摘要：固结灌浆是利用钻孔将高标号的水泥浆液或化学浆液压入岩体中,使之封闭裂隙，加强基岩的完整性，达到提高岩体强度和刚度的目的。固结灌浆技术是在我国水利水电工程的岩层断层、软弱夹层和溶洞等地质较差段综合处理工作常用的技术手段，应用非常广泛,通过该项技术的可以有效提高岩体整体性与均质性、抗压强度与弹性模量以及减少岩体的变形与不均匀沉陷,因此固结灌浆技术对岩体基础的稳定性有着重大的作用,为了保证水利构筑物能够有效的运行工作,利用固结灌浆施工技术提高工程的整体质量是很有必要的。本文结合水利水电工程对固结灌浆施工工艺及在施工工程出现的问题处理进行了总结。
关键词：固结灌浆；施工工序；问题处理
1、工程概况
某水利枢纽工程位于珠江流域，该水利工程防洪、航运、发电、补水压咸、灌溉等综合利用的工程，工程所在地区属岩溶地质区，地质情况多变。工程一构筑物泄水涵洞位于项目左岸I级阶地，Ⅰ级阶地覆盖层厚度一般为16m～20m，最大厚度25m。地质地层主要有粘土层和混合土卵石层组成；岩滩和河床覆盖层零星分布，主要为砂砾石。基岩为郁江阶下段的灰岩，岩溶发育。对该地质情况，施工时采用固结灌浆施工工艺，灌浆孔按间排距3.0×3.0m布置，局部范围内的固结灌浆孔距1.5m×1.5m，固结灌浆孔呈梅花型布置，单孔灌浆深度8.0m，底板部位的固结灌浆采用“有盖重灌浆（混凝土厚2.0m，浇筑前预埋DN114钢管）”方式进行施工。
2、固结灌浆试验施工程序
固结灌浆因地质条件及岩体基础受力等不同，需进行浆液试验和现场灌浆试验。固结灌浆浆液试验包括：浆液配制程序及搅拌时间（确定不同水灰比、不同掺合料和不同外加剂的浆液加料顺序及搅拌时间）；密度（比重）测定（检验水灰比）；流动性或流变参数；沉淀稳定性；凝结时间（包括初凝及终凝时间）；浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性；掺合料和外加剂试验；速凝堵漏材料试验。固结灌浆现场灌浆试验是根据设计、监理指示在选定的试验区依据设计图纸中设计的灌浆布孔方式、孔深、孔距、灌浆压力、灌浆分段、浆液稠度等参数进行灌浆试验。试验后需对每个灌浆试验区的试验结果进整理分析，并上报监理工程师。固结灌浆实验施工程序如下：
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固结灌浆试验施工程序
3、固结灌浆施工程序
固结灌浆设计入岩深度为8m，分为接触段2m和下部灌浆段6m；在保证结构岩石和混凝土不发生抬动的情况下尽可能的采用较高的灌浆压力，灌浆Ⅰ序孔接触段灌浆压力0.4Mpa，第二段灌浆压力0.5Mpa，Ⅱ序孔接触段压力为0.6MPa，第二段灌浆压力为0.8Mpa。固结灌浆采用自上而下分段灌浆法或孔口封闭灌浆法，孔内循环式灌浆。灌浆孔为二序施工、分序加密原则进行。灌浆浆液为纯水泥浆液，浆液配比(重量比)为3:1、2:1、1:1和0.5:1。灌浆浆液原则上从3:1浆液开灌，由稀到浓逐级变换。
固结灌浆主要施工项目包括灌前抬动观测孔钻孔、抬动装置的埋设、灌前声波检测孔施工，灌浆孔施工及灌后声波和灌后检查孔施工，主要施工程序如下：钻孔放样→孔口管预埋→混凝土浇筑→抬动孔钻孔及抬动装置埋设安装→灌前声波检测孔施工→Ⅰ序孔施工→Ⅱ序孔施工→灌后质量检查（灌后声波检测孔）。
固结灌浆孔采用分序加密法进行钻孔灌浆，先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔，每孔灌浆选用自上而下分段灌浆法、孔口封闭灌浆法或孔内循环灌浆。灌浆塞采用水压式膨胀塞或采用机械挤压式栓塞，灌浆塞应阻塞在各灌段段顶以50cm处，以防漏灌；灌浆孔内射浆管出口距离距灌浆段底不大50cm。
4、固结灌浆施工问题处理
灌浆过程中如发现漏浆、冒浆时，应根据现场实际发生情况采用减低压力、加浓浆液、限制进浆量、嵌缝、表面封堵、间歇灌浆等方法处理。
① 串浆处理
a) 钻灌过程中如发现串浆时，如串浆孔具备灌浆条件时，采取一泵一孔灌浆（同时灌浆），灌浆时控制压力防止抬动。
b) 钻灌过程中如发现串浆时，若串浆孔不具备灌浆条件时，如串浆孔正在钻进时应立即停止钻灌工作，需将阻塞器阻塞于串浆孔联通部位上方1-2m处，对灌浆孔继续进行灌浆，待灌浆结束后将串浆孔内的阻塞器取出，串浆孔继续钻灌，灌浆时应将原灌浆孔进行封堵以防止再次串浆。
② 中断处理
灌浆因故中断要尽可能缩短中断时间及早恢复灌浆，当中断时间超过30min时应立即进行钻孔冲洗后恢复灌浆；如冲孔无效或无法冲孔，则进行扫孔后灌浆。
恢复灌浆时使用开灌比级的浆液进行灌注，若注入率与中断前相接近，则换成中断前同级水灰比的浆液进行灌注；如注入率比中断前减少较多，则浆液换成中断前开灌水灰比逐级加浓的的浆液继续灌浆，至正常灌浆结束；如恢复灌注后，注入率比中断前减少很多，且在极短时间内停止吸浆，应立即报告监理和设计共同组织研究补救处理措施，并按研究确定的方案进行处理。
③ 吸浆量大处理
一般情况，当灌浆达到500kg/m还不能正常结束灌浆时，可判定为大吸浆量孔段。
当灌浆注入率大难以正常结束时，暂停灌浆作业，对周边环境进行检查，如有串通，采取相应的措施处理后再恢复灌浆；当因地层吸浆量大时，则采用低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆法进行灌注，当单耗达到1000kg/m，注入率较大而灌浆压力仍然很小，则等待凝固后进行再次扫孔灌浆。
灌浆注入量大时，加强抬动变形观测，控制注入率和灌浆压力以防止产生较大的抬动变形。
④ 回浆变浓处理
灌注过程中若回浆变浓，可换用相应水灰比的新浆液进行灌注，如能达到灌浆结束标准，则按该标准执行；若效果不明显，且难以达到灌浆结束条件，应及时报告监理和设计，并按研究确定的方案进行处理。
⑤ 溶洞、溶缝灌浆处理
本施工所在地区属岩溶地质区，地质情况多变，在施工过程中如遇溶洞、溶缝，先查明溶洞充填类型、规模和渗流情况，采取相应措施进行处理：
a) 对于大空洞岩溶地质情况，可泵入高流态砼，砼骨料最大粒径不超过20mm。大空洞岩溶注浆后需待凝3d，然后重新扫孔灌注浆液直至达到灌浆结束标准。
b) 对于空洞较大的岩溶地质情况，可以采用扩大灌浆孔径，向孔内投放不超过40mm粒径的干净碎石，并向灌浆孔注入水泥粉煤灰浆或水泥砂浆，浆液待凝3d，然后重新进行扫孔做简易压水试验，根据压水资料，进一步确定是灌注水泥砂浆，还是灌注水泥浆或其他混合浆液。
c) 对于空洞较小的岩溶地质情况，可以采用灌注其他混合浆液或水泥砂浆，浆液待凝12小时后，重新进行扫孔灌入水泥浆直至达到灌浆结束标准。
d) 对于全部充填或大部分充填的溶洞地质情况，可采用高压进行灌浆，应先用低压、浓浆液、限制进浆量、间歇灌浆等措施，等注入率减小到一定程度后，再慢慢升高压力，直至达到灌浆结束标准。
e) 在吸浆量很大地段，无法起压力时，可采用停停灌灌的间歇灌浆方法处理，直至通道堵塞为止，最后再将该段重新扫孔，并采用常规灌浆方法灌注水泥浆，直至达到灌浆结束标准。
5.结束语
固结灌浆方法的工艺相对比较简单和灵活，在岩石节理、裂隙发育及岩溶地质中提高岩体整体的强度、完整性以及渗透性具有较大的价值和作用。相关施工单位在具体施工的过程中，应该有效结合实际的地质情况，对固结灌浆中出现的问题对症下药，有效的提高岩体整体的强度，进一步推动水利工程的可持续发展。
参考文献
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论文作者:瞿婷
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/18
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