摘要：本文针分析了水库大坝坝体灌浆工程施工技术，结合工程实例，从坝体水文工程地质条件、加固方案分析、灌浆工程施工技术的应用等方面分析了灌浆工程施工技术在水库大坝水库坝体中应用的要点。
关键词：灌浆施工技术；水库施工；应用研究
引言
水库坝体是水库大坝施工建设的主要内容，同时也是基础挡水工程，其施工质量，直接决定了水库大坝总体施工质量。但通常情况下，水库大坝施工所处环境比较恶劣，长期运行难免会发生一些质量通病，如坝体渗漏，不但会影响水库大坝的使用年限，而且会对下游居民的生命和财产构成威胁，需要进行加固处理。基于此，本文结合工程实例，探讨了水库大坝水库坝体灌浆工程施工技术，具体如下。
1 工程概述
某水库大坝，为浆砌石重力坝，坝高45 m，坝顶宽6 m，坝轴线长204.5 m，坝底宽40 m，坝顶高程1 320.14 m，总库容为1 423万 m3。主要以灌溉防洪为主，兼发电和养殖总综合利用效益。于2012年投入使用，但投入使用后4年后，坝体出现渗漏现象，需要进行灌浆处理，才能确保整个工程施工质量。
2 坝体水文工程地质条件
为切实掌握该水库大坝施工结构组成，采用钻孔揭露的方法对坝体结构进行分析，砌筑石块为花岗岩，主要矿物为正长石、石英等，结构相对比较松散。在大多数块石中未见砂浆，石块之间的连接也不够紧密，砌石之间主要呈现松散堆积状态，导致很多孔段中无回水。在前期评估时，检测到坝体密度最小处为1.76 g/cm3、最大密度为2.14 g/cm3，坝体孔隙率比较高，渗漏比较严重，导致水库难以正常蓄水。
3 水库坝体加固方案分析
针对截水槽低宽度比较小的水库坝体，常用的加固方案有两种，一种是混凝土防渗漏墙，另一种是顶喷灌浆板墙。其中第一种加固方案虽然能提升坝体防渗墙施工质量，但工程量比较大，难以确保坝体裂缝处理效果。而高压定喷灌浆法则能有效解决这一问题，加固效果良好，在我国水库大坝除险加固中应用的成功案例也比较多。在2014年该工程0+315.5 m～0+446.0 m段加固处理中就采用了高压定喷灌浆墙板法，取得了良好成效。因此，决定仍然采用此方法进行处理，在坝体截水槽上部插入心墙4.0 m的防渗墙板，在截水槽的位置定喷灌浆，并对心墙土体四周的裂缝进行充填，既可到达加固坝体的目的。具体做法为：在水库坝体上设置三排防渗漏灌浆孔排间距控制在1 m左右，其中上游排设置在坝下0+000.1 m处，中游排设置在0+0.001.1处，下游排设置在0.002.1 m处，分三序施工，从孔深1 m出开始自上而下每5 m一段进行灌浆。按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》中的相关规定进行施工。
4 灌浆工程施工技术在水库大坝水库坝体加固中的应用
4.1 合理布设灌浆孔
在本次灌浆工程中，需要对水库大坝左起0+075 m至左桩0+425.6 m，总处理长度为350.6 m，定喷防渗墙布置在放浪墙前0.5m处与坝轴线平行，灌浆孔间距为1 m，为提升灌浆效果，在灌浆喷射时喷射角度和大坝轴线之间的夹角控制在15°～20°之间。要求板墙定型后防渗系数不能超过1×10-6 cm/s，在灌浆时分三序进行，先进行Ⅰ序孔灌浆，再进行Ⅱ序孔灌浆，最后进行Ⅲ序孔灌浆，按照逐级加密施工的原则完成全部灌浆孔注浆施工。
4.2 灌浆工程施工工艺
在该水库大坝灌浆施工中，主要采用了高压喷射灌浆技术，此项技术施工的工艺原理为：采用专业的钻孔机进行钻孔，钻孔完成后将灌浆管放置到设计深度，根据现场实际情况，合理调整灌浆管的升降速度和灌浆压力等参数。在灌浆时要尽量确保灌浆的连续性，如果中间需要停歇，则每次停歇不能超过2 h。在灌浆管提升过程中，喷射出来的高压气流会快速破坏土体，并将部分颗粒扬升到地面，灌浆时会扰动钻孔中的部分土体，形成具有一定硬度的凝结体，从而提升坝体的抗渗漏是。水库坝体灌浆工程施工可分为钻孔、制浆、喷射灌浆三道工序。
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4.2.1 钻孔操作
在本工程钻孔施工中，采用了五台XY-2PC型液压钻孔机，开孔直径为110 mm，在粘土心墙钻孔中采用麻花钻头干钻制孔，为确保成孔质量，每进尺30 cm提钻一次，避免发生缩孔和倾斜等问题。在该工程心墙钻孔时，为避免影响心墙质量，在钻孔时严禁加水。混凝土墙和基岩部位钻孔时，可采用金刚石钻头，为避免钻孔时产生高温影响钻孔效率，可加入少量的黄泥浆液来冷却钻头。在钻孔时倾斜率不能超过1.2%，并用专业的测量仪器对进行检测，每前进5 m测量一次钻孔的倾斜率，如果超过1.2%则要立即调整，避免影响后期灌浆施工质量。
4.2.2 灌浆制备
在采用高压定喷浆灌浆时，要选择纯水泥浆液，采用PO32.5普通硅酸盐水泥，浆液配比为1：1，浆液比较重1.52，在具体制浆时需要根据实际配比以及所需浆量，计算出浆液制备时需要添加水量和水泥量，在搅拌筒中先放入称量好的水，然后在加入称量好的水泥，采用专业的搅拌仪器进行充分搅拌，待达到设计比重后，通过泵送的方式输送到灌浆管中进行高压定喷灌浆施工。
4.2.3 灌浆施工
高压定喷灌浆系统由的高喷台车、高压水泵、空压机、泥浆泵、控制操作系统等设备共同组成。为满足灌浆压力需求，在灌浆操作时采用SGP30-5型号压夜设备进行控制，灌浆管选择直径为75 mm三重管，具体施工方法为：将高喷台车迁移导致钻孔上，然后进行定向调整，确认到达设计标准后才能开始下管操作；下管是灌浆工程施工的主要环节，需要根据钻孔实际情况，选择与之相适灌浆管长度、下管方式等，避免发生灌浆管扭曲和折叠现象，否则会影响灌浆质量和效果；下管完成后还要进行全面校验，确认达到设计标准后才能进行试喷操作，试喷的主要目的是检验定向、下管施工是否达到设计要求，试喷时灌浆压力不宜太大，避免破坏钻孔孔壁；在灌浆施工中要遵循边灌浆变提升的原则，提升速率要尽量均匀平缓，待灌浆充分后再提升灌浆管；当灌浆管提升到钻孔顶部时，需要进行补浆处理，抹平钻孔表面，并尽量和原坝体面一致。在实际灌浆施工中，为避免喷射压力过大发生塌孔现象，在灌浆时需要根据设计孔序进行合理灌浆。
4.3 灌浆工程施工质量检查
在检查灌浆工程施工质量时可采用围井注水试验法，具体做法是：在水库坝体防渗墙上游侧均匀布置3处检查围井分别为W1、W2、W3，为提升检查质量，在开始检查前，现场监理工程师需要对喷射过程中发生中断或者其他问题部位进行专门指定。检查围井在布时尽量呈现四边形，其中一边采用灌浆施工而形成的防渗板墙，其余三边附加孔，顶部和底部采用旋喷进行封闭处理。在进行注水试验时要严格按照相应的标准和规范来开展。注水试验结果显示，在水库大坝水库坝体灌浆施工中科学合理的应用高压定喷灌浆施工技术，坝体防渗的渗透系数均可达到×10-7 cm/s，远远小于设计标准反渗1×10-6 cm/s，满足设计要求，值得大范围推广应用。
5结束语
综上所述，本文结合工程实例，探究了水库大坝水库坝体灌浆工程施工技术，得出以下几点结论：
1）水库大坝运行环境比较恶劣，在长期运行中难免会受到各种因素的影响，从而导致大坝存在很多病险，其中渗漏是最常见的病险，需要采用合理的加固措施，才能提升大坝的稳定性和安全性，提升挡水和蓄水作用。
2）灌浆工程施工技术是目前水库大坝防渗漏施工中最常用的技术之一，在具体应用是要先对水库大坝的水文地质条件进行全面勘探，并制定合理的施工方案，才能提升施工质量。
3）在应用灌浆工程施工技术时，涉及到钻孔、制备浆液、灌浆三大工序，任何一个环节控制不当都会影响施工质量。因此，在实际施工中需要根据水库大坝实际情况和施工工序进行合理施工，才能确保灌浆施工质量。
参考文献：
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[3]董海红.基于高压喷射灌浆在中小型水库除险加固工程应用探讨[J].建筑工程技术与设计，2015（8）：13-15.
论文作者:林晓文
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/25
标签：水库论文; 大坝论文; 钻孔论文; 工程论文; 浆液论文; 施工质量论文; 高压论文; 《防护工程》2019年第6期论文;