化學灌漿技術在水利工程中的應用分析

摘 要：水利工程項目的安全穩定性會在一定程度上影響水力發電的有效性，水利工程的實際運行過程中，滲水裂縫等質量問題時有發生，這些質量問題會嚴重的影響水利工程的安全運行。化學灌漿技術作為一種將化學與工程學相融合的新型技術，能夠實現對水利工程運行中存在的質量問題有效解決，保障水利工程運行的安全穩定性。為此，探索化學灌漿技術在水利工程中的應用尤為重要。

關鍵詞：化學灌漿技術；水利工程；應用分析

中圖分類號：TV543" " " " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2023）08-0108-03

0 引言

化學灌漿技術作為一種化學與工程相融合的新興技術，不僅能夠實現對混凝土材質建筑的有效加固，還能處理水利工程項目的基礎和混凝土缺陷，在保障水利工程項目安全穩定運轉的同時，也能在一定程度上提升水利工程的使用壽命。

水利工程的項目建設關系到地區經濟發展和人民生活質量，其后續的運轉過程中，容易受到外部外界因素或建設施工質量等因素的影響，出現裂縫、滲水等嚴重的問題。將化學灌漿技術應用在水利工程項目中，能夠有效地提升水利工程施工質量。

基于此，本文以實際的水利工程項目為例，探索化學灌漿技術在水利工程中的具體應用，以期能夠提升水利工程項目施工的質量。

1 工程概況

暹粒省Stung Chikreng水資源開發工程（一期）位于柬埔寨西北部的暹粒省（Siem Reap Province）東面，距柬埔寨首都金邊約247 km。地理坐標為東經104°15'～104°30'，北緯13°00' ～13°35'。

Stung Chikreng為暹粒省東部河流，流域面積1 871 km2，從北向南流經暹粒市東部重要集鎮Kouk Thlok Kraom后匯入洞里薩湖。

灌區土地面積39.1萬畝（2.61萬ha），其中耕地面積為27.4萬畝（1.82萬ha）。本工程渠首位于Stung Chikreng河干流上，已建攔河閘閘址以上流域面積1 692 km2，河長72.6 km，河道平均坡降約1.5‰。工程利用已建的攔河閘進行改建，適當雍高Stung Chikreng河常水位，并在項目區內建設灌溉和排水系統，使項目區大部分耕地實現自流灌溉，并改善排水條件。本工程主要建筑物有渠首建筑物（攔河閘、溢流堰、進水閘以及兩岸堤壩等）、灌溉渠道（總干渠、干渠、支渠）、節制建筑物（水閘）、農橋、箱涵和涵洞等。

2 本施工項目高噴灌漿施工內容

2.1 施工概述

本工程根據地質條件采用高壓旋噴灌漿截滲形式，孔距750 mm、孔深20 m。壓力、擺速、擺角和提升速度等工藝參數，通過實驗確定。

2.2 施工準備

為了保證按期完工，組建高噴灌漿作業小組，計劃投入1套高噴施工機具，投入施工人員總人數16人。在攔河閘上游高噴灌漿軸線一側適當地點，搭設1個制漿站和臨時水泥庫，供制漿供漿用，占地面積各150㎡。水泥庫水泥儲量按一周水泥用量考慮。施工中棄漿按監理工程師指定位置排放。

施工供電需配置一臺150 kVA的發電機，具體安放地點視現場情況而定。施工中要隨著施工進展而移動，保證發電機與高噴設備的距離。選擇合適的地方設置制漿站，制漿站設置立式高速制漿機1臺、GB6-10泥漿泵1臺或3SNS砂漿泵1臺，貯漿桶1個，清水桶1個，制漿能力＞6 m3/h。

在制漿站附近沿河邊設一供水站，安裝1臺2″潛水泵，向制漿站和高壓泵供水，供水設備具有24 h連續供水能力。

2.3 施工流程

具體施工流程如圖1所示。

2.4 高噴工藝流程

根據施工圖進行孔位放樣，作好標記及編號。施工中操作人員準確定位，定位誤差不超過5 cm。高噴機定位后，由操作班長調整高噴機的水平度和高噴管的垂直度，質檢員檢查確認在控制指針內，即可進行操作。高噴之前先在地面試噴，當氣、漿達到要求后，即可高噴作業。先給漿（壓力1～2 MPa），再送氣（壓力0.5～0.7 MPa），使噴頭輕輕觸地，直至要求孔深。下管過程中，遇特殊情況如漿嘴堵塞等，立即停止插管，將高噴管提出地面進行處理。

鉆孔深度按照設計圖紙施工，并量測好孔深，做好記錄。按設計要求拌制漿液，隨時抽查漿液比重，噴射過程中若發生故障，應立即通知井口人員停噴，高噴結束后核實材料用量。

在制漿過程中特別應注意以下4點：①制漿材料采用質量計量法用磅秤稱量，其誤差不得大于5%。②拌制水泥漿液按設計配比進行，順序為先加水，后加水泥，漿液攪拌均勻。始終處于懸浮狀態，定時檢測其密度并作好記錄，其誤差不得大于5%。③水泥漿的攪拌時間，使用高速攪拌機不得少于30 s。自制備至用完的時間不大于4 h。④水泥漿液進行嚴格的過濾，防止噴嘴在噴射作業時堵塞。

高噴管插管至預定深度后，將漿、氣調到設計值，在孔底噴射灌漿，待孔口返漿正常后，按設計參數提升灌漿至終噴高度。噴射結束而漿液析水后，凝固體頂部會出現凹陷，此時即可在噴射孔內進行靜壓充填灌漿，直至孔內液面不再下沉，將冒漿回灌至孔內。噴射完畢后，及時將各管路沖洗干凈，不留殘渣，以防堵塞。將泥漿管路中的漿液換成水，進行連續沖洗，直至出現清水為止。

2.5 高壓旋噴灌漿設備

配備DY-60/90型高噴機1臺、灌漿配套設備1套。搭設泥漿棚一座，內設有空壓機、水泥漿攪拌機、高壓泥漿泵。如表1所示。

3 化學灌漿技術在水利工程中的應用策略

3.1 化學灌漿技術方案的制定

在本次水利工程的建設中，各個部位的施工尤為重要。為了保障各個施工部位都能夠正常、安全地投入在使用，針對施工中存在的裂縫問題，采用化學灌漿技術進行處理。

在制定化學灌漿的方案中，需要根據本次工程施工中出現裂縫的特點和實際情況，結合灌漿技術的相關數據，明確最佳的化學灌漿施工方案，有效保障對裂縫處理的有效性。在確定最終方案之前，需要進行試驗。其目的在于確保方案更具科學、合理性，在一定程度上控制灌漿的投入成本，實現在成本最優化的基礎上，提高裂縫修復的質量。

3.2 化學灌漿材料的選擇

在進行本次化學灌漿施工之前，需要優先選擇灌漿的材料。在材料的選擇上，需要遵循客觀性強、耐久性高、粘結性強的灌漿材料。在通常情況下，化學灌漿的材料分為水玻璃灌漿材料、丙乳灌漿材料、環氧灌漿材料依據聚氨酯灌漿材料，每種不同的灌漿材料都具備其特有的優勢和缺點。

在選取灌漿材料上，需要結合具體的工程實際情況來進行。根據本次工程施工項目的實際情況和特點，將改性環氧灌漿材料作為處理本次工程施工裂縫的主要灌漿材料。

3.3 灌漿孔的布置

在利用化學灌漿技術處理本次水利工程施工的裂縫之前，先對裂縫進行鉆孔處理。結合不同鉆孔所具備的功能，將其劃分為3種類型：①探縫孔。需要在灌漿之間進行鉆孔，其目的在于測量裂縫的深度，以便于方便后續的施工。②灌漿孔。在這種鉆孔類型下，需要提供一部分輔助措施，用于處理裂縫中的灌漿，在明確鉆孔深度時，需要根據探縫孔測量的數據進行。③騎縫或斜孔方式鉆孔。斜孔需要在裂縫兩邊進行布置，在騎縫鉆孔中，孔深需要在30～50 mm，孔與孔之間的間距需要在25～30 cm。

本次水利工程的施工在針對裂縫鉆孔工作的處理上，采用的是斜孔鉆孔方式，孔與孔之間的間距在80～100 cm，具體孔位布置如圖2所示。

3.4 漿液配制

所有灌漿材料漿液的備制都需要由專業人員進行，在進行漿液的制備過程中，需要將各種材料的比例按照嚴格的規定和標準進行混合，并充分攪拌。需要在吸漿大小的前提下，進行分批次的漿液制備，做到即配即用。在制備完成后，需要將其及時的投入使用中。需要結合裂縫的實際情況和施工當天的氣溫以及進漿率、進漿量，對漿液的制備量和粘性強度進行調整和控制。

3.5 灌漿

在對本次水利工程施工存在的裂縫之處進行灌漿之前，需要對其進行壓水檢測工作，將水壓設置在0.3 MPa。通過該檢測，能夠了解到灌漿管路和裂縫的暢通性，也能將裂縫中存在雜質進行有效的清理。在此之后，需要對根據具體的檢測情況，確定灌漿的壓力和灌漿量。

在開展灌漿工作時，灌漿順序應當遵循從中間到兩端進行灌漿的原則。針對側墻的伸縮縫，灌漿的順序需要從下至上。對于裂縫交叉部位多孔位要同時進行澆筑。在進行水利工程伸縮縫灌漿之間，應當確保灌漿的孔洞全部處于打開狀態，灌漿的壓力設置在0.4～0.6 MPa，當漿液順利注入孔洞之后，再將其作為進漿口進行漿液灌注。若進漿量過小，需要適當的提高灌漿的壓力，直到漿液不再進入孔洞。在此狀態下維持30 min后，便可停止灌漿。

4 結束語

化學灌漿技術作為一種新型的灌漿技術，是在將化學與工程學進行融合的前提下，利用工程技術、化學漿液材料和化學科學知識對水利工程建設過程中存在的質量問題進行有效的處理。在后期對裂縫等方面質量問題的修補過程中，也能起到一定的加固成效。

在應用化學灌漿技術的過程中，仍然需要對灌漿的各個階段、各個內容進行有效地控制。在化學灌漿技術不斷完善和優化的過程中，全面提升水利工程項目的建設施工質量，進而充分發揮出水利工程具備的經濟和社會價值，對推動水利事業的高效發展提供有效的技術保障。

參考文獻

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