摘要：水利水电工程建设中,灌浆施工技术是建筑物地基工程主要的工程技术之一,特别是广泛地应用在大坝坝基的加固及防渗工程中，加强灌浆施工控制措施，是确保灌浆施工质量的关键所在。本文介绍了灌浆施工的作用，就水利水电工程灌浆施工技术与质量控制进行了相应的探讨，仅供同行参考。
关键词：水利水电；灌浆施工；技术；质量控制
引言：随着社会科学技术的不断发展，人们对于电力的需求日趋增大，作为供电能源之一的水利水电建设也开始不断的发展。除了供电这一重要功能外，水利水电工程还有许多不可小觑的作用，例如水利水电工程通过对水流缓急以及水量的输送进行控制，从而预防了洪水的发生，同时水利水电工程将河流流速控制平稳之后方便了船只的运行，利于通航，水利水电工程还有灌溉、供水等多项作用。因此水利水电工程的建设受到了多方的重视，甚至一些特殊地质条件及复杂地层的水利水电工程项目也不断上马，水利水电工程的灌浆工程也就由易到难，由一般到特殊。在由易到难的这一过程中最容易出现问题的地区就是岩溶发育，冲积层厚，渗透性大等特殊地区，灌浆工程就表现得特别重要也最为复杂，这些灌浆过程中的技术处理也就影响了整个工程成败的关键。
1灌浆施工技术在水利水电工程中应用的现状
从当前灌浆施工技术在水利水电工程当中应用的情况来看，由于当前我国城镇居民生产以及生活用水的需要、防洪抗灾的需要，使得灌浆施工技术在水利水电工程当中广泛应用。并且，灌浆施工技术主要应用在加固地基、防渗抗漏等具体问题上，因而只有通过科学、合理地应用灌浆施工技术，才能够达到加固地基、防渗抗漏等目的。目前，由于灌浆施工技术能够发挥诸多作用，而使得施工单位异常重视灌浆施工技术的发展与应用，并且在水利水电工程当中经常会应用到灌浆施工技术去解决由于工程质量存在差异、水利水电枢纽种类繁多等问题而导致施工单位无法合理、有效地开展施工工作。
另一方面，选择不同的灌浆施工方式对于不同的水利水电工程而言是至关重要的。同时，针对不同水利水电工程，要采取不同的、与工程相适应的措施来解决地基所存在的问题。对于冒水的地基而言，要观察并且判断冒水量以及冒水位置是否集中；对于大量吸浆的地基，需要采取降压或者自流式灌浆，并且在加入速凝剂的基础上提高浆源的浓度；对于特大漏水，可以采用稠水泥浆或者浓浆冲灌级配粒料进行冲灌、封堵；同时，进行岩溶地段地基施工时，要在依据有无填充物的基础上，通过采用合理的灌浆方式来进行地基的灌浆工作。
所以，灌浆施工技术在当前社会水利水电工程当中的应用是异常广泛的，灌浆方式繁多往往使得施工单位可以针对水利水电工程当中所存在的不同问题有针对性地进行灌浆施工。这也是当前施工单位广泛应用灌浆技术进行水利水电工程施工的主要原因。
2 施工控制概念结构
2.1水利水电灌浆工程就好比是一个包含了若干个子系统的复杂系统。而灌浆施工控制理论应该根据灌浆工程的特点，在最合理的情况下求解此系统的解决措施以及改善方法。灌浆施工控制理论在浆液的灌浆载体中渗流和相互作用规律的数学表述、模型化和最优化技术的基础上，加上了公理化、因果反馈和工程分析等内容。
2.2 整个灌浆系统的控制过程。
为了保证水利水电灌浆工程在实际操作过程中能够得到有效的控制。我们采用工程分析和最优性准则相结合的手段对整个灌浆系统进行处理。运用最优化的处理方法以及浆液渗流理论对灌浆系统中的每一个子系统进行控制。将各个系统进行单独控制以后，在运用耦合变量将各个子系统有机结合起来。之后在将其中一个或多个子系统进行最优化的松弛，使子系统保持独立性。在对灌浆系统进行优化时，子系统不一定全部是最优化的，但子系统的最优解必须满足耦合方程。
2.3 在全系统运行最优化分析的基础上进行工程分析。笔者结合多年工作经验从以下几个方面进行分析：①为了保证整个系统的技术的可能性，我们应该从工程的观点出发对决策变量以及系统最优化的前提下获得的施工控制措施进行研究分析；②为了判断灌浆系统的稳定性，我们应该避免灌浆系统在运行一段时间之后发生的变化导致结果出现变化的情况。这就要求我们对输入到灌浆系统的新的变量以及控制模型进行灵敏度分析以及反馈分析。
3灌浆施工技术要点分析
3.1钻孔施工
灌浆孔一般用回转式钻机钻成，钻孔较浅的（小于10m）也可采用风钻或架钻的方式。灌浆技术的孔钻施工中一般要注意几个问题，其中任何一个环节处理不当都会影响水利工程的安全和质量。首先是关于孔斜率要求，由于一般的水利工程要求钻孔垂直，因此在在进行灌浆孔钻孔施工的时候，一般要求孔壁和直孔正直均匀。这样可以使灌浆塞易于卡紧，而且在灌浆时不会产生返浆。特别要注意帷幕深孔，当孔距较近时，尤其要注意测斜。其次是钻孔顺序，在进行灌浆施工时， 不论帷幕灌浆或固结灌浆孔的施工技术方法都必须坚持正确的钻孔顺序，通常要先进行一序孔灌浆，然后再依次进行第二和第三序孔，这样后序孔就可以作前序孔的检查孔，减少施工误差。然后再进行压水试验监测吸水率，只要吸水率达到设计要求，就能减少后序孔的灌浆。
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3.2灌浆方式选择
3.2.1纯压灌浆：这种灌浆方式是指单纯的将泥浆加压灌入成孔中，没有循环过程。这种方式应用在裂隙较大的岩层，以及孔深较浅的情况下，孔深通常不超过12m。主要利用的是浓度较高的泥浆进行灌注，这就产生了一个负面的影响，浓度过高的泥浆不容易渗透到较细小的裂隙中，这样就会影响灌注所期望达到的设计标准，控制渗漏的效果会下降。
3.2.2循环灌浆：这种方式主要有孔口循环和孔内循环，通常情况下泥浆杂孔口循环的即为孔口循环，也可看做是一种纯压循环。而孔内循环则是在内外两个导管之间进行循环，并返回到孔外。循环灌注的优势是在灌注中泥浆在孔中能够形成流动，从而减小了颗粒沉淀，提高了灌浆的比例。
3.3灌浆顺序控制
灌注的顺序可以分为：一次性灌注；上而下分段灌注；下而上分段灌注。
一次性灌注：即将孔一次钻至设计深度，在沿着钻孔进行整体灌注。这种方法往往应用于孔深10m以下的工程，同时岩层的裂隙而且透水的情况不严重。否则应采用分段灌注。
上而下的灌注：这种方法是采用较高的灌注压力，以此来达到提高灌注质量的目的，从而减少施工所产生的不必要的事故。同时，在岩层倾角发育明显或者岩层破碎情况明确的区域可以采用这种方式，在施工中应首选这种方式完成灌注 。当钻孔深度到达3-5m的时候就可以进行冲水和灌浆，当灌浆凝固后再进行下一步施工。因此这种方法耗时较长，主要是需要多次钻进和钻机迁移。
下而上的灌注：这种方法和自上而下的灌注相比较，成孔而一次钻进到设计标准，然后进行分段灌浆，顺序为自下而上，每段长度为3-5m，在灌注的同时将每段灌浆通过分段塞孔的方式进行分隔，下段施工完成后方可进行上段施工。这样的方式可以节约时间，降低施工成本，提高效率。
3.4水利水电工程灌浆施工技术
水利水电工程基本上是在河流区域内完成的，因此在施工建设初期，必须提高对于防水和渗水两项工作的重视，如果不能设计相应的排水结构，有效的排出积水，那么灌浆技术的施工质量将会受到严重的影响。
3.4.1灌浆施工过程中对施工材料的要求
施工材料的质量是影响施工效果最重要的因素之一。加强施工技术应用的质量控制，首先必须管理和控制好施工材料。目前，水利水电工程灌浆施工技术常用的灌浆材料主要是以水泥作为主要原料的水泥浆。一般情况下还需要在水泥浆中添加添加剂来确保水泥浆的粘和性。当水泥浆原材料制造完成后，需要采用抽样的方法来检验材料各项性能和指标，只有在原材料检验合格后，才能进入下一道工序。
3.4.2不同工程条件下采取不同的灌浆方法
灌浆施工的具体形式比较多样化，在具体的施工过程中，应该根据水利水电工程的实际情况，和当地的具体环境因素和社会人文因素等，进行科学合理的选择。例如：（1）对于正在冒水的地基应根据冒水量和冒水是否集中等条件进行判断，对于情况比较严重的应在裂隙相交处钻若干深孔及浅孔，埋入孔口管将水引出，以麻刀、棉纱等封堵裂缝后以砂浆填槽，先用低压对浅孔灌浆，浆凝后再用高压对深孔灌浆；对于不太严重的，可通过U形槽以速凝砂浆对裂隙进行灌浆处理。（2）对于存在大吸浆量情况的地基，通常采取降压或自流式灌浆，在砂浆中加入速凝剂并提高其浓度，同时限制其注入率，或采取间歇方式灌浆，待凝一段时间后扫孔、复灌，复灌时争取在设计压力下结束灌浆。（3）地溶阶段灌浆，应当根据是否存在填充物进行处理，有填充物的情况可以采用带孔眼钢管插入的方式处理。无填充物时，可采用直接扩大灌浆孔的方式。（4）针对特大漏水通道有水流作用或倾角较陡的大孔洞可使用稠水泥浆冲灌粗砂与砾石，或以浓浆冲灌级配粒料，在中途将缝隙堵住；而无水流作用或倾角较缓的裂隙，则可采用定量灌浆的方式，灌注混合浆液或稳定浆液。
4结束语：
综上所述，水利水电工程灌浆施工既是水利水电工程的重要构成部分，又是一个繁琐复杂的施工系统，由于现代社会的需求，人们对于该项工程的需求量和其质量的要求不断增加，且又随着科技的发展，灌浆施工在操作过程中可以运用到各项技术，那么就要进行后期的质量管理和动员各个工作人员。因此不仅要加强灌浆施工技术在实际施工过程中的运用，还要各工作人员、监督人员和监督单位共同努力，这样才能保证水利水电工程的高效、顺利的进行。
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论文作者:陈国栋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
标签：水利水电工程论文; 施工技术论文; 方式论文; 工程论文; 地基论文; 水泥浆论文; 钻孔论文; 《基层建设》2019年第13期论文;