改進灌漿技術在小型水庫除險加固中的應用

趙曉軍

(新疆匯通水利電力工程建設有限公司，烏魯木齊 830000)

改進灌漿技術在小型水庫除險加固中的應用

趙曉軍

(新疆匯通水利電力工程建設有限公司，烏魯木齊 830000)

這些年以來，新疆對多座小型水庫進行了除險加固，其中在防此壩基和壩體防滲中，多均采用了灌漿技術，文章對改進灌漿技術在小型水庫除險加固中的應用情況進行分析。介紹了新疆某水庫概況及存在問題，灌漿技術的產生，探討改進灌漿技術在小型水庫除險加固中的應用，最后對全文進行總結。

小型水庫；除險加固；灌漿技術；限流模式；降低壓力形式；數次灌漿；改進旋噴技術

中小型水庫的除險加固成為近幾年來水利事業中的頭等大事。為了提高水庫的使用壽命，在新疆某水庫的除險加固施工中就采用了改進灌漿技術，以達到加固地基的目的，從而來提高水庫在施工方面的技術含量。

1 新疆某水庫工程概況及存在問題

新疆某一水庫是座引水灌注模式的水庫,主要以灌溉為主，兼有城鎮供水、防洪、發電等綜合效益的小型水庫樞紐工程。該水庫為均質土壩，設計壩高25.7m，壩頂高程329m。水庫隧洞工程全長107m，整體為無壓明流隧洞，設計流量為0.4m3/s，隧洞進口接矩形箱涵，隧洞斷面呈現城門型，凈寬度為1.5m，高為1.8m，圓弧半徑為0.75m，采用厚度為300mm鋼筋混凝土襯砌，并進行回填灌漿。隧洞洞身經過凝灰巖質絹云母千枚巖，洞身埋深19m，最大埋深25m。其圍巖為弱強巖性，抗壓強度超過10MPa。

2 灌漿技術的產生

水利工程出現漏水現象，主要是兩種原因導致的：一種是在進行工程建設時選址不當，因為這種地質條件常會形成喀斯特溶洞和溶溝，從而導致漏水現象時有發生； 另一種則是沒有先進的灌漿技術手法，滿足不了當前施工過程中的需要，而使得工程的施工效果也不明顯[1]。所以，工作人員為了防止這些問題的出現，灌漿技術便在運用范圍內得以產生。這種技術可以在一定程度上充實原本疏松的土體結構，在混合漿的漿刃影響下，漿液會沿著壩體的最小主應力面形成啟劈裂縫，漿液也會繼續充填和擴張啟劈裂縫，最終使壩體沿著縱向劈裂；停止灌漿后，孔口的壓力會逐步消散，混合泥漿也會濃縮固結，泥漿的壓力將逐漸減小，壩體就會進行回彈壓縮漿液。此外，通過灌漿的壓力和土體的濕化變形，壩體內部的應力會進行再分配，逐步趨向均衡，從而使壩體達到穩定的變形目的。

同時，灌漿技術在很多應用范圍內都得到大力推廣，如在透水強度高的砂卵石、堆石渣層及砂卵漂石中，都是使用率非常高的[2]。并且利用泥漿固壁的方式，提出了沖擊鉆造孔的一種新方法，這不僅使得轉鉆孔技術存在的不足得以彌補，還擁有以下優點：

1)提高了成孔的效率，孔的斜度也容易控制。

2)漿液的滲透能力加強，能量的消耗則逐步減少。

3)加快了施工的進度。

4)鉆孔工具消耗降低，機具的磨損也相對減少。隨著技術的不斷發展，應用領域的快速擴張，使水利工程和水電工程對于該項技術的應用不僅可以用于松散的地層防止滲漏，也可用于低水壩的壩基滲漏，還可以修補混凝土滲墻斷裂[3]。

3 改進灌漿技術在新疆小型水庫除險加固中的應用

雖然小型的水庫其庫容量不是很大，但是它在新疆省的水庫總數中占有很比重。如果水庫發生事故，就會直接危及到人民的生命財產安全，并且對當地的經濟發展也會帶來一定影響。因此，通過改進灌漿技術解決水庫的除險加固問題就成為新疆省水利工作的一件大事。

3.1 采用限流的模式

灌漿技術工作人員可以將注入率以每分鐘10～15L的概率操作，從而使漿液以較快的速度沉淀下去。在速度逐步減小之后，在慢慢提升其注入的速度，但是要保持它的平穩性，當灌漿達到標準時，就可以停止操作了。

3.2 采用降低壓力的形式

這種方式主要用于依靠自流來進行灌漿，一直在漿液成為凝固的狀態時，并且漿液不會在自行流動，這時候可以將灌漿的壓力逐步提高，最后達到最開始的狀態水平，之后就繼續按照原本的工序進行操作。

3.3 采用數次灌漿進行處理

數次灌漿也就是所謂的階段性灌漿，但并不是盲目，無控制，而是要按照特定的灌漿數量和灌漿時間作為依照，在達到最后的要求時就可以停止灌漿，之后過一段時間，再繼續進行之前的工作。這樣數次灌漿之后就可以達到所要求的標準了。

3.4 采用改進旋噴灌漿技術

改進旋噴灌漿技術技術流程：

1)制作漿泥：使用的漿液要是密度在1.6～1.7g/m3的普通硅酸鹽水泥(425#)。高速攪拌機的攪拌時間應>30s，而使用普通的攪拌機時應>90s。進行漿液篩選后，要定時的去檢測其漿液密度。

2)進行鉆孔：這一操作工程中，首先要確定其施工的孔號以及所要求的樁位，之后要深度確認按照設計所進行的鉆孔程序，在鉆孔結束后，要達到孔深后測斜的標準。

3)試噴實驗：在將噴射管放進灌漿孔內中之前，需要進行地面的試噴，不能直接使用。噴頭要按照設計的深度放入，之后將符合規定的水、氣、漿放入，當漿液溢出孔外后，提升到設計高度，同時要注意噴射時的記錄，嚴格按照設計規定，準確控制施工過程所要求的質量。

4)改進噴旋灌漿：在這一過程中，所要采用的噴旋技術為三重管噴射，這一環節中最重要的是要明確噴旋順序：①要固定旋噴機的位置；②要將噴管下放到預計中的孔的深度；③要將漿液回到孔口進行反漿；④打開高壓泵和空壓機；⑤旋噴開始并逐步提升；⑥停止旋噴操作；⑦將孔口封閉，結束旋噴灌漿。這一步，也是最為重要的一個環節。

5)封閉孔口：當場將制作好的漿液封住孔口。這種改進噴旋灌漿技術與其他普通的灌漿技術相比，它具有以下自身的特點：①這種技術的成本較低；在施工操作過程中速度比普通的技術要快；而且它的可靠性也要較高。②這種灌漿技術是通過利用高速的水流運動，強制性的改變土體形成另一種固結體，這種方式在覆蓋層中是一般不會出現可灌性等現象；③因為高速度的噴射只在土體破碎的范圍內實行，漿液就不容易流失，可以保證加固的范圍以及其固結體的形狀；它的噴射方式有兩種，水平方向和傾斜方向；最重要的是它具有環保作用，不會造成環境污染，噪聲污染和地下水污染。

4 結 語

新疆大多數水庫都是于20世紀60—70年代建設而成的，由于當時各種條件的不成熟，比如結構設計不合理、技術條件差及施工方式落后都是產生病險水庫的原因。多年運行、管理不善、工程設施老化等因素導致了水庫滲漏、淤積嚴重,有時甚至發生垮壩事件。根據其產生病害的成因不同，其整治的方式也就不同。運用傳統的常規加固方法，對于現在的病險水庫除險加固并不是都很實用，因此探索新技術，試驗新方法，比如采用劈裂灌漿、高壓灌漿技術等。很多工程最后實踐證明,這些灌漿技術方法施工不僅簡單,而且造價低,施工速度也快,水庫經過常年的運行,效果也是非常顯著。因此，這些具有針對性的水庫加固方式對于新疆乃至全國水庫的病害整治提供了非常好的實踐經驗。

[1]王小媚.小型水庫除險加固施工灌漿技術分析[J].江西建材,2013(05):162-163.

[2]柴敬軒.高壓擺噴灌漿技術在廟朱水庫除險加固中的應用[J].河南水利與南水北調,2013(08):4.

[3]羅云清.劈裂式灌漿技術在中小型水庫除險加固工程中的應用[J].世界華商經濟年鑒·城鄉建設,2013(03):269.

1007-7596(2014)10-0213-02

2014-04-12

趙曉軍(1973-)，男，新疆烏魯木齊人，工程師。

TV543；TV697

B