水工建筑物水泥灌漿施工作業(yè)的質(zhì)量控制策略探究

張倬聰

摘 要：在當(dāng)前水工建筑物施工中，水泥施工是其中的重要組成部分，對(duì)整個(gè)施工質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。在本次研究中，將會(huì)結(jié)合水工建筑物的實(shí)際情況，對(duì)水泥灌漿施工作業(yè)的質(zhì)量控制手段進(jìn)行了研究，達(dá)到了提高灌漿作業(yè)水平的目的，具有理想效果。

關(guān)鍵詞：水工建筑物 水泥灌漿 質(zhì)量控制

1.前言

水工建筑物的水泥灌漿形式多樣，包括擺噴灌漿、高壓旋噴灌漿等，這些灌漿技術(shù)都對(duì)質(zhì)量控制作業(yè)提出了嚴(yán)格的要求。在這種情況下，為了確保水泥灌漿施工作業(yè)的最終效果可以滿足水工建筑物質(zhì)量要求，就需要從作業(yè)流程入手，制定嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制方案，確保可以全面提高水工建筑物施工質(zhì)量。

2.建筑物水泥灌漿施工作業(yè)的質(zhì)量控制方法

2.1水泥灌漿蓋重的控制

在當(dāng)前水工建筑物水泥灌漿施工中，考慮到灌漿的壓力較大，所以為了保證施工質(zhì)量，需要在有蓋重的條件下開(kāi)展施工。在這種情況下，對(duì)上部結(jié)構(gòu)的混凝土蓋重提出了一定的要求，在理想的蓋重條件下，有助于增加灌漿壓力，改善灌漿質(zhì)量，但是蓋重厚度過(guò)高不利于保證灌漿工期，所以在很多大型水利工程項(xiàng)目中，上部的混凝度厚度較大，所以需要根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范控制蓋重混凝土規(guī)格，保證施工順利正常運(yùn)行。

2.2對(duì)透水率的控制

結(jié)合廣東省的實(shí)際情況，嚴(yán)格確定水泥灌漿的設(shè)計(jì)指標(biāo)，包括透水率等。廣東省的水泥灌漿的透水率被控制在5以下，且固結(jié)灌漿的透水率小于等于10LU，若不能達(dá)到這一目標(biāo)，將會(huì)導(dǎo)致水庫(kù)出現(xiàn)蓄水困難，影響效果。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，在施工質(zhì)量控制中，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注以下幾方面內(nèi)容：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、水質(zhì)等選擇合適的水泥，包括普硅水泥、硅酸鹽水泥甚至是特種水泥等，保證水泥的標(biāo)號(hào)滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下，水工建筑物的灌漿強(qiáng)度等級(jí)至少為42.5，并且細(xì)度為80微米篩余≤5.0%。所以在施工階段，拌和用水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該與混凝土拌和用水相同，根據(jù)灌漿漿液的性能要求，合理的向其中添加減水劑、速凝劑等。（2）壩基帷幕灌漿應(yīng)該在蓋重混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后開(kāi)始，當(dāng)固結(jié)混凝土灌漿結(jié)果顯示達(dá)標(biāo)后，遵照“先灌下游排，后灌上游排”的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展施工，每排的工序劃分為二序或者三序，但是在單排帷幕灌漿中，必須要保證三序灌漿，并且在率先灌漿的一排上設(shè)置先導(dǎo)孔；先導(dǎo)孔的間距視水工建筑物的規(guī)格而定，一般的間距為20-24m；為了保證布孔質(zhì)量，還可以按照該排孔數(shù)的10%做參數(shù)控制，確定準(zhǔn)確的參數(shù)。在灌漿施工階段，嚴(yán)格控制同排相鄰兩個(gè)孔的灌漿高度差，必要情況通過(guò)抬動(dòng)實(shí)驗(yàn)確定具體參數(shù)。

2.3水泥灌漿施工中的其他質(zhì)量控制要點(diǎn)

目前，大多數(shù)的水工建筑物水泥灌漿施工設(shè)計(jì)上都會(huì)采用自上而下的分段灌漿施工工藝，所以為了保證施工質(zhì)量，就需要從這一點(diǎn)入手，確保鉆具根據(jù)規(guī)范要求選擇合理的鉆進(jìn)方式，如金剛石鉆頭鉆進(jìn)、回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)進(jìn)等，并將孔位差控制在10cm之內(nèi)，且成孔后的孔徑要超過(guò)56mm。同時(shí)，注意檢查先導(dǎo)孔以及其他孔的質(zhì)量，根據(jù)取芯質(zhì)量檢驗(yàn)的相關(guān)要求，做好其他準(zhǔn)備工作。在每一段鉆孔結(jié)束后，測(cè)定孔底的殘留物情況，避免殘留物厚度超過(guò)20cm，若殘留物厚度超過(guò)這一標(biāo)準(zhǔn)，可以考慮高壓沖洗的方法徹底清除孔內(nèi)殘留物。

在灌漿方法的選擇上，普遍采用循環(huán)式灌漿法，在這種方法中，保證射漿管與孔底之間的距離理想，且灌漿段的長(zhǎng)度為5-10m；針對(duì)施工過(guò)程中遇到的不良地質(zhì)區(qū)域，還可以在這一標(biāo)準(zhǔn)下適度縮減。在首段施工中，段長(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)3m，并且灌漿過(guò)程中必須要注意漏漿問(wèn)題，因此首段灌漿應(yīng)單獨(dú)灌注并待凝24H以上。

在漿液的選擇中，一般采用純水泥漿液，而在特殊的施工環(huán)境下，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工要求，對(duì)漿液作出調(diào)整，包括混合漿液、穩(wěn)定漿液、細(xì)水泥漿液等，這些漿液的性能都有著明顯的差別，都會(huì)對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，這就需要技術(shù)人員根據(jù)整個(gè)項(xiàng)目的情況作出調(diào)整。

3.灌漿壓力的選擇

在水工建筑物的水泥灌漿施工階段，灌漿壓力是影響施工質(zhì)量的控制因素，與孔深、巖層性質(zhì)、灌漿段上有無(wú)壓重等藝術(shù)無(wú)關(guān)，可以參考類(lèi)似工程所用值進(jìn)行設(shè)計(jì)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)確定參數(shù)。在灌漿壓力的選擇中，應(yīng)該關(guān)注一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)?shù)貙映詽{量很大、在低壓或“無(wú)壓”下即能順利地注入漿液時(shí)，應(yīng)控制注漿率不能太快；當(dāng)?shù)貙映詽{量較小、注漿困難時(shí)，應(yīng)盡快將壓力升到規(guī)定值，不能長(zhǎng)時(shí)間在低壓下灌漿。根據(jù)這一要求，在整個(gè)灌漿施工階段，需要根據(jù)兩方面的要素來(lái)控制注漿率，分別地層條件、施工條件，相關(guān)資料如表1所示。

也有研究認(rèn)為，控制灌漿壓力是灌漿質(zhì)量的重要因素，所以灌漿壓力應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)要求作出靈活的變化，并且為了保證質(zhì)量，技術(shù)人員應(yīng)該掌握灌漿壓力不變注入率持續(xù)減少而壓力持續(xù)升高問(wèn)題。因此，掌握好灌漿段的最大設(shè)計(jì)壓力，將注入率控制在1L/min水平，判斷此期間的灌漿壓力變化情況，并根據(jù)持續(xù)30min的灌漿結(jié)果作出合理的評(píng)估；在封孔時(shí)，以水灰比為0.5的濃漿液，采用全孔灌漿封閉法，在最大灌漿壓力下置換孔內(nèi)稀漿、積水等，并完成封孔。

總體而言，在整個(gè)施工階段，水工建筑物的水泥灌漿質(zhì)量就是要對(duì)工序過(guò)程進(jìn)行控制，因此必須要從整個(gè)水工建筑物的全壽命周期角度出發(fā)，對(duì)任何一道灌漿工序進(jìn)行公職，必須要嚴(yán)格發(fā)揮監(jiān)理人員、向項(xiàng)目經(jīng)理等在提高施工質(zhì)量中的作用；在施工結(jié)束之后，注意檢查孔的數(shù)量等是否滿足規(guī)范要求，并了解灌漿作業(yè)范圍沿軸線方向分布是否滿足設(shè)計(jì)要求，并評(píng)估這種外延是否具有必要性。

4.漿液變化的質(zhì)量控制思路

在水工建筑物水泥灌漿施工中，漿液的變化必須要遵照“由稀到濃”的變換過(guò)程，逐層進(jìn)行變化。在沒(méi)有特殊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，其變換的規(guī)則可以采用5：3、3：1、2：1、1：1、0.5：1的流程進(jìn)行逐級(jí)演變，當(dāng)然這種排序不是固定的，還應(yīng)該根據(jù)具體環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，例如注水率增加時(shí)，還可以考慮進(jìn)一步增加漿液的濃度。在這個(gè)過(guò)程中，水泥漿液中的水主要具有兩方面的作用，包括加快水泥漿液的凝結(jié)硬化、保證水泥漿液具有理想的流動(dòng)性等。所以在灌漿質(zhì)量管理中必須要認(rèn)識(shí)到一個(gè)問(wèn)題，那就是超過(guò)水泥漿水花之外的水，這些水在完成顆粒的分散與運(yùn)載之后，將會(huì)變成多余的水，這些多余的水會(huì)導(dǎo)致水泥顆粒在漿液中分層，進(jìn)而影響整個(gè)水泥漿液的性能，導(dǎo)致水泥連續(xù)性終端，出現(xiàn)水泡、空囊等不良問(wèn)題。所以針對(duì)這種情況，必須要關(guān)注漿液的變化，做好質(zhì)量控制。例如，當(dāng)水灰比從0.5逐漸上升時(shí)，發(fā)現(xiàn)漿液的粘度、粘聚力等參數(shù)都在發(fā)生著明顯的變化，其初凝時(shí)間增加、析水率增強(qiáng)，由此可以發(fā)現(xiàn)水灰比使用稠漿能改善漿液的穩(wěn)定性，但減小水灰比，又可使粘聚力增大，漿液的流動(dòng)性變差。根據(jù)這一結(jié)論，相關(guān)人員在漿液變化的質(zhì)量控制，可以根據(jù)水工建筑物的灌漿施工要求作出有效的調(diào)整，將漿液的流動(dòng)性控制在理想范圍內(nèi)。

5.結(jié)論

在當(dāng)前水工建筑物水泥灌漿施工階段，灌漿施工質(zhì)量對(duì)整個(gè)水工建筑物性能產(chǎn)生直接影響。因此對(duì)于相關(guān)技術(shù)人員而言，必須要嚴(yán)格按照水工建筑物的性能要求，對(duì)水泥灌漿的施工工藝進(jìn)行改進(jìn)，包括漿液的變化、灌漿工藝的選擇等，都應(yīng)該成為其中的重點(diǎn)內(nèi)容，這也是保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵所在。

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