錦凌水庫壩體基礎固結灌漿施工工藝及其質量控制研究

汪 洋

(遼寧水利土木工程咨詢有限公司，沈陽 110077)

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錦凌水庫壩體基礎固結灌漿施工工藝及其質量控制研究

汪 洋

(遼寧水利土木工程咨詢有限公司，沈陽 110077)

固結灌漿技術施工簡便，同時可使壩基巖體抗壓能力增加、彈塑性模量增強、透水性能變弱。已在我國大部分水利工程領域得到應用，固結灌漿技術發(fā)揮的作用在工程中日益顯著。文章以錦凌水庫壩體基礎工程施工過程為背景，通過采取固結灌漿技術進行壩體的施工，研究了在深開挖條件下的固結灌漿施工工藝，對施工中出現的特殊情況進行了各項總結并提出了相應的舉措，確定了固結灌漿施工質量控制要點并提出了質量措施。

壩體基礎；固結灌漿；施工工藝；質量控制

隨著我國水利工程建設的大量增加，水庫壩體無論是從開挖深度還是建筑體量等方面都極大程度的發(fā)展，深開挖、大體量、高壓高彈水庫壩體基礎已經成為現代化水利工程建設的關鍵。隨著壩基固結灌漿技術在壩基巖體施工中的應用，同時又由于該技術操作便捷、成本較低，因此在大量水利工程中逐漸得到推廣應用。

文章根據錦凌水庫大壩開挖深度大、壩基巖體回彈形變大，以及施工過程中出現的特殊施工狀況，對深開挖、大回彈、大變形等條件下進行壩基固結灌漿施工技術的深入研究，提出固結灌漿中施工質量的各項控制措施，為壩基固結灌漿技術的廣泛推廣提供案例支撐。

1 工程概況

錦凌水庫壩區(qū)基巖以安山巖居多，有少量熔巖，熔巖由凝灰?guī)r和火山角礫巖組成，也有極少量熔結流紋巖、凝灰質砂巖等，多分布在河床四周或河床右岸邊。風化程度比較弱的為基巖，每一片區(qū)域都有特定的風化規(guī)律；安山巖的強度高，巖體完整性較完整；熔巖強度低，完整性較完整。熔巖和安山巖的堿性低，無潛在危險。壩址區(qū)域的地形結構單一，無較大構造形變。壩址區(qū)域基巖節(jié)理裂隙較為發(fā)育，少部分地區(qū)中等發(fā)育，PH呈堿性，節(jié)理面多平滑或毛糙，其中節(jié)理面間距最小的為15cm，結合情況正常，延性中等。

2 大壩基礎固結灌漿施工工藝研究

2.1 施工順序

錦凌水庫壩體基礎灌漿的施工順序為：首先，澆筑蓋重的混凝土，其次，等待蓋重混凝土強度達到50%，最后，進行固結灌漿。

2.2 固結灌漿施工工藝

2.2.1 灌漿鉆孔

每個灌漿孔的間距為3m，每排的排距為3m，設計孔深為5m。當出現混凝土蓋重的狀況時，方可固結灌漿，當蓋重混凝土強度達到設計強度的50%后使用大型鉆孔機打孔，鉆機在打孔時要求安放平穩(wěn)，確保每個鉆孔垂直度并且要求每個孔底的偏差值小于1/40的孔深。

2.2.2 鉆孔沖洗及壓水試驗

鉆孔打到標準深度后，才可以對孔壁、裂隙沖刷，沖洗方式使用大流量壓力水脈動方式，等待孔壁、裂隙中的水澄清后還需繼續(xù)清洗10min以上的時間，同時需要保證沖洗的水壓力是進行灌漿壓力作業(yè)時的80%，數值的讀取采用取整法，假如數值大于1MPa小于2Mpa時，采取1MPa。在沖洗結束后，需對孔段進行抽樣性的調查，水壓力依舊為灌漿壓力時的80%，并采用單點法。

圖1 固結灌漿施工工藝路程圖

2.2.3 灌漿

2.2.3.1 灌漿材料

水泥：采用P42.5硅酸鹽成袋的水泥，水泥的材料性要好，并且在使用時每用200t時進行抽樣檢查，檢查水泥材質是否合格。

水：使用無雜質、無污染自然用水。

2.2.3.2 制漿

1)制漿材料稱量

所有的材料需進行稱量的過程，稱量的結果不能低于規(guī)定的稱量總量的5%。

2)漿液攪拌

在漿液攪拌的過程中，時刻注意漿液的均勻攪拌，并做好各項記錄。

純水泥漿液的攪拌時間標準為：在使用一般攪拌機時，要控制好攪拌時間，攪拌時間要大于3min，當用高速攪拌機的時候，攪拌時間大于30s即可。同時要注意控制攪拌時間，當漿液攪拌時間從開始到結束時的時間超過4h，則漿液作廢。

3)集中制漿

需要設置集中制漿站來制取純水泥漿液，制取的漿液的水灰比應為 0.5∶1，并要求各灌漿點的實際情況調制不同密度的漿液。

溫度低于或超過5℃-40℃的漿液被視為廢漿。

4)輸漿

輸漿時應保持輸漿管道通暢。輸漿管內的壓力要保持平穩(wěn)，輸漿管道路線應平直，盡量減少曲折線路。輸送漿液流速為1.4-2.0m/s。

2.2.3.3 灌漿方法

使用有蓋重灌漿，進行分塊分步灌漿，每個孔進行一次性灌漿。

為了保持混凝土面的穩(wěn)定，理論上應該一泵灌一孔，如果串漿，應進行群孔并灌漿液，但連在一起的孔洞數量應該<3，并注意保持灌漿壓力穩(wěn)定。

2.2.3.4 灌漿壓力

固結灌漿的壓力Ⅰ序孔口采用0.1-0.3MPa，Ⅱ序孔口采用0.1-0.4MPa。在進行灌漿工作時，應當盡快使灌漿壓力到達要求數值。

2.2.3.5 漿液水灰比和變漿標準

漿液的水灰比通常用5∶1，3∶1，2∶1，1∶1，0.8∶1或0.5∶1這六種等級，在等級順序上，漿液可由稀到濃進行變換調試，一般狀況時的開灌水灰比采取5∶1的等級。

變漿標準要求水灰比不能有所改變，無論是注入率降低而灌漿壓力不變還是注入率不變而灌漿壓力增大。

根據現在的施工情形，當漿液量超過300L或者灌漿時間超過1h，但灌漿壓力與注入率變化微小或不變時，應跳級提升濃度。施工工藝流程如圖1所示。

3 特殊情況處理

1)灌漿時，注意冒、漏、噴漿現象，可依照實際施工情況，采取嵌縫填堵、外層封堵、降低壓力、提高漿液濃度、限制流量、間歇施工法進行處理。

2)發(fā)生串漿現象時，根據實際施工條件，可進行同時灌漿，如果不具備同時灌漿的條件，可將灌孔塞住，等灌漿工作完成時，再掃孔沖洗并再次鉆進灌漿。

3)產生回漿變濃現象時，只需用新漿灌注，如果回漿現象嚴重，則需要新漿灌注的時間>30min。

4 固結灌漿施工質量控制

1)灌漿鉆孔孔位偏差≤10cm，孔壁平直完整，終孔須報監(jiān)理參加終孔深度檢測。

2)灌漿泵性能與管距排漿量，規(guī)定其工作壓力大于最大灌漿時的1.5倍;現場配置足夠的壓力表、比重計、溫度計等測量計。使用壓力應在壓力表最大值的1/4-3/4。壓力表與管距間設隔漿裝置。

3)灌漿工程采用硅酸鹽水泥，水泥標號≥42.5R，施工前需要檢驗每批水泥的質量并檢查其出廠合格證，禁用受潮或過期水泥。水泥漿拌制后，其攪拌時間不得大于水泥漿液初凝時間。

4)固結灌漿段均按技術要求進行灌漿，不得改動任意灌注。

5)一個灌漿部位或一個灌漿單元的固結灌漿結束后，按照規(guī)范要求由監(jiān)理工程師布置檢查孔，固結灌漿檢查孔應在下述部位：①巖石破碎帶、斷裂層、孔隙不均勻等地理構造交錯的部位；②注入量大的孔段附近；③灌漿部位不精確與資料分析不符合部位。

6)檢驗鉆孔的水壓力試驗是評定固結灌漿質量的標準，與此同時還應對比設計資料和試驗的分析總結，全面測評。壓水合格標準q≤5Lu。

7)檢查孔施工：①鉆孔孔徑為φ76mm的芯樣需要進行裝入箱內并進行填牌編號，同時還要對其內容闡述說明。要求保留一份電子文檔；②鉆孔壓水通常采取單點法，標準壓水穩(wěn)定值：在壓力穩(wěn)定的大前提下每隔5min進行一次抽查，當出現四次數值各自之間產生的差值都在最終值的10%或差值速率<1L/min時，可視為試驗成功，并選取最終值作為結果；③檢查孔的測評準則：接觸段內的鉆孔達標率為1%，其余鉆孔的達標率為90%以上，不合格透水率值應小于設計值100%，并且沒有透水集中現象出現可認為灌漿質量合格。

5 結 論

固結灌漿技術已經成為國內外水庫壩體基礎除險加固工程的重要技術之一，在水利工程建設中發(fā)揮著越來越重要的作用。文章結合錦凌水庫壩體基礎工程現場施工，通過深入研究壩體基礎固結灌漿技術，研究了在深開挖條件下的固結灌漿施工工藝，針對施工過程中出現的特殊情況進行了匯總并提出了具體的處理措施，確定了固結灌漿施工質量控制要點并提出了針對本工程的施工質量措施，可為同類工程的施工提供借鑒，極大地促進固結灌漿技術的推廣應用。

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1007-7596(2017)01-0134-03

2016-12-16

汪洋(1980-)，男，遼寧沈陽人，工程師，研究方向為水利工程監(jiān)理、水利工程施工等。

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