坝基固结灌浆施工质量控制

坝基固结灌浆施工质量控制

宿银山

四川二滩国际工程咨询有限责任公司四川成都611130

摘要：固结灌浆技术常用于水电工程破碎岩体的综合处理，可以有效地提高岩体的强度、完整性、均一性及渗透性能，因此固结灌浆对大坝的正常运作有着非常重要的影响，为了确保大坝的安全可靠运行，应不断加强坝基的固结灌浆施工技术的质量控制。

关键词：大坝坝基；固结灌浆技术；施工技术

引言

固结灌浆技术主要是指将水泥浆液通过钻孔压入到岩层的裂缝之中，在水泥浆液凝结之后即可对岩层的整体硬度、均一性起到提高的作用。固结灌浆施工是针对岩石施工中整体性和抗渗性进行操作的。在水利工程中采用固结灌浆技术可以有效地提高坝基的强度和稳定性，因此在水利工程中得到了非常广泛的应用。固结灌浆技术对大坝的正常运作有着非常重要的影响，为了确保大坝的运行效果，应不断加强坝基的固结灌浆施工技术的质量。笔者结合具体的大坝坝基施工实例，简要探讨坝基固结灌浆技术的具体施工过程。

1固结灌浆工艺分析

1.1灌浆方法分析

（1）无盖重固结灌浆；无盖重灌浆就是在基础岩石面不进行混凝土浇筑或者浇筑薄层垫层（或找平）混凝土直接钻孔灌浆，这种方法主要适合灌浆压力小、工期紧或者岩石较好的外漏浆量不大的情况。主要优点：解决了固结灌浆与混凝土浇筑相互干扰的矛盾，施工进度可控；避免了有盖重混凝土的有害抬动；便于发现岩石表面的串、冒浆问题，方便及时处理；避免钻坏混凝土内埋设的混凝土内部构件；减少了钻孔工程量。

（2）有重固结灌浆；有盖重灌浆就是在开挖完成清理达到设计要求的基础岩石面上先浇筑一定厚度的混凝土（一般3-5m左右，也存在在浇筑更厚的混凝土盖重的情形），再进行基础灌浆处理。主要避免灌浆时的抬动破坏和密封灌浆区域的作用，一般灌浆压力较大，岩石较差、对坝基承载力要求较高的工程。主要优点：岩石表面有盖重，可以提高灌浆灌浆压力，基岩内需要较大压力才能灌注的细小裂隙得到很好的灌注；减少了表面的串、冒浆的几率，便于连续灌浆。

此外，实际工程中有很多在河床坝段采用有盖重灌浆，两岸边坡陡峭边坡采用无盖重，有盖重和无盖重两张方法互补。

（3）纯压式灌浆，纯压式灌浆是指浆液通过一定的压力到孔段内和岩体裂隙中，不再返回的灌浆方式。这种方式灌浆的机械设备简单，操作方便；多用于吸浆量大，并有大裂隙存在和孔深不超过15m的情况。

（4）循环式灌浆，循环式灌浆是指浆液通过一定的压力注入到孔段内，部分浆液渗入到岩体裂隙中，部分浆液通过回浆管返回，保持孔段内的浆液呈循环流动状态的灌浆方式。这种方式一方面使浆液保持流动状态，可防止水泥沉淀，灌浆效果好；另一方面可以根据进、回浆液相对密度的差值对比分析判断是否存现吸水不吸浆的情况。

2固结灌浆技术分析

2.1工程实际应用情况分析

（1）工程施工概述

某坝根据坝基岩石开挖揭露情况和先导孔物探测试成果分析，揭露的坝基岩体主要为寒武系天河板组下层地段。基岩II类岩体占到75%，为良好的可充分利用的大坝建基岩体。Ⅲ1类占16%、Ⅲ2区占7%。裂隙主要特征为裂隙集中且发育，风化溶蚀填泥。采用基础固结灌浆的处理措施，对坝底基础以下的基岩裂隙、不利构造带进行有压挤密灌注，提高基础均一性和抗渗漏能力。

主要依据设计人下发的大坝固结灌浆施工技术要求及《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）开展灌浆施工。灌浆造孔主要采用100B潜孔钻和CM351钻机，灌浆工艺上采用用“自上而下分段阻塞、孔内循环式”。

坝基固结灌浆孔排距为2.5m梅花型布置。固结兼辅助帷幕灌浆孔孔深15m，抬动观测孔孔深入岩10m。

在实际施工时，所有固结灌浆孔均在混凝士盖重层厚度超过5m的条件下施工的，最大盖重厚度达到10m，当地质条件较差的少数部位，为防止大坝混凝士在灌浆压力下产生抬裂破坏，按设计要求布置安装了抬动观测装置并加强观测，设计要求大坝混凝土抬动值不大于200μm。

为了尽量减少灌浆施工对大坝仓面的污染及便于施工用水泥的运输，分别在左、右岸坝肩第一级平台设置了集中制浆系统制浆。

（2）固结灌浆施工

固结灌浆灌浆孔分两序，II序孔在周围的I序孔施工完毕且封孔后，实施钻灌。按分序加密的原则，自上而下分段阻塞、孔内循环式灌浆。为加快施工进度钻孔使用100B潜孔钻和CM351钻机钻进。

两岸布置的集中制浆站用高速制浆机进行拌制0.5：1的纯水泥浆，输送至各机组。

孔段钻孔结束之后，每个单元都选择了不少于5%且有代表性的孔段进行灌前单点法压水，其余孔灌前都进行了简易压水试验。钻孔冲洗采用导管通入大流量水流冲洗，直至回水澄清后延续10min结束；裂隙冲洗80%设计压力进行脉动冲洗。

河床段固结灌浆设计灌浆压力为0.5～0.7MPa，灌浆压力以孔口回浆压力为准。河床坝基灌浆孔总长14m，第一段3m、第二段5m、第三段6m。第一段阻塞在基岩以上0.5m的混凝土内，为防止压水及灌浆过程中有害抬动，10m范围内不同灌。

灌浆使用水灰比（重量比）为2：1、1：1、0.8：1、0.5：1等4个比级，开灌水灰比为2：1。在设计压力下，灌至注入率不大于1L/min时，再继续灌注30min，且总灌浆时间不小于60min即可结束。全孔灌浆结束之后全孔置换封孔压力。

灌浆施工全程进行抬动观测，未观测到明显抬动。灌浆检查完成后，抬动孔按灌浆孔封孔要求进行封孔。通过精心组织，本次灌浆无抬动。

2.2施工程序及工艺流程

应用自上而下卡塞灌浆法（见图1），固结灌浆的施工程序为：准备钻灌施工→Ⅰ序孔施工→Ⅱ序孔施工→压水检查孔施工。

2.3质量检查及评价

固结灌浆质量检查钻孔进行声波测试为主，压水试验为辅。检查采用单点法进行，其检查孔的数量不少于灌浆孔总数的5%，检查结束后进行灌浆和封孔。

灌后波速较灌前平均提高12%，单孔声波满足设计要求。

坝基固结灌浆检查孔压水试验透水率值大多数小于1.0Lu，最大透水率为2.15Lu，平均透水率为0.75Lu，均满足设计要求（不大于3Lu），孔段合格率为100%。

通过对坝基固结灌浆施工情况总结及灌浆成果资料和检查孔资料的综合分析后做出结论：孔段平均单位注入量的大小与其所处部位的基岩条件相关度较高；随着孔序的加密平均单位注入量呈现出明显的递减变化趋势，符合一般灌浆规律。

3灌浆施工质量控制措施总结

在灌浆施工之前，应组织相关人员进行技术交底工作，相关人员应进行岗位技术培训，考核合格者方可上岗，务必强调灌浆是良心工程。施工现场应实行旁站监控措施，施工班组重要的时自控，如有发现问题应及时采取措施进行处理。施工现场应做好相关的施工记录工作，并及时将施工资料整理出成果。对于灌浆已完成的情况进行评价，对于不合适的工序及时进行调整。

4结束语

综上所述，实践证明适当引用先进的施工工艺、施工设备，并在施工过程中不断完善及创新，动态优化施工参数，不仅能提高施工水平，还将大大提高施工工程的质量。总之，在此建议在整个施工过程中，我们应重视积累经验，不断提高施工队伍素质，尤其是在灌浆等方面能力的培养，以使施工队伍更能胜任工作的需求，从而不断提高工程质量。

参考文献：

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[2]黄剑飞.浅谈水库大坝灌浆施工技术方法与防渗加固处理方案特点[J].四川建材，2009，35（5）：128-129.

[3]夏可风.水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（DL/T5148-2001）[M].北京：中国电力出版社，2002