水利水电工程灌浆技术研究

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　　摘要：水利水电的灌注工程是一个较为复杂系统工程，其质量直接关系到工程的渗漏质量情况。因此在施工中应当对施工中的各个环节进行合理的选择，同时控制施工的要点，做到针对设计要求合理选择施工技术。而且应当保证每个施工段落的准确而高质。
　　关键词：灌注成孔 灌注方式 灌注要点 灌注质量控制
　　一、水利水电工程中的灌浆施工技术
　　
　　1、钻孔施工要点
　　1）成孔灌浆的顺序控制
　　在成孔中应当注意钻孔的次序。不论是采用何种灌浆措施，在进行灌注施工的时候都需要按照逐步增加密度的方式进行成孔。因此首先进行的是第一次成孔的灌浆，然后是二、三次成孔的灌浆施工。这样做主要是为了让后续的灌浆孔作为前者的检测孔，通过水压和吸收率的检测来对成孔和灌浆的质量进行检测，一旦达到设计的要求就需要适当的减少后续的灌浆施工。
　　2）钻孔和裂缝清理
　　在灌注实施前，应当对成孔和裂缝进行必要的清理，即将裂缝中的岩层粉末和其他杂质清理干净，从而使得水泥浆和岩石层的粘合能力。在冲洗时可以通过利用钻杆采用压缩空气清理，这种清理方式常常用于成孔完整且岩层裂隙较少的情况。其他的情况可以采用高压水流、高压和低压反复作用持续、水汽轮换冲洗等。
　　2、灌注施工的技术要点
　　1）水泥浆质量的控制要求
　　常用的水泥浆材料包括了：水泥、粉煤灰、外加剂、水。施工中应当对水泥浆进行检测，即利用试验法，预制试验件，按照标准进行养护，测试其强度是否满足需求。水泥浆应具备较好的可泵性、保水性、和易性等，泥浆不应过稠，会造成分布的不均匀，导致渗透性差；而过稀则会出现干缩现象。因此在施工中为了保证适度的可泵性，可以在水泥浆中添加膨胀剂。流动性是影响灌注效果的重要因素，流动性高则灌注的施工越方便。由于在当前的规范中没有特别明确的参照，因此可以利用水泥浆稠度试验漏斗进行检测，按照水泥浆完全自由流出的时间来测定流速，以此作为泥浆制备的参考数据。在标准下，不同的材料的比例就会形成性能各异的水泥浆，而不论哪种配合比例都需要良好的流动性能。根据实际的经验，不惨减水剂的泥浆流动速度应大于16秒，掺和减水剂的增应大于12秒。流动度最大不能超过26秒。因此在施工中采用的流动度都在20-26秒之间，否则会产生泌水情况。
　　2）灌浆的方式选择
　　灌浆的方式有纯压灌浆和循环灌浆。纯压灌浆：这种灌浆方式是指单纯的将泥浆加压灌入成孔中，没有循环过程。这种方式应用在裂隙较大的岩层，以及孔深较浅的情况下，孔深通常不超过12m。主要利用的是浓度较高的泥浆进行灌注，这就产生了一个负面的影响，浓度过高的泥浆不容易渗透到较细小的裂隙中，这样就会影响灌注所期望达到的设计标准，控制渗漏的效果会下降。
　　循环灌浆：这种方式主要有孔口循环和孔内循环，通常情况下泥浆杂孔口循环的即为孔口循环，也可看做是一种纯压循环。而孔内循环则是在内外两个导管之间进行循环，并返回到孔外。循环灌注的优势是在灌注中泥浆在孔中能够形成流动，从而减小了颗粒沉淀，提高了灌浆的比例。
　　3、灌浆的顺序控制
　　灌注的顺序可以分为：一次性灌注；上而下分段灌注；下而上分段灌注。一次性灌注即将孔一次钻至设计深度，在沿着钻孔进行整体灌注。这种方法往往应用于孔深10m以下的工程，同时岩层的裂隙而且透水的情况不严重。否则应采用分段灌注。
　　上而下的灌注：这种方法是采用较高的灌注压力，以此来达到提高灌注质量的目的，从而减少施工所产生的不必要的事故。同时，在岩层倾角发育明显或者岩层破碎情况明确的区域可以采用这种方式，在施工中应首选这种方式完成灌注 。当钻孔深度到达3-5m的时候就可以进行冲水和灌浆，当灌浆凝固后再进行下一步施工。因此这种方法耗时较长，主要是需要多次钻进和钻机迁移。
　　下而上的灌注：这种方法和自上而下的灌注相比较，成孔而一次钻进到设计标准，然后进行分段灌浆，顺序为自下而上，每段长度为3-5m，在灌注的同时将每段灌浆通过分段塞孔的方式进行分隔，下段施工完成后方可进行上段施工。这样的方式可以节约时间，降低施工成本，提高效率。
　　二、水利水电工程灌注技术的控制要点
　　1、灌注压力的控制
　　通常认为控制灌注的压力的标准应当是具体的实地试验数据，利用不同的压力来完成灌注试验，直至可以影响岩层稳定为止。试验可以利用黏度较小的泥浆，防止堵住钻孔，试验的应采用不同的段落长度和深度。低压试验的时，岩层的吸收率与压力成正比关系，当掀动岩层时，吸收率也会增加。
　　灌浆压力的控制通常有两种方法，即为一次升压和递进升压。在透水性不大，岩层裂隙不大，且岩层坚硬的情况下可采用一次性增压发，灌注开始后利用最短的时间将压力调整至设计压力，不管单位吸收率的大小，在规定的压力下达到一定的吸收率后在改变泥浆的浓度，逐渐增加，直至单位吸收率减小，并最终达到灌浆设计标准。而岩层空隙较大的则可以采用递进增加方法，即分几个段将压力提升值标准压强。
　　2、泥浆浓度的调整
　　泥浆的粘稠度可以利用水和干料的比例来表示，即水泥浆的灰水比。施工中针对不同的岩层情况所形成的缝隙的大小来控制泥浆的粘稠度，情况不同粘稠度也应进行调整。因此在灌注的过程中，应根据条件的变化而调整泥浆的粘稠度。粘稠度的改变主要依据的参数是吸浆量和灌注压力。有三种情况可以作为改变泥浆粘稠度的标准：
　　1）灌注总量固定。也就是在同一个灌注压力下，某一级粘稠度的泥浆灌入的重量超过了设计标准，而灌注的压力和灌注中的吸浆率没有明显变化时，应当 将泥浆的浓度增加。2）灌注速度固定的是，如在某段时间内，压力下，规定灌注泥浆的总量超过标准时就应当增加泥浆的浓度。3）灌注的总量和吸收率为固定的时候，灌注压力固定单位吸收率高出了设计标准，此时应增加浓度，通常规定灌注总量为600-800升，但是应注意泥浆的总量超过规定参数的是，而单位吸收率下降增应当减小泥浆的粘稠度。
　　3、灌浆完成和处理
　　灌浆的完成主要依据的是吸收量和灌注时间。通常在规定是时间内和压力条件下完成固定的灌注量，同时吸收率没有明显改变的情况下，就可以认为灌注完成。同时对其进行审核性检测，然后按照规范进行封孔处理。
　　三、水利水电工程灌注技术的质量检测
　　首先，应做好全部资料和数据的汇总和审核，认真分析操作资料，确定质量达标与否。其次，钻孔检测，帷幕和固结灌浆应钻孔取出岩心对其进行试验和检测；检测孔可以采用水压是试验，帷幕灌浆中的检测孔应为灌浆孔总是的10%，固结灌浆则可以为5%，检测孔的位置应当在岩层复杂的地段进行选取，同时孔径应保证帷幕灌注大于110mm，而固结灌注大于140mm。最后，进行检查孔的水压试验。按照单孔水压检测的操作规程进行操作，并且应当分为三个压力阶段进行检测。但是试验前应当利用相当于1.5倍的水头的压力进行检测前的冲水清理，获得稳定的流速后，再进行调整压力，按照三个测试压力进行正式的水压试验。结果应保证小于设计的吸水率，方可确认灌浆质量合格。

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