淺析大壩基礎灌漿的施工方法

摘要：灌漿技術作為大壩地基處理中常用和重要的工程措施，在大壩壩基防滲和加固處理中得到廣泛的應用。大多數大壩的地基均需進行處理后，才能達到穩定與防滲的要求。隨著水利水電建設的發展，采用灌漿法處理大壩不良地基已經成為一個重要的研究課題。

關鍵詞：大壩；灌漿；方法

引 言

在水利工程施工中，幾乎所有的大壩基礎都要進行不同程度的防滲處理，而最常見的就是灌漿施工技術。灌漿工程不但工作量大、耗資多、工藝復雜、而且施工干擾大，稍有脫節或特殊情況處理不及時、不得當、就會影響工期。其質量好壞直接關系到工程的安全與效益的發揮。下面對在灌漿工作中經常使用的幾種灌漿方法與施工工藝進行分析探討。

一、冒水的堵水灌漿方法

冒水情況的堵水灌漿可根據具體情況分別采取措施。

1.從較大的集中漏水點冒水

此種情況多發生在巖溶地區和混凝土中有特大缺陷的地方。應針對出水點，根據出水量的大小，先埋設一段適當直徑的孔口管，將水集中引到管中導出，再將周圍可能冒水冒漿的巖縫和孔洞封堵好，然后從孔口管中進行反壓灌漿。反壓灌漿的壓力為p=p1+p2，其中，p1為孔口管關閉后的水穩定壓力，p2為正常情況下的灌漿壓力。

2.沿裂隙冒水或浸水

對于冒水量較大的，可采用以下步驟進行處理：鉆若干個與裂隙相交的深孔，埋上孔口管，將裂隙水從管中引出；深孔之間鉆若干個與裂隙相交的淺孔，埋上孔口管；沿裂隙口鑿槽，先用棉紗、麻刀等對裂隙進行封堵，然后用砂漿填槽；對淺孔用較低壓力灌漿；淺孔待凝一段時間后，對深孔用較高壓力進行灌漿。

對于冒水量較小的，可先沿裂隙鑿一深5-10cm的U形槽，在槽的底部鋪一鐵皮，穿過鐵皮埋設若干根灌漿管，其中裂隙的最底部和最高部各有一根。用速凝砂漿將槽填平，砂漿達到一定強度后，從裂隙的較低端向上依次灌漿。

二、特大漏水通道的灌注方法

對這種特大漏水通道，若采用常規灌漿方法，不僅會耗費大量的材料，而且有時根本沒有成效。對此，要根據不同情況進行處理。

1.無水流作用和傾角較緩的大裂隙

首先采用濃漿、水泥砂漿或間歇灌漿進行處理。若效果不明顯，則可改用定量灌注穩定漿液或混合漿液。穩定漿液適用于遇水性能惡化、注入量大的地層。混合漿液包括水泥砂漿、水泥粘土漿、水泥粉煤灰漿和水泥水玻璃漿等。

2.有水流作用或傾角較陡的大裂隙

（1）沖填級配料。在孔口用稠水泥漿沖灌粗砂和礫石。若灌注一段時間后仍無效果，再改用濃漿沖灌級配粒料。配料時可先攪拌成一定稠度的漿液從孔口倒入，等灌滿后用常規方法進行灌注。所謂級配料，應是包括土、砂、礫石等粗細顆粒都有的混合料，能自然形成反濾層。其中包含的粒料應是先細后粗，逐級探索，到某一級再也灌不進時即停止。每級灌入的數量根據判斷掌握，可為200-1000kg。充填粒料的目的，主要是希望用某一級礫石在窄縫處形成“架橋”，迅速將縫隙在中途堵住，以便于形成反濾層，最后將通道堵死。

（2）模袋灌漿。在灌漿壓力作用下，模袋內水泥漿中的水分可由袋內析出，而水泥顆粒不會外漏。這樣可以降低水灰比，提高固結強度，縮短固結時間。水泥漿液在模袋中凝固，在水下不具有分散性，當水流較大時不會被沖失；模袋在壓力作用下能產生變形，適應不同形狀的溶洞，有利于堵塞。施工時首先往袋內灌注水灰比為0.6、0.8或1.0的水泥漿，然后將充滿水泥漿的模袋經鉆孔投入孔內，孔內模袋達到一定數量后，再在原孔位進行灌漿處理。

（3）雙漿液灌漿。水泥漿液和速凝劑分別從兩個灌漿管進入混合器，水泥漿和水玻璃在混合器中充分混合后，在速凝前到達孔底。為了達到預期的防滲效果和滿足防滲體的強度要求，需要對漿液的擴散距離進行控制。漿液既不能擴散得太遠造成材料的浪費，又不能因漿液的擴散范圍太小使防滲體的強度不夠。如果漿液凝結時間太短，灌漿孔將被堵住；如果漿液凝結時間太長，在混合物到達地層前將被沖走。為此，往往需要通過現場的試驗來確定雙漿液灌漿中的漿液比例、灌漿壓力、灌漿流量等施工參數，以達到有效封堵大漏洞的目的。

三、大吸漿量的灌注方法

在一般的裂隙巖層中灌漿，單位耗灰量通常不超過100-200kg/m。然而，有時會出現大量吸漿不止，灌漿難以結束的情況，其主要原因是地層的特殊結構條件促使漿液從附近地表冒出，或沿著某一固定的通道流失。大吸漿量地層一般可按以下原則進行處理：

1.降壓。用低壓甚至用自流式灌漿，待裂隙逐漸充滿漿液，漿液的流動性降低后，再逐漸升高壓力，按常規要求進行灌漿。

2.限流。限制注入率不大于10-15L/min，以減小漿液在裂隙里的流動速度，促使漿液盡快沉積。待注入率明顯減小后，將壓力升高，直至達到灌漿結束標準后結束灌漿。

3.濃漿灌注。采用最稠的水泥漿（一般為0.5：1）進行灌注。

4.加速凝劑。在最稠的漿液（一般為0.5：1）中摻入水玻璃、氯化鈣速凝劑。

5.灌注水泥砂漿。根據灌注情況，摻砂量可以按水泥重量的10%、20%逐步增加；砂的粒徑也可逐漸變粗。將砂漿攪拌均勻后，用砂漿泵灌注。

6.間歇灌漿。在灌注一定數量水泥或灌注一定時間后，停止灌漿一段時間。每次間歇之前，水泥灌漿量或灌漿時間根據地質情況、灌漿目的確定。間歇時間通常為2-8h。

這種特殊情況的灌漿，結束時不一定要達到設計壓力；若無法在設計壓力下結束灌漿，可低壓結束灌漿，待凝一段時間后掃孔、復灌，復灌時爭取在設計壓力下結束灌漿。

四、承壓水條件下的灌漿

從灌漿孔中涌出承壓水有兩種情況：一是灌漿地層處于具有較高壓力水源的含水層中；二是水庫已經蓄水，在低于庫水位的廊道或洞中進行灌漿。

此時灌漿壓力一定要高于涌水壓力，否則漿液將無法灌入。如果穩定涌水壓力為p3，要求的灌漿壓力為p4，那么此時的灌漿壓力應為p=p3+p4。在承壓水條件下，灌漿一般可以按以下方法進行。

1.壓力屏漿法。在正常灌漿達到結束標準后，仍維持原水泥漿的濃度或改用5：1的稀漿，以相同的壓力繼續循環灌注一定時間（如4-8h）后再結束，以防止已灌入裂隙內的漿液回流。

2.閉漿。所謂閉漿就是在達到灌漿結束標準后，立即關閉回漿管閥門和進漿管閥門，使灌入的漿液仍暫時處于受壓狀態，待凝一定時間后，打開閥門，檢查是否還往外涌水，如無涌水現象，則認為合格。閉漿時間一般為6-8h。

3.濃漿結束。在正常灌漿達到結束標準后，改用0.5：1的濃漿灌注。當回漿濃度也達到0.5：1時，再繼續灌注30min后，立即將回漿管閥門和進漿管閥門關閉進行閉漿。

4.化學灌漿。如經過上述方法處理后效果仍不顯著，可考慮采用化學灌漿方法。先采用上述方法將灌漿孔段的注入率減小到一定程度，例如小于3-5L/min，然后再采用化學灌漿方法進行灌漿。化學溶液在巖石內很快凝聚，不僅可以將細小裂隙灌注密實，也可將涌水堵住。

結語

總之，上述灌漿處理方法各有優缺點，對于水利水電工程大壩基礎灌漿過程中會遇到的各種特殊情況，應根據具體情況，采取一種或多種措施進行處理，才能達到預期的效果。這樣才能體現控制灌漿的思想，既可保證處理效果又可節約材料、減少投資。

參考文獻

[1] 劉文清，最新水利水電工程一級施工實用技術與管理[M]吉林人民出版社2010

[2] 張景秀，壩基防滲與灌漿技術[M]中國水利水電出版社2002