水利水電工程基礎灌漿中特殊地層的灌漿辦法研究

黃春峰

（山東省東營市利津縣水利局，山東 東營 257400）

當前我國在水利水電工程施工中，尤其是在基礎處理中，灌漿是一種常用的技術措施，應用十分廣泛。在不同水利水電工程中，灌漿方法會對灌漿施工質量造成一定影響。因此，在水利水電工程中有必要根據地層的實際情況，采取適宜的灌漿方法，提升水利水電工程的建設質量。

1 基于大吸漿量條件的灌注方法

在常規裂隙巖層中進行灌漿時，一般需要在1 ～3 h的時間內完成灌漿，單位長度耗灰量應控制在100～200 kg之間。但在灌注過程中可能會產生吸漿不止的情況，導致灌漿無法結束，產生這一現象的主要原因在于地層條件比較特殊，很多漿液從周圍地面冒出，或在某條通道上大量涌出。針對此特殊地層條件，需按照下列基本原則進行處理：

（1）降壓處理。使用相對較低的壓力進行自流式灌漿，在裂隙被漿液充滿或漿液的流動性大幅減弱后，不斷提高灌漿壓力，根據常規要求實施灌漿。

（2）限流處理。將注入率嚴格控制在10～15 L/min以內，減慢裂隙中漿液實際流動速度，確保漿液能夠完全沉積。在漿液注入率開始降低后，提高一定注漿壓力，確保注入率始終處在10～15 L/min之間，直到注漿結束[1]。

（3）濃漿灌注。使用稠度高一個等級的水泥漿，通常水泥漿的比例為0.5：1。

（4）添加速凝劑。在稠度相對較高的泥漿中，適當加入一定量速凝劑，如氯化鈣和水玻璃等。

（5）灌注水泥砂漿。以實際灌注情況為依據，根據水泥劑量的增加量而增加摻砂數量；砂料的粒徑要逐步變粗。在完成砂漿的攪拌且達到均勻后，使用砂漿泵進行灌注。

（6）間歇灌漿。在灌注的水泥達到一定數量或灌注持續了一段時間后，方可停止灌漿，然后進行間歇灌漿。在每次間歇灌漿之前，具體灌漿數量與時間需要以地質條件和灌漿目的為依據進行確定。通常情況下，間歇時間一般為2～8 h。

2 基于特大漏水通道條件的灌注方法

對采用定向爆破方法施工而造成的堆石壩，其壩肩巖體中可能出現由于爆破而產生的裂隙；而在巖溶地區中，因溶蝕作用存在，可能會產生溶洞及溶溝，導致大量漏水。針對這種特殊條件，若采用常規方法進行灌漿，除了會耗費很多材料，還有可能產生質量問題。對此，應結合實際情況進行處理。

對沒有水流作用且傾角相對較緩的裂隙，應先考慮使用間歇灌漿方法處理。如果該方法的效果不夠明顯，可采用相對穩定漿液進行定量灌注，需要注意的是穩定漿液需要良好地適應地層條件。對有水流作用且傾角相對較大的裂隙或孔洞，可采用以下方法灌漿。

（1）沖灌級配料。在孔口采用較為濃稠的水泥漿對粗砂與礫石進行沖灌。如果沖灌入一段時間后沒有效果，則可使用更濃的水泥漿對級配粒料進行沖灌。在配料過程中，先以一定程度的稠度在孔口處倒入，待其灌滿之后再采用常規方法灌注。級配料是指粗、細顆粒均含有的混合料，可自然形成一個反濾層。該方法在窄縫中形成一個架橋，并形成反濾層，直到將通道完全堵塞。

（2）模袋灌漿。模袋主要采用復合材料加工制成，其強度較高。在灌漿壓力持續作用后，模袋中的水泥漿從袋內向外流出，但水泥顆粒不會外漏。其能降低漿液的水灰比，避免在水下分散，而且在水流相對較大的情況下不會被沖失。另外，模袋在一定壓力條件下會發生變形，進而適應形狀各異的溶洞，將溶洞堵塞。

（3）雙漿液灌漿。此種方法屬于化學灌漿，水泥漿液與速凝劑通過灌漿管進入混合器中，在混合器中完全混合后，在達到速凝之前即可到達孔底部。為了達到良好的防滲效果，應對漿液擴散距離予以有效控制。除了不能擴散得過遠，導致材料浪費，還應防止擴散范圍不足，導致防滲體無法達到要求的強度。若漿液的凝結時間過短，會使灌漿孔堵塞；若漿液凝結時間過長，會使混合物被沖走。

3 基于冒水條件的灌漿方法

當冒點處在集中漏水點時，需根據出水點實際情況結合出水量，先行埋設孔口管，使水通過孔口管向外集中導出，然后封堵周圍所有可能產生冒漿現象的孔洞及巖縫，在孔口管處開始反壓灌漿。

對沿裂隙走向發生的冒水和浸水現象，當冒水量相對較大時，可按照下列步驟來處理：首先，鉆取一定數量和裂隙方向相交且深度較大的孔，在孔中埋設孔口管，通過孔口管將水集中引出；其次，沿裂隙的走向進行鑿槽，然后用棉紗封堵整個裂隙，再用砂漿進行填槽；最后，采用相對較低的壓力對淺孔進行灌漿，在灌漿達到一段時間后，采用相對較高的壓力對深孔實施灌漿。當冒水量相對較小時，先沿裂隙的走向鑿除一條深度為5～10 cm的槽，并在槽底設置鐵皮，從鐵皮上穿過埋設一定數量的灌漿管。

4 基于有承壓水情況的灌漿方法

在灌漿孔中有承壓水向外涌出的情況，主要出發生在灌漿地層處在水壓相對較高的含水層中，以及水庫已經開始蓄水，在比水位低的廊道或洞中灌漿時。針對以上兩種情況，灌漿壓力必須比涌水壓力略高，否則將導致漿液無法灌入。實際灌漿壓力應在設計確定的灌漿壓力基礎上施加穩定涌水壓力。在實際承壓水情況中，需采用下列方法來灌漿施工：

（1）壓力屏漿法。待正常灌漿完成后，應采用稀漿和相同壓力進行連續循環灌漿，在灌漿時間達到4～8 h后方可結束，避免灌入到裂隙中的漿液發生回流。

（2）閉漿。在灌漿達到結束的標準后，方可將管上的閥門關閉，確保漿液處在受壓的狀態，在凝固一段時間后，將閥門打開，確認是否向外發生涌水，若沒有涌水，則視為合格。通常情況下，閉漿的時間需按照6 h～8 h控制。

（3）濃漿結束。待正常灌漿達到可結束灌漿的標準后，使用濃漿進行灌注。待回漿的濃度與灌入的泥漿的濃度相同后，關閉管道上的閥門，開始閉漿。

（4）化學灌漿。若采用以上方法后效果不夠顯著，可采用化學灌漿方法進行施工。一般情況下，化學溶液會以較快速度在巖石中凝聚，可使細小的縫隙達到密實狀態，而且還能有效封堵涌水。

5 結語

本文分析了各灌漿方法的優缺點，在吸漿量相對較大的情況下使用的灌漿方法，不僅操作簡單，而且施工快捷，但由于漿液擴散太遠，將導致漿液浪費；在漏水通道條件下，使用的灌漿方法操作比較復雜，但能充分對灌漿過程進行控制，除了保證實際處理效果，還能減少材料消耗與投資。除此以外在實際灌漿施工中，需要根據工程的實際情況，結合灌漿目的，采取適宜的灌漿方法，從根本上保證灌漿質量，達到預期的灌漿處理效果。