.2特殊状况的应对处理
在灌浆进行的过程中，如果出现冒浆于漏浆情况，应对结合实际的操作情况，选择嵌缝、低压、限量、浓浆、限流等手段加以处理。灌浆工作应当连续地开展，如果出现了中断，应当尽可能早地恢复灌浆操作。在灌浆恢复时，可以借助开灌比级的水泥浆来完成灌注工作。等到灌浆恢复后，若是注入率比起中断以前减少了很多，并在短时间之内出现吸浆停止的情况，就需要采取相关的补救对策[3]。如果是出现特大吃浆情况，其处理对策为，减轻灌浆压力，换灌浓浆，且限量限流。如果存在溶洞，要先查明后采取相应的措施。
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3工程概况及施工要求
3.1工程概况
该项目场地位于水垫塘上游靠右岸河床桩号坝0+65.53m～坝0+75.53m、坝轴线右侧22～27m范围内，高程336m，试区平台尺寸为6m×10m。表层1～2m为混凝土；深度15～16m以上为角砾熔岩，深度16～30m（高程约306m）为含斑玄武岩，岩体弱风化～微新。深度19～22m及28～29m段错动带较发育，局部中缓裂较发育～发育，岩体结构以次块状～镶嵌结构为主，局部碎裂结构。深度10～30m岩体质量以Ⅲ1级为主，Ⅲ2级岩体约占20%～30%，平均25%。
1.2施工要求
通过固结灌浆处理，提高岩体的整体性、刚度和防渗性能，坝基岩体力求达到的设计。
4施工工艺
4.1孔位布置
该项目施工主要是对有盖重情况下的坝基固结灌浆，其中，深度在10.0m以上的部分岩体采用低压灌浆方式，深度10.0m以下采用固结灌浆施工。
4.2施工流程
钻孔采用地质钻机、金刚石钻头清水钻进工艺；灌浆采用自上而下分段、段顶卡塞工艺[4]。1）冲洗：各次序灌浆孔每段灌浆前均进行钻孔及裂隙冲洗，裂隙冲洗结合灌前简易压水施工进行。2）压水施工：各次序灌浆孔在灌浆前采用自上而下分段卡塞、简易压水施工；灌前测试孔及灌后检查孔采用自上而下分段卡塞、单点法压水施工。3）灌浆结束条件：在最大设计压力下，孔段注入率不大于1L/min时，继续灌注30min，可结束灌浆。
5灌浆效果检查及分析
5.1水压检测试区岩体透水率
随灌浆次序的增加而逐序递减的规律明显。Ⅱ序孔的透水率比Ⅰ序孔递减了11.3%，Ⅲ序孔比Ⅱ序孔递减了66.4%；补强孔比Ⅲ序孔递减了62.8%。从各次序孔的透水率区间分布情况来看，岩体透水率大于50Lu的孔段，经过Ⅰ序孔灌注后由30%降至20%，经过Ⅱ序孔灌注后降为0。
5.2孔段注灰量分析
一般情况下，单位注灰量应具有随孔序逐序递减的规律。通过对比发现，开灌比为2∶1的前2序孔施工中各孔段的平均单位注灰量均大于开灌比为1∶1的孔段，而Ⅲ序孔则相反，这说明在前2序孔的施工中，前者水泥浆液的充填情况比后者饱满，到Ⅲ序孔灌浆时，因大部分裂隙被填充而相应减小。说明在该种地层中2∶1开灌的水泥浆扩散半径大于1∶1开灌的扩散半径。
结论
水电站施工阶段拱坝坝基固结灌浆施工，通过施工工艺研究及全面的检测，得出以下结论和建议：1）通过2个不同开灌比区域的单位注灰量对比分析，单位注灰量采用2∶1开灌的孔段在前2个次序灌注中明显大于1∶1开灌的孔段，前者单位注灰量为403kg/m，后者为364kg/m。2）对布孔形式的建议：本次灌浆施工按2.0m×1.5m孔排距进行布置，按1.5m×1.0m进行补强加密。建议大坝固结灌浆施工时，孔排距宜采用个性化设计，对于Ⅲ2级岩体分布区域，按1.5m×1.5m进行布置。3）对灌浆材料的建议：针对坝基岩体，采用P•O42.5的普通硅酸盐水泥浆液可灌性好，能够获得较好的灌浆效果。因此，建议P•O42.5的普通硅酸盐水泥仍作为大坝固结灌浆施工的主要灌注材料，浆液配比可采用水灰比为2∶1、1∶1、0.8∶1、0.5∶14个比级。
参考文献
[1]雷少雄.某水电站坝基固结灌浆施工工艺[J].工程建设与设计,2018(24):171-172.
[2]吴小毛.大坝坝基固结灌浆施工技术探讨[J].河南水利与南水北调,2016(10):56-57.
[3]陈秋华.水泥化学复合灌浆技术在锦屏一级拱坝基础处理中的应用[J].岩石力学与工程学报,2015,34(S2):4351-4359.
[4]张小泉.基础灌浆施工技术在水利工程中的应用[J].中国水能及电气化,2015(08):22-24.
论文作者:宋新俊,刘庆宝
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/19
标签：坝基论文; 钻孔论文; 浆液论文; 裂隙论文; 情况论文; 高程论文; 透水论文; 《基层建设》2019年第8期论文;