農田灌溉工程基礎施工灌漿技術分析

王金輝

（諸城市墻夼水庫運營維護中心，山東諸城 262202）

基礎灌漿技術是農田灌溉工程地基處理中的重要技術，對水利工程的質量有著重要的影響。在當前農田灌溉工程的建設中，建設規模和工程量較大，實際建設周期較長，影響建設過程的因素也較多。因此，有必要在施工過程中全面控制施工質量，以確保后續工程的實際使用效能。在質量控制過程中，基礎灌漿的作用逐漸顯現，不僅可以有效保證工程基礎的完整性，借助水泥漿固化作用提高工程穩定性；還可用于解決工程施工過程中的許多基本施工問題，如可以有效解決巖石和土壤基礎層碎裂、漏水等問題。

1 基礎灌漿技術概述

灌漿技術是一種應用廣泛且非常實用的施工技術，其本質是通過液壓、氣動等方式將漿液灌入到巖石和土壤的縫隙以及其他薄弱的結構中，形成高強度、良好抗滲性的結構，旨在改善基巖和土壤物理性質，在農田灌溉工程建設中的應用主要體現在提高基礎土體的抗滲性、減少流砂、防止壩基水分滲透等。灌漿可以防止滲漏并增強邊坡結構的穩定性，常用于滑坡、蓄水等結構，可以有效改善土體承載性能并減少基礎沉降，提高巖石和土壤的機械強度和變形系數，夯實基礎，恢復工程結構的完整性，常用于加固基礎［1］。灌漿工藝主要可以分為壓實灌漿、電化學灌漿、滲透灌漿、劈裂灌漿4 種類型，基礎灌漿可以用于確保施工安全，維持項目的正常運行，減少或消除地基缺陷，提高其穩定性、抗滲性，優化基礎力學特性。

2 基礎灌漿技術在農田灌溉工程建設中的應用

2.1 在喀斯特地區農田灌溉工程建設中的應用

針對喀斯特地區的農田灌溉工程，首先需要明確地質情況，然后采用合理的基礎施工技術，但目前還沒有明確施工方案。因此，施工人員需要參考其他類似建筑物的信息，并根據施工經驗提出解決方案。

1）采用高壓灌漿技術，該技術的優點是水泥可以連續滲透土壤層形成條狀，并最終在連續滲透下形成網狀結構，從而大大增強基礎的穩定性、抗滲透性和耐水性。

2）采用高壓噴射灌漿技術需要機械鉆，噴嘴連接到鉆頭的前端，用于在高壓泵的作用下噴射水泥漿［2］。機械挖掘機的鉆頭連續鉆入地下破壞土壤結構，當鉆頭返回或拔出時會連續高速旋轉并具有攪拌作用，使水泥漿與土壤結構均勻混合，混合物凝結一段時間后會形成剛性柱狀體，使基礎更加穩定。

3）采用基礎灌漿技術在淺層喀斯特區域的農田灌溉工程進行基礎灌漿。對于淺層巖石，喀斯特深度淺，因此在施工過程中要挖出砂土或礫石之后，使用基礎灌漿技術來加固基礎。

4）采用基礎灌漿技術在深層喀斯特區域的農田灌溉工程實施基礎灌漿。在施工過程中使用高壓噴射技術是一項艱巨而煩瑣的任務。因此，可以使用一般的灌漿方法進行施工，并且可以對周圍區域進行灌漿。水泥漿穿透深部巖漿后，其中所含的填料被擠壓產生巨大的壓力將水泥漿和填料粘合在一起，并通過冷凝固化。

2.2 大吸漿量情況下的基礎灌漿施工

通常情況下，農田灌溉工程中的巖縫灌漿可以在1～3 h 內完成，水泥使用量為120～220 kg·m-3［3］。在這種情況下，僅需遵循正常的施工過程，但在灌漿過程中巖縫可能會吸收水泥漿，這不僅浪費水泥漿，而且還降低了工程的整體質量。因此，施工單位需要結合自身情況選擇最佳灌漿技術。工程實踐中往往存在許多縫隙，造成此問題的原因是施工現場地質環境導致水泥漿沿著內部結構流出。

1）限流。將水泥漿灌注速率限制為10～15 L·min-1或更低，以降低灌注過程中的漿料流速，并盡快讓漿料沉積。在顯著降低灌注速度后，增加壓力使灌漿速度維持在10～15 L·min-1的水平，直到施工完成。

2）減壓。使用減壓或單純依靠重力進行灌漿，等待漿液凝固并停止流動，然后逐漸恢復灌漿壓力并遵循正常的施工程序進行。

3）多次灌漿。多次灌漿又叫間歇灌漿，即標準的灌漿或灌漿時間是固定的，達到此標準后，灌漿過程將被打斷并在短暫等待后繼續。可以根據工程項目要求、地質條件設置合理的間隔，但通常在2～8 h，如使用間歇灌漿方法則灌漿施工結束時則不需要達到設計壓力。如果無法在設計壓力下完成灌漿，可減小壓力完成灌漿并等待一段時間。

2.3 基礎灌漿技術在嚴重漏水情況下的應用

農田灌溉工程基礎出現嚴重漏水時，如果仍沿用常規的灌漿技術，不僅效果差，而且成本也會很高。基于此，必須采取合理的關鍵施工技術來解決此問題。

2.3.1 采用成型袋灌漿技術

成型袋灌漿法中使用的成型袋耐磨性能很好，常用的成型袋材料為尼龍和聚丙烯，其中裝有水泥和砂漿。當用于灌漿時，成型袋彼此擠壓，壓力將袋中的水擠出，從而降低水泥砂漿的含水量。隨著密度增加，水泥砂漿凝固速率增加，成型袋起到過濾器的作用，排干一些水分，在袋內保留了沙子和土壤。

2.3.2 使用填充級原料進行加工

灌漿材料通常是水泥、粗砂、礫石。如果將礫石用作成型袋成分時要控制好礫石的大小，而僅使用礫石最終不會獲得良好的效果。應包含礫石、沙子等混合物，且應具有很高的黏性，以獲得理想的過濾效果。在調平配料過程中有必要靈活調節配料的材料和數量，使配料在狹窄的空間中形成“橋”，完全阻塞中心間隙以形成反滲透層，從而阻塞整個通道。

3 基礎灌漿施工控制

3.1 環境成本控制

基礎灌漿施工時，應考慮到其對環境的影響，施工現場控制不當容易破壞環境，而環境治理需要花費更大的成本，因此需要注意3 個方面：1）合理處置施工污染物，盡量減少污染物對地下水和空氣的污染；2）合理控制在施工過程中產生的噪聲，包括機械的敲擊聲、爆破聲等，盡量減少施工對周圍居民的影響；3）盡量降低施工周圍動植物生存的不利影響，避免在施工過程中對周圍生態系統的破壞。

3.2 施工質量檢驗

必須認真做好質量檢驗以確保灌漿施工質量。1）在灌漿之前需要檢查灌漿孔的設置。為了更好地固結，孔的位置必須要達到巖心，并且孔的直徑必須在指定范圍內。同時，要密切注意膠結情況，灌漿孔直徑為140 mm或更大。2）需要仔細檢查原始記錄并分析灌漿情況，通過查看和比較原始記錄并全面分析灌漿數據可以全面地了解整個灌漿過程，并了解灌漿的質量。同時，必須注意灌漿孔的壓水測試。通常應在測試前對孔進行清潔，清潔時對水流壓力和穩定性有嚴格的要求。在測試過程中必須根據操作程序嚴格測試單個孔。試驗在加壓階段進行，在嚴格控制下完成了三階段注漿孔水力試驗。3）灌漿完成后進行后續檢查。不僅要進行灌漿質量檢查，還要進行灌漿后的后續檢查，包括注漿后28 天的鉆孔測試和儲水效果測試。其中，通常在注漿區進行鉆孔檢查，并根據水力試驗和巖心固結情況來評價灌漿質量。儲水檢查是判斷灌漿質量的關鍵，蓄水后根據基礎整體滲透和防滲功能對灌漿質量進行評價。

3.3 灌漿材料的基本要求

灌漿材料對灌漿效果有直接影響，為保證灌漿效果，必須嚴格控制灌漿材料的性能和質量。從農田灌溉工程建設角度來看，水泥漿是灌漿中最常用的材料。通常情況下，灌漿解決方案應滿足以下要求。1）承壓能力大于5 MPa。為了確保泥漿壓力，通常使用采樣方法來測試泥漿承壓能力，水泥漿將硬化一周后進行壓力測試以驗證泥漿的承壓能力是否正常。如果不正常，則必須重新配置漿液并進行測試。2）泥漿必須具有一定的保水性和機械泵施工性能。因此，漿液材料必須具有適當的黏度，只有在一定范圍內的黏度才能使灌漿達到預期的效果并確保承壓性能。3）灌漿漿液必須能均勻流動。

4 結語

灌漿施工技術有不同類型，每種都有其自身的優缺點。在施工之前需要根據施工現場的條件進行合理選擇，選擇合適的技術。如遇到大吸漿量的情況，則灌漿技術相對簡單，但施工成本昂貴。如果施工區域存在嚴重漏水，則使用的灌漿技術相對復雜。如果遇到喀斯特地區，在選擇灌漿技術時需參考過去類似項目的施工經驗并結合實際情況進行灌漿。總之，選擇合適的灌漿技術不僅可以節省成本，而且可以提高施工效率。在實際施工中還必須考慮地形條件和氣候等多種因素，選擇合適的灌漿技術，加快施工進度，提高施工質量。