基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

黃伶

【摘要】本論文首先對基礎(chǔ)灌漿的分類和灌漿技術(shù)的基本施工原理和方法進行了說明，然后分析了基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)是水利工程運作的重要環(huán)節(jié)，最后詳細(xì)闡述了基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】灌漿施工，水利工程，應(yīng)用

一、前言

隨著當(dāng)今水利工程施工水平的不斷提高，在水利工程的管理中對基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)的要求也日益漸高。因此，積極采用科學(xué)的施工技術(shù)，不斷完善施工技術(shù)管理就成為當(dāng)前一項十分緊迫的問題。

二、基礎(chǔ)灌漿的分類

1.巖石基礎(chǔ)灌漿

所謂的巖基灌漿則是對巖石基礎(chǔ)進行灌漿，即按照一定比例，將膠凝性液體以及流動性漿液通過鉆孔灌漿的方式灌入巖層中，通過硬化膠結(jié)后，對巖基進行處理，提高其整體性以及強度，從而對基礎(chǔ)抗?jié)B性予以改善。但是基巖灌漿需要對地質(zhì)條件以及建筑類型和工程的需要進行分析，另外地基應(yīng)力以及工程環(huán)境的變位因素也是需要予以考慮的重要內(nèi)容。灌漿技術(shù)在大壩的基礎(chǔ)處理中應(yīng)用較為廣泛，另外在下隧洞的圍巖固結(jié)以及超前支護和混凝土建筑補強和水工建筑的補漏等通過灌漿技術(shù)都能夠得到有效的提升。

2.基巖灌漿的分類

2.1帷幕灌漿

采用該種灌漿方式的部位一般為上游迎水面壩基，通過形成連續(xù)防滲幕墻的方式對壩基滲流量進行降低，從而減少壩底滲透壓，保證基礎(chǔ)滲透性。而該種灌漿方式深度的確定因素主要是水文地質(zhì)條件。同固結(jié)灌漿方式相比，該種灌漿深度相對較大，有些工程深度達到百米。并且該種灌漿方式通常使用的灌漿方式為單孔灌漿，因而需要較大的壓力。

2.2固結(jié)灌漿

通過固結(jié)灌漿可以將水工建設(shè)項目中的基巖整體強度予以提升，并且有效降低透水性。使用固結(jié)灌漿的壩體必須保證基層混凝土具有一定的厚度，從而在使用固結(jié)灌漿后基巖不會發(fā)生冒漿現(xiàn)象，同時在灌漿的過程中保證灌漿壓力較大，從而提高灌漿效果，另外還要保證基巖同壩體之間的接觸灌漿質(zhì)量。灌漿孔的深度一般控制在5米到8米之間，孔布置的基本形態(tài)為網(wǎng)格狀。

三、灌漿技術(shù)的基本施工原理和方法

灌漿就是利用液壓工具把水泥漿液、粘土漿液、硅酸鈉或高分子溶液等各種漿液壓送到水利工程中建筑物地基的裂縫、斷層破碎帶或建筑物本身的接縫、裂縫當(dāng)中。通過灌漿，可以改善地基條件，提高被灌漿地層或建筑物的抗?jié)B性和整體性，保證水土建筑物的安全。灌漿技術(shù)施工的措施有以下幾個方面。

1.分段施工

分段灌漿技術(shù)要預(yù)先將鉆孔進行分段，通常情況下，分段的長度要控制在三米到五米之間。采用自上而下的灌漿順序，要先實施上段的鉆孔灌漿，等到上段灌漿凝固以后才能進行以后的灌漿工作，然后依次完成各段的灌漿作業(yè)。自上而下分段灌漿技術(shù)在應(yīng)用過程中灌漿的質(zhì)量比較高，因此，在一些巖層比較脆弱的地質(zhì)條件下更加容易進行應(yīng)用，這些地區(qū)采用這種灌漿技術(shù)，對灌漿的質(zhì)量也能進行很好的控制

2.止?jié){塞灌漿

所謂的止?jié){塞注漿就是一種下向上灌漿的方法，在正式灌漿前，相關(guān)施工人員可以根據(jù)預(yù)先的設(shè)計對其進行一次成型的處理。然后再以水壓試驗的結(jié)果為基準(zhǔn)，從孔的底部開始進行灌漿，在灌漿過程中運用止?jié){塞對灌漿的相關(guān)部位進行控制。

3.分期灌漿

所謂的分期灌漿的基本原理和流程和分段灌漿有一定的相通之處，在注漿進行過程中要根據(jù)相關(guān)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對灌漿的深度進行測量和確定。在分期灌漿中最常用采用的方式之一就是低壓灌漿，一般灌漿的順序為從下往上。

四、基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

深層巖溶地區(qū)和淺層含巖溶地區(qū)的基礎(chǔ)灌漿采用基礎(chǔ)灌漿技術(shù)。基礎(chǔ)灌漿技術(shù)施工的步驟一般為：挖掘填充物，用水泥回填，開展灌漿的處理工程。一般情況下，>50m的埋層較深的巖溶在進行施工時，應(yīng)采用的灌漿技術(shù)要在周圍形成施工灌漿，但是當(dāng)水泥漿進入深層巖溶的時候就會與里面其他別的填充物發(fā)生排斥現(xiàn)象，固化隨之而來。所以，高壓旋噴灌漿技術(shù)對于巖層較深的巖溶不適宜采用。

巖溶地段采用高壓灌漿和高壓旋噴灌漿。理論上來說，高壓灌漿技術(shù)是在巖溶地段的施工時主要采用的，特別是對巖溶打分地段有填充物的在進行施工時需要較為精湛的施工技術(shù)，在進行施工時必須對巖溶地段的施工情況、特點、深淺來制定相應(yīng)的技術(shù)方案，沖洗高壓水泥灌漿在進行基礎(chǔ)處理施工時一般不被提倡，這樣做的好處是大大地提高了穩(wěn)定性、抗?jié)B性能，此外還可以讓水泥以條帶狀向土體中穿插，之后可以形成網(wǎng)格狀的包裹，最終實現(xiàn)了提高地基的穩(wěn)固性的目的，高壓旋噴灌漿就是利用鉆機把帶有特殊噴嘴的灌漿管鉆進至土層的預(yù)定位置后，在進行水泥噴射灌漿的時候?qū)υ械耐翆舆M行破壞，這樣破壞的泥土層可以迅速地與水泥漿融合，混合之后再將攪拌成混合物，相對牢固的柱體會在被攪拌的混合物凝固后出現(xiàn)在巖溶地區(qū)，達到實現(xiàn)將基礎(chǔ)地基穩(wěn)固的目標(biāo)。

但是由于現(xiàn)在巖溶地區(qū)的灌漿技術(shù)依舊以專業(yè)人員的技術(shù)經(jīng)驗和實驗的接軌來進行的，較為優(yōu)秀的技術(shù)尚未出現(xiàn)，所以有填充物和沒有填充物的基礎(chǔ)施工是現(xiàn)在巖溶地區(qū)的主要基礎(chǔ)施工方式

1.基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)在巖溶地區(qū)的應(yīng)用

對巖溶地區(qū)的基礎(chǔ)處理沒有成型的技術(shù)，施工人員大多是憑借著多年的基礎(chǔ)施工經(jīng)驗或參照相同工程基礎(chǔ)建設(shè)的成果。對巖溶地區(qū)的基礎(chǔ)施工主要分為兩種，一種是巖溶地區(qū)無填充物的基礎(chǔ)施工，另一種是巖溶地區(qū)有填充物的基礎(chǔ)施工，在兩種基礎(chǔ)施工中，對有填充物的基礎(chǔ)施工的技術(shù)要求的更加嚴(yán)格。基礎(chǔ)施工技術(shù)方法主要根據(jù)照巖溶的深度以及巖溶的大小來決定的。

1.1使用高壓灌漿技術(shù)對巖溶地區(qū)實施基礎(chǔ)灌漿。為了使填充物更加密實，對巖溶地區(qū)的基礎(chǔ)一般使用不沖洗高壓水泥灌漿的方法，使用高壓水泥灌漿法處理的基礎(chǔ)具有很強的穩(wěn)定性和防滲水性。另外，使用高壓灌漿能讓水泥以條形狀向土壤中滲透，在滲透土壤的過程中，水泥漿逐漸成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此，高壓水泥灌漿法使基礎(chǔ)有著很強的抗劈裂能力，從而使得基礎(chǔ)有更強的穩(wěn)定性。

1.2使用高壓旋噴灌漿技術(shù)對巖溶地區(qū)實施基礎(chǔ)灌漿。高壓旋噴灌漿技術(shù)是依靠機械鉆機能深入地下的特點，在鉆機的頭部安裝特殊的噴嘴，利用高壓泵將水泥漿從鉆機頭部的特殊噴嘴噴射出去，在噴射水泥漿的過程中對原有的土層進行了破壞，與此同時，高壓鉆機的頭部一邊向上提出，一邊高速旋轉(zhuǎn)，使得噴射出的水泥漿能與被破壞的土層形成混合攪拌物，待水泥攪拌物凝固了之后就會在巖溶地區(qū)形成一個比較結(jié)實的柱體，從而加固了工程的地基。

1.3使用基礎(chǔ)灌漿技術(shù)對淺層含巖溶地區(qū)實施基礎(chǔ)灌漿。淺層含巖溶地區(qū)一般巖溶深度較淺，需要將淺層巖溶中的沙土挖掘出來，然后在使用水泥砂漿對原有較淺的巖溶地區(qū)進行回灌。

1.4使用基礎(chǔ)灌漿技術(shù)對深層巖溶地區(qū)實施基礎(chǔ)灌漿。一般情況，當(dāng)巖溶的深度在50米以時，可以把這種巖溶稱為深層巖溶，在對深層巖溶的基礎(chǔ)進行施工時，使用高壓旋噴技術(shù)對基礎(chǔ)灌漿是有一定的困難的。因此，我們需要采取其他的灌漿辦法，我們可以用普通的灌漿方法對巖溶地區(qū)的周圍進行灌漿處理，水泥漿進入深層巖溶的過程中會對深層巖溶中的其他填充物進行排擠，由于所受排擠的壓力很大，導(dǎo)致原有填充物和水泥漿結(jié)合并很快硬化。

2.針對吸漿加大的水利工程的灌注方法

2.1基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

2.1.1水泥灌漿的方法，使用高壓水泥灌漿法處理的基礎(chǔ)具有很強的穩(wěn)定性和防滲水性。另外，使用高壓灌漿能讓水泥以條形狀向土壤中滲透，在滲透土壤的過程中，水泥漿逐漸成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此，高壓水泥灌漿法使基礎(chǔ)有著很強的抗劈裂能力，從而使得基礎(chǔ)有更強的穩(wěn)定性。

2.1.2使用高壓旋噴灌漿技術(shù)對巖溶地區(qū)實施基礎(chǔ)灌漿。高壓旋噴灌漿技術(shù)是依靠機械鉆機能深入地下的特點，在鉆機的頭部安裝特殊的噴嘴，利用高壓泵將水泥漿從鉆機頭部的特殊噴嘴噴射出去，在噴射水泥漿的過程中對原有的土層進行了破壞，與此同時，高壓鉆機的頭部一邊向上提出，一邊高速旋轉(zhuǎn)，使得噴射出的水泥漿能與被破壞的土層形成混合攪拌物，待水泥攪拌物凝固了之后就會在巖溶地區(qū)形成一個比較結(jié)實的柱體，從而加固了工程的地基。

2.1.3使用基礎(chǔ)灌漿技術(shù)對淺層含巖溶地區(qū)實施基礎(chǔ)灌漿。淺層含巖溶地區(qū)一般巖溶深度較淺，需要將淺層巖溶中的沙土挖掘出來，然后在使用水泥砂漿對原有較淺的巖溶地區(qū)進行回灌。

2.1.4使用基礎(chǔ)灌漿技術(shù)對深層巖溶地區(qū)實施基礎(chǔ)灌漿。一般情況，當(dāng)巖溶的深度在50米以時，可以把這種巖溶稱為深層巖溶，在對深層巖溶的基礎(chǔ)進行施工時，使用高壓旋噴技術(shù)對基礎(chǔ)灌漿是有一定的困難的，因此我們需要采取其他的灌漿辦法，我們可以用普通的灌漿方法對巖溶地區(qū)的周圍進行灌漿處理，水泥漿進入深層巖溶的過程中會對深層巖溶中的其他填充物進行排擠，由于所受排擠的壓力很大，導(dǎo)致原有填充物和水泥漿結(jié)合并很快硬化。

五、灌漿施工技術(shù)在嚴(yán)重漏水的情況下使用

在遇到這種工程使用常規(guī)的灌漿技術(shù)不僅消耗成本大，而且收益也小，所以我們必須采取其他的辦法對基礎(chǔ)進行灌漿。

1.采用模袋灌漿的處理方法。

模袋灌漿法中使用的模袋具有很強的耐磨性，常用的模袋材質(zhì)多為尼龍、聚丙烯等。在使用模袋灌漿的時候，模袋中裝有水泥砂漿，在模袋互相擠壓的過程中水分流失，袋中只剩下水泥及沙土，因此降低了水泥砂漿的含漿量，提高了砂漿的凝結(jié)速度。因為受到了模袋的束縛，模袋中的沙土不易流失，起到了很好的溶度阻塞作用。

2.采用填充級配料進行處理。

一般情況下采用的填充級配料多為水泥、粗砂及礫石，在使用歷史作為填充級配料的時候一定要注意礫石的大小。假設(shè)在單純使用礫石的情況下仍然沒有很好的成效，則可以利用粘稠度較高的水泥沖灌級配料，水泥沖灌及配料的主要組成材料一般為礫石、礫石與沙土混合物，使用這兩種材料的目的是可以形成自然的反過濾層。在級配料的過程中，配料的材料和數(shù)量應(yīng)該靈活掌握。使用粒料的主要是使用加大的粒料在狹窄處形成“橋架”，使用巧匠將縫隙在中途完全阻塞，形成反過濾層，以達到將整個通道堵死的目的。

施工過程中出現(xiàn)的巖縫灌漿會在1-3小時內(nèi)結(jié)束，在對巖縫灌漿的過程中，使用水泥的數(shù)量也是有限的，一般情況，單位面積的巖縫在灌漿的過程中使用水泥的數(shù)量應(yīng)該小于120-220kg/m。因此，對于一般吸漿的巖縫我們可以按照正常的施工工序。但是在對巖縫灌漿的過程中，有很多巖縫會出現(xiàn)大量吸漿的情況，因為水泥漿始終不能保持滿足，所以需要采取一定的措施來解決這種情況。出現(xiàn)大量吸漿的有很多原因，但是究其根本是因為地質(zhì)條件的特殊，灌注的水泥漿有可能從特殊的地理通道流到別的位置，也有可能是從灌漿區(qū)附近的地表溢出。

2.1取限流措施。限制單位時間內(nèi)對巖縫關(guān)注砂漿的體積，一般情況下，應(yīng)該將灌注的速度降為10-15L/min，采取限流的目的是減小砂漿在巖縫中的流動速度，從而使灌入的砂漿快速沉淀并凝結(jié)。

2.2采用降壓處理法。采用降壓處理法的原理是降低灌漿的壓力，從而減小砂漿流動的速度，依靠較小的壓力來維持砂漿的自流狀態(tài)，自流的過程中砂漿不斷凝結(jié)，當(dāng)砂漿在巖縫中不在流動時適量增加壓力，然后可按照一般的工序進行灌漿。

2.3采用多次灌漿法。多次灌漿法就是在對巖縫進行灌漿的時候是有間歇的，每灌漿一段時間就要等待一會，像這樣保持有間隔的對巖縫進行灌漿，灌漿的間隔時間可以根據(jù)工程的具體需要來定，但是灌漿時間一般也不要大于8小時。

在這種特殊的灌漿方法對基礎(chǔ)進行灌漿時，一般來說，結(jié)束是灌漿的壓力往往要比預(yù)先設(shè)計的要小，在無法按設(shè)計壓力灌漿時應(yīng)該隨機應(yīng)變，可適當(dāng)降低灌漿壓力，在灌漿一段時間之后，帶灌入砂漿凝固時，若無其他原因可按設(shè)計壓力進行灌漿。

六、結(jié)束語

基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)作為水利工程項目管理的核心工作之一。對水利工程項目的各個方面具有十分重要的作用。我們必須將科學(xué)的灌漿施工技術(shù)的方法融合到水利工程項目的管理工作中。

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