水利水电工程灌浆施工技术概述

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　　【摘要】：在水利水电工程中，灌浆施工技术是非常重要的一个环节，本文就将对灌浆技术的重要性和技术要点进行介绍。
　　【关键字】：水利水电工程；灌浆
　　水利水电灌浆施工过程，是系统的一项较为复杂的工作，其会涉及较为广泛的范围。因此，要想做好灌浆过程的施工，就必须先控制做好一系列的施工，并在施工过程中，使用科学、合理的控制手段和施工技术，以达到预期的灌浆施工目的。
　　一：灌浆的作用
　　1、压密作用
　　在浆液被压入的过程会对地层产生挤压作用，从而使那些无法进入浆液的孔隙和细小裂隙受到挤密或压缩，地层密力学性能和实性都会得到提高。
　　2、充填作用
　　浆液凝成的结石可以将地层空隙充填起来，起到阻止水流通过提高地层的密实性的作用。
　　3、固化作用
　　地层中的粘土等松软物质可以与某些浆材发生化学反应，从而将它凝固成坚固的“类岩体”。
　　4、粘合作用
　　利用某些浆液的胶凝性质，可以达到使己经脱松的建筑物、岩块裂缝等充填并粘合在一起的作用，从而使改善它的联合承载能力。
　　二：灌浆施工控制概念结构
　　1、采用工程分析和最优性准则相结合的方式对整个系统进行运筹，而对不同的子系统则主要采用一般的最优化方法处理和浆液渗流理论。每个子系统之间用耦合变量进行连接，而全系统的最优控制不意味着要求各子系统都进行最优化。
　　2、将灌浆工程看成一个复杂的且包含多个子结构的系统，在某种“最优化”意义下求解该系统的方法策略的统称即是灌浆工控制理论。
　　3、在全系统运行最优化分析的基础上进行的工程分析主要包括以下两个方面：
　　（1）用工程的观点将由最优化分析获得的决策变量和施工控制策略检查分析，来验证其技术是否具有可能。
　　（2）由于在系统运行一段时间后，系统状态将会发生变化，系统的输出也将发生改变，为此，将新的状态变量输入灌浆控制数学模型进行灵敏度分析和反馈分析，可以用来判别系统的稳定性。
　　三：水利水电工程灌浆施工技术
　　1、灌浆孔钻孔施工
　　(1)对孔斜率的要求
　　在灌浆孔钻孔施工时通常要求孔壁和直孔要保持正直和均匀，这对于帷幕深孔更为重要。
　　(2)钻孔顺序要求
　　在进行灌浆施工的时侯，都要按照施工顺序来进行每个环节。这种情况下，只有在进行进行一序孔灌浆的基础上才能依次进行第二和第三序孔，这样后序孔就可以被前一序孔的灌浆孔作为检查孔，然后再进行压水试验，检测吸水率，这样就能为序孔的灌浆施工省去很多工序。
　　(3)裂隙和钻孔的冲洗
　　在灌浆之前要对钻孔及裂隙进行冲洗，从而确保缝隙和钻孔内没有岩粉和铁砂粉等物的存在。在进行冲洗时可通过钻杆作用，用压缩空气或压力轮流吹洗裂隙较少的以及较为完整的岩层。
　　2、灌浆施工
　　2．1浆液材料基本要求
　　常用的水泥浆材料有水、水泥、粉煤灰和外加剂等。制成的浆体一是要拥有良好的和易性、可泵性，另外还要具有良好的保水性。可在在浆液里加入一定量的膨胀剂，从而可以使施工过程中减少浆体的干缩现象。流动度为影响可灌性的主要因素，随着流动度的提高可灌性也会变好。对于掺了减水剂浆体的流动度可为12s，对于不掺减水剂水泥净浆的流动度要大于16s，通常要把流动度控制在26s以下。
　　2．2灌浆方式
　　（1）纯压式的灌浆
　　不用进行返回循环，而直接将浆液沿着灌浆管压入钻孔的灌浆称为纯压式灌浆。对于裂缝较大的岩层经常会使用这种方法，但要注意通常将孔控制在10m～12m即可，不宜将其弄得过深，最后还需要使用较为浓稠的浆液进行灌注，但是， 该方法还存在一些不足的地方，即使用该方法细小的裂隙就很容易堵塞，使得灰浆无法填满缝隙，从而就很难达到预期的效果。
　　（2）循环式的灌浆
　　循环式灌浆的两种形式是孔内循环和孔口循环。孔内循环是指在内外两管之间的空隙进行循环。浆液仅在孔口进行循环的是孔口循环，实质上，该方式是一种纯压式的循环。循环式灌浆方法可以使孔段中的浆液一直保持流动的状态，这就大大减少颗粒的沉淀，使灌浆质量得到提高，因此，该方法被广泛应用。
　　2．3灌浆顺序
　　（1）自上而下的分段灌浆法
　　该方法通过采用高灌浆压力来保证灌浆质量并大大减少施工中的事故，岩层较破碎的地区较适合使用该方法。当孔钻到3m～5m深时，要及时对其进行冲洗、压水以及灌浆，只有到灌浆凝固后方可以进行下一段的钻孔和灌浆。但是方法较为费时，且需要多次移动钻机和灌浆机械。
　　（2）自下而上的分段灌浆法
　　该方法最重要的是要将孔一次性钻好，且要从上往下分段进行灌浆，并且按3m～5m的标准来分段，在灌浆时要以灌浆塞才可进行分段塞孔，并要使得上段与下段的灌浆保持连续性，从而节约搬运灌浆设备的时间，使施工进程加快。然而，该方法的不足之处在于该方法仅适合于岩层倾角不大或岩层比较坚硬的地区，且不能全面保障施工的质量。
　　（3）一次灌浆法
　　使孔一次钻到最深，然后灌浆时再沿着钻孔的全长进行是该方法的核心。该方法适合裂缝较少的岩石，或10m以下的孔深孔内，或在透水较小的时候进行灌浆，否则，就必须使用分段方法来进行不同压力的灌浆。
　　2．4灌浆技术的实施
　　通常要布设3～5个孔位实施灌浆，还需要按照混凝土的面板尺寸、灌浆机械以及裂缝状况等进行确定。灌浆孔大小要和灌注嘴大小一样。要从沉降量大的地方开始灌浆，并采用由远到近、由大到小的顺序进行。
　　四：水利水电工程灌浆施工中的质量控制
　　1、灌浆压力控制
　　灌浆压力主要有两种控制方法，第一种是一次升压法，第二种是分段升压法。适用于裂隙不甚发育、透水性不大、且岩石较坚硬和完整的情况下进行灌浆的是一次性升压法。使用该方法进行灌浆，要尽快把它的压力升到标准压力，在标准压力下，要在浆液的累计吸浆量达到一定程度后进浆液配合比的调配行，并逐级加浓浆液浓度，使得单位吸浆量逐渐减少，达到灌浆结束标准后为止。
　　在遇到基础岩石渗水性严重、吸浆量大的情况使用分段升压灌浆。使用该方法进行灌浆时，要先将压力分成几个阶段，然后将压力逐渐升高到规定的标准值。
　　在某一级压力下的灌浆过程中，如果单位吸浆量超过一定的程度，须要降低一级压力之后再继续进行灌注，不宜有太多的压力分级，通常只要将其分成两个或三个阶段就行。如果采用三级的方法，可选0．4Pl、0．7Pl、P1或0．5Pl、0．8P1、P1的压力，其中P1为规定的压力大小。
　　2、质量检验
　　由于灌浆属于隐蔽工程，因此在竣工后对其要进行认真的检查。
　　(1)孔的设置要进行检查，要钻取岩芯才可以进行固结和帷幕的灌浆，并要注意观察胶结情况，要对所有检查孔进行压水试验，帷幕灌浆时要检查对孔数，且要按照灌浆孔总数10％进行布鼍，孔径应该大于110mm。固结灌浆布置时要根据其5％进行，并设在有可能会出现问题的位置，满足其孔径大于l40mm。
　　(2)认真检查原始的记录，并综合分析灌浆资料。
　　(3)对孔进行压水试验检查时，要根据单孔压水试验操作规程，并按照50．6kPa、101．31kPa和151．9kPa这三个不同的压力阶段进行。在试验之前，要用相当于1．5倍左右设计水头的压力对孔进行压水的冲洗，直至流量获得稳定后，三个阶段的正式压水试验工作才可以进行。

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