大壩壩基固結灌漿施工技術探討

□吳小毛（江西省河道湖泊管理局）

大壩壩基固結灌漿施工技術探討

□吳小毛（江西省河道湖泊管理局）

固結灌漿技術常用于水電工程破碎巖體的綜合處理,可以有效地提高巖體的強度、完整性及滲透性能，因此固結灌漿對大壩的正常運作有著非常重要的影響，為了確保大壩的運行效果，應不斷加強壩基的固結灌漿施工技術的質量。文章結合具體的大壩壩基施工實例，簡要探討壩基固結灌漿技術的具體施工過程，希望能對類似工程起到借鑒作用。

大壩壩基；固結灌漿技術；施工技術

1 引言

固結灌漿技術主要是指將水泥漿液通過鉆孔壓入到巖層的裂縫之中，在水泥漿液凝結之后即可對巖層的整體硬度起到提高的作用。固結灌漿施工是針對巖石施工中整體性和抗滲性進行操作的。在水利工程中采用固結灌漿技術可以有效地提高壩基的強度和穩定性，因此在水利工程中得到了非常廣泛的應用。固結灌漿技術對大壩的正常運作有著非常重要的影響，為了確保大壩的運行效果，應不斷加強壩基的固結灌漿施工技術的質量。筆者結合具體的大壩壩基施工實例，簡要探討壩基固結灌漿技術的具體施工過程。

2 工程概況

桐溪坑攔河壩座落在德興市境遇內,工程等別為Ⅳ等,主要建筑物翻板壩和放空閘、人行便橋為4級建筑物,設計洪水標準為20 a一遇，校核洪水標準為50 a一遇,施工導流為5級建筑物,其設計洪水標準為5 a一遇。桐溪坑壩址設在桐溪坑支流出口上游。桐溪坑支流出口上游河道寬度約130 m，壩址外河道寬度139 m，河床平坦。桐溪坑壩址處左右現狀防洪堤為重力式防洪墻，墻頂(地面)高程為45.06 m，墻后地面高程為44.00 m。溪坑攔河壩基礎座落于強風化砂巖(泥巖)上，巖石層理發育，巖石呈層狀產出，物理力學性質較差。壩基表部巖石屬中等透水層，巖石透水率為14.90～33.80 Lu，相對不透水層(q≤5 Lu)頂板埋深在基巖面以下9.80～22.10 m。工程對攔河壩基礎進行固結灌漿處理。

3 灌漿材料

3.1 水泥

在本工程中進行灌漿施工采用的水泥為普通硅酸鹽水泥。如表1所示為水泥的技術指標要求。水泥應滿足新鮮不結塊的要求。進入施工現場的水泥應對其強度等級和細度進行抽樣檢查。水泥存放時間應控制在3個月以內，存放過久的水泥不得使用。

表1 水泥的技術指標要求表

3.2 水

灌漿施工所采用的水應滿足拌制混凝土用水的要求，并且水溫應控制在40℃以內。

3.3 摻和料、外加劑

在灌漿施工中，應根據工程的具體情況添加合適的摻和料和外加劑。對于摻和料和外加劑的最優摻量應通過相關試驗進行確定。

4 固結灌漿施工工藝

4.1 固結灌漿施工工藝流程

在本工程中進行大壩壩基的固結灌漿施工，其具體的施工工藝流程如圖1所示。

圖1 固結灌漿施工工藝流程圖

4.2 預埋管和鉆孔

在灌漿施工之前，應根據施工圖紙中灌漿孔位置的要求進行預埋管。本工程所采用的預埋管為直徑50 mm的鐵管。鐵管應埋設在墊層混凝土之內，在鉆孔施工時應在預埋管中進行。本工程進行鉆孔施工所采用的機械為YT-28型風鉆機，鉆孔的孔徑控制在42 mm。在鉆孔施工中，應嚴格按照規范和設計的要求進行，其中重點應控制孔深、孔位以及孔向。根據要求，孔底的偏差應控制在1/40孔深。

4.3 沖洗及壓水試驗

沖孔采用的高壓皮管長度為3/4寸。采用高壓風水聯合對孔壁進行沖洗。通過沖洗將孔內的沉渣徹底沖洗干凈，接著對鉆孔的實際深度進行測量。當沖孔施工結束之后，再次采用灌漿機對裂隙進行沖洗。洗孔采用脈動式，一般沖洗至回水澄清，并延續10 min的時間即可。沖洗的壓力通常應控制在灌漿壓力的80%，并且不得超過1 MPa。壓水試驗采用單點法。流量穩定標準為10%。

4.4 灌漿

在本工程中進行灌漿施工采用孔內循環法，全孔一次性的純壓式灌漿。在灌漿施工過程中，進口基礎固結灌漿應在所在部位混凝土蓋重后，并且強度達到50%后開始施工。灌漿施工應遵循環間分序、環內加密的原則。環間則分兩個次序進行。灌漿施工中應嚴格按照設計要求確定固結灌漿壓力，在具體施工過程中，應通過現場生產試驗確定壓力，并進行適當的調整。

漿液所采用的水灰比應遵循由稀到濃的原則。開罐時，水灰比應控制在5∶1。之后則應按照5∶1、4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1逐級變濃。當灌漿壓力保持不變，注入率持續減少時，或當注入率保持不變而灌漿壓力持續升高時，不得改變水灰比。當某一比級注入率已經達到300 L以上，或者灌漿的時間達到1 h，當時灌漿壓力和注入率均沒有出現較為明顯的變化時，應對漿液的水灰比進行調整，一般應提高水灰比。當注入率超過30 L/min時，應根據工程的具體情況確定漿液的濃度。

在固結灌漿施工過程中，應安排專人對施工質量進行檢查。如果在施工過程中發現出現串漿的問題，應及時將灌漿串孔封堵住，并對灌漿孔單獨進行灌漿施工。當灌漿施工完成之后，應及時將串漿孔內的漿液清除干凈，在灌漿孔清洗完成之后再次對該孔進行灌漿處理。如果在灌漿施工過程中由于其他原因出現中斷時，應及時排除原因盡快恢復灌漿施工。如果灌漿施工中斷的時間超過30 min，則應對灌漿孔進行處理直至達到原孔深處，之后再次重新進行灌漿施工。恢復灌漿時，開始應采用最大水灰比的漿液進行灌漿。如果發現吸漿量與中斷之前相似，則可以采用中斷前的灌漿水灰比進行灌漿施工。如果吸漿量比中斷前相差較多時，并在在短時間內停止吸漿，則可以判定該灌漿孔的灌漿施工不合格，此時應重新鉆孔進行灌漿施工。

在灌漿施工中，應遵循相關的灌漿結束標準。本工程灌漿施工的結束標準為：當注入率≤0.40 L/min，并且繼續灌漿30 min即可結束灌漿施工。當灌漿施工完成之后，應及時采用導管注漿封孔法對鉆孔進行封堵。

4.5 固結灌漿質量檢查

當灌漿施工完成之后，應對灌漿施工的質量進行檢查。本工程采用壓水試驗。在該部位灌漿施工完成3-7 d之后，應按照相關的要求進行壓水試驗。根據設計和規范要求，檢查孔的數量應控制在灌漿孔總數的5%以上，其孔段的合格率應控制在80%以上。不合格孔段的透水率值不得超過設計規定值的50%，并且不得集中，這樣即可認為灌漿質量滿足相關要求。如果經過質量檢查，灌漿施工不滿足質量要求，則應及時采取相關的措施進行處理。

4.6 施工質量控制措施

在灌漿施工之前，應組織相關人員進行技術交底工作，相關人員應進行崗位技術培新，考核合格者方可上崗。

施工現場應實行旁站監控措施，如有發現問題應及時采取措施進行處理。施工現場應做好相關的施工記錄工作，并及時將施工資料整理出成果。對于灌漿已完成的情況進行評價，對于不合適的工序及時進行調整。

5 結語

結合以往工程實踐經驗，針對于裂隙發育的壩基，采取固結灌漿處理可以有效提高壩基的強度和穩定性。文章結合桐溪坑攔河壩工程，針對該工程壩基力學性質較差特點，對基礎采取固結灌漿處理。從本工程實施效果表明，固結灌漿處理后的壩基，經檢測其承載力得到有效提高，充分證明該處理方案的可行性，可為同類工程提供參考借鑒。

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[4]周素麗，許常玉，張曉明.小灣水電站壩基固結灌漿施工質量控制[J].水利水電施工，2012（10）：292-295.收稿日期：2016-07-29

（責任編輯：劉 青）

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