水利水電工程的鉆探與灌漿

摘 要：在我國隨著經濟建設的逐步發展與穩定，民生工程的發展和建設越來越受到社會的關注，基礎設施的建設關系了老百姓的切身利益，尤其是水利水電工程。作為民生工程的重要內容，水利水電的工程質量成為了建設工程的重要課題。文章中就水利水電工程中基礎技術的重點之一的灌漿和鉆探技術做了探討，并結合實際提出了合理化的改進意見和建議。希望可以對保證水利水電的工程建設的質量保證有幫助。

關鍵詞：水利水電工程；鉆探；灌漿

1 常規鉆探

水利水電工程中使用的鉆探技術和探礦、采煤使用的鉆探、石油的勘探以及其他種類的鉆探都不同，這不僅僅是勘探目的上的不同，還表現在勘探的要求和鉆進使用的工藝以及特點等方面上具有不同點。從定性的角度上講，水利水電工程中所使用的鉆探目的是為了揭示水利樞紐的建筑下的地質巖性特征，為的是準確的對層位進行劃分，對穩定性進行準確的評價。從定量的角度講則是需要不同層位的樣本，進行必要的物理實驗以及水文測試。從而對該地層的承載力以及穩定性和滲透性進行測評。以此確定大壩的設計是否合理，是否穩定以及是否安全，評價工程的造價以及可行性。

在水利水電工程的鉆探施工進行前需要做的就是對作業環境進行多角度的全方位了解，主要的內容是鉆探位置的地質組成以及地質覆蓋層厚度等。這樣才能制定出最合理的方案進行施工，保證鉆探的順利進行。在水電水利工程匯總常用的鉆探方法是清水鋼粒鉆探法，這種方式的鉆探原理就是利用了鋼粒的回旋沖擊力對土層的結構進行破壞，清水起到沖洗的作用，在鉆探的過程中，套管需要及時的跟進前段，以保護界面在鉆探過程中的完整，而對巖土的取樣工作則是通過專門卡料的結構進行的。沖洗液用清水具有價格低并且取材方便的優點，并且可以隨時對鉆頭進行冷卻處理，避免鉆頭前端的高溫對鉆頭的鉆探影響。但是清水極易對卡料結構取樣的土層造成破壞，使得無法對施工的部分地質做出準確合理的分析判斷。即便通過其他的補救方式進行補救，也很難再對當地的巖土地貌做出合理的準確判斷。而且在鋼粒鉆入的同時還需要嚴格的精準控制沖洗液的量，沖洗液過大或者過小都會對鉆探造成影響，過小會使得鉆探速度難以保障，太大則會使得取樣困難。通常的鉆探都使用的是單管鉆具，這種常規鉆具的口徑大多是： Ф168、Ф146、Ф127、Ф108、Ф89，這種推進方式的平均水平大約是50m/月，而且對于設備的損耗也很大。這對這個弊端，某些施工方結合實際對轉頭的尺寸以及外形足了修改，提高了鉆探效率。另一種鉆探方式則是利用合金鉆頭，這種方式主要是遇到了堅硬的巖土層時使用，并且可以結合實際的土層情況對壓力以及沖洗液量的大小以及轉速做出適當的調整，以提高效率從而縮短工期。合金鉆頭的孔徑規格一般為： Ф127、Ф108、Ф90 和Ф76，并且可以使用雙、單管兩種鉆具。 水利水電工程在鉆探效率上的提高離不開鉆具種類的不斷發展以及豐富，這是鉆探效率提高的物質基礎，我國在上世紀所興建的小浪底水電站以及三峽水電站都運用了不同鉆具對硬、脆、碎不同條件的地層進行了鉆探。

在鉆探一些地質較為疏松的地方時還要注意對坑壁的保護，通常可以再常規鉆探中采用套管跟進的方法進行保護，常規的套管口徑規格有 Ф209、Ф168、Ф127、Ф108 以及Ф89 五種。而且對于此類地質的鉆探過程中，不應當僅僅將鉆頭作為唯一的動力操作，還可以通過施加推進力使得套管跟進。在西北以及西南地區，地質較為復雜，并且容易出現大型的孤石，結合實際操作中的經驗，單純的使用鉆頭極易損壞鉆頭，因此要結合實際的孤石大小以及位置等因素對其進行爆破式打孔，在爆破時應當保證套管的安全。

2 灌漿工藝

灌漿技術作為水利水電工程的建筑施工的基礎技術之一，被廣泛的應用于壩基的防滲以及加固工程中，是對于壩體的穩固性以及安全性提高的重要技術保障。水庫和大壩的地基是一個水利工程的工程質量的關鍵因素，需要對其進行處理后才可以真正的答道防滲以及穩定的質量要求。

我國灌漿技術近期應用在近些年的基礎上更具活力的繼續向前發展，而無公害、耐久性好、適應工程各種苛刻要求且價格低廉的灌漿漿材的開發、應用和推廣；灌漿技術的研究、改進和提高；灌漿設備、儀器生產的定型化、系列化、成套化、標準化和環保化及產品質量的持續改進和提高等必然是其發展方向。

根據不同的應用場合，灌漿工藝大致可以分為無塞灌漿技術、混凝土灌漿技術、誘導灌漿技術。

無塞灌漿技術是一項自上而下、循環式、不待凝、孔口封閉的灌漿技術，即鉆一個比56mm 帳幕灌漿孔大20mm 的76mm 孔，其孔長為1.5m～2.5m，不下入原來一套復雜的灌漿塞，而只下入一根鉆桿或無縫鋼管作為射漿管，以鉆桿與于L 壁之間的孔隙作為循環灌漿的回漿管。

混凝土灌漿工藝最早應用于壩體堵漏和加固工程中，然后隨著建筑業的不斷發展被遷移應用到土木工程的施工中，混凝土有著很好的防水抗震等特點，在水利水電工程中有著廣闊的應用前景，全國范圍內已有多個成功應用混凝土灌漿工藝建筑大壩和水利工程的先例。

誘導灌漿是一種比較特殊的灌漿工藝，它是利用電化學的原理根據施工要求設計適當的阻力來阻擋水利水電工程中巖層的側壓力，或者通過控制漿液的成分和溫度等參數來控制漿液流動范圍，以達到對水利水電工程基礎設施的加固目的。

灌漿技術的質量控制要結合諸多方面：灌漿工藝的合理與否，操作人員的技術是否到位，工程強度特性等。灌漿工藝質量的大體控制方法是：根據工程既定目標進行現場勘驗，然后召集技術人員討論擬定適合的灌漿工藝，包括選擇漿材，參考施工環境的溫度分布、地質分布等，力爭使灌漿工藝最大程度地契合工程特點。

（1）采用劈裂灌漿方式進行灌漿時，劈裂現象必然會首先發生在載體中垂直最小主應力的平面上。（2）劈裂灌漿可以采用數值法和曲線法來表示灌漿載體中發生水力劈裂的條件并判別其性質。當流量與水頭呈線性關系時，水在裂隙中呈層流狀態，灌漿載體中未發生水力劈裂；流量與水頭呈平方根函數時，滲流呈紊流狀態， 可能裂隙中發生了阻塞或裂隙中的充填料被壓密；當流量的增長高于水流的增長時，表明滲流斷面已被擴大，這是由于載體劈裂、裂隙充填物被沖走或裂隙變形等原因所致。（3）吸滲作用是將化學漿液對低透介質的滲透，是由于漿液對載體的潤濕能力和親和力，并用接觸角θ來表示漿液對載體的潤濕。所以，當θ>90°時，漿液是載體的潤濕相，親和力F>0，具有吸滲作用；當θ<90°，無吸滲作用，必須借助外加壓力來迫使漿液灌入。

3 結束語

綜上所述，水利水電工程施工中，鉆探與灌漿是非常重要的兩個施工環節，很大程度上制約著水利水電工程的施工質量，鉆探施工中，首先要認真了解巖層土質情況，必要時還要取樣，然后根據分析結果制定合理的鉆探方案，確保鉆探工作的順利進行。灌漿施工是一項復雜系統而又多變的綜合性較強的過程，不僅要有先進的施工理念，還要根據工程結構合理實施灌漿工藝操作，努力降低對環境的污染，同時還要嚴格控制工程費用，相信通過合理制定工程預案，加強施工各個環節控制，水利水電工程可以得到更加科學、有效的建設，為其它水利水電工程的建設提供有價值的參考和借鑒。

參考文獻

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