劉濤 邵紅

摘要：水利工程是我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)中的重點(diǎn)，水利工程直接關(guān)系到防洪抗旱和給水供水等工作。水利工程的質(zhì)量決定了其使用壽命，水利工程在實(shí)際的應(yīng)用中會(huì)有漏水、裂縫的情況，這些質(zhì)量問(wèn)題會(huì)誘發(fā)工程風(fēng)險(xiǎn)，不利于水利工程的安全使用。水利工程裂縫問(wèn)題上采用灌漿施工技術(shù)，目的是解決工程中的裂縫問(wèn)題，進(jìn)而保障水利工程結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。近幾年，隨著水利工程行業(yè)的發(fā)展，水利工程提高了對(duì)灌漿施工技術(shù)的重視度，在水利工程中全面落實(shí)灌漿施工技術(shù)，以此來(lái)延長(zhǎng)水利工程的壽命，并且確保水利工程在壽命期中的安全與穩(wěn)定。因此，本文主要探討水利工程中灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：水利工程;防滲處理;灌漿施工技術(shù)

Research on Grouting Construction Technology in Anti-seepage Treatment of Water Conservancy Projects

Tao Liu*， Hong Shao

1. Jinan Water Administration Supervision Detachment， Shandong 250014， China

2. Jinan Lashan Flood Diversion Project Management Station， Shandong 250014， China

Abstract： Water conservancy project is the key point in China’s infrastructure construction， which is directly related to flood control， drought relief， and water supply. The quality of the water conservancy project determines its service life. In the actual application， the water conservancy project will have water leakage and cracks. These quality problems will induce project risks， which is not conducive to the safe use of water conservancy projects. Grouting construction technology is used to solve the crack problem of water conservancy projects， so as to guarantee the overall quality of water conservancy project structure. In recent years， with the development of water conservancy engineering industry， the water conservancy project has increased the emphasis on grouting construction technology. The grouting construction technology has been fully implemented in the water conservancy project to extend the life of the water conservancy project and ensure the safety and stability of the water conservancy project during its lifetime. Therefore， this paper mainly discusses the application of grouting construction technology in water conservancy project.

Keywords： Water conservancy project; anti-seepage treatment; grouting construction technology

一、前言

隨著我國(guó)水利工程行業(yè)的發(fā)展，水利工程在我國(guó)社會(huì)生活中占有重要的地位，水利工程與民生存在著密切的聯(lián)系。為了提高水利工程的質(zhì)量要在工程中落實(shí)灌漿施工技術(shù)，這樣才能預(yù)防水利工程滲漏的問(wèn)題。灌漿施工技術(shù)能夠解決水利工程中的裂縫、滲漏等問(wèn)題，為水利工程創(chuàng)造良好的運(yùn)營(yíng)條件，優(yōu)化水利工程的環(huán)境。灌漿施工技術(shù)可以改善水利工程的質(zhì)量，確保水利工程處于安全的使用狀態(tài)。灌漿施工技術(shù)在水利工程中得到了充分的應(yīng)用，一來(lái)提升了水利工程的質(zhì)量水平，二來(lái)滿足水利工程的需求，保證了水利工程的綜合安全。

二、水利工程

水利工程對(duì)地表水和自然界的水起到調(diào)控、分配的作用，具有興利除害的作用[1]。水利工程與社會(huì)生產(chǎn)、人們生活有著密切的聯(lián)系，其可控制水流并預(yù)防洪澇災(zāi)害，提供優(yōu)質(zhì)的生活及生產(chǎn)用水。水利工程中包含多種結(jié)構(gòu)，如大壩、河堤、渠道、水閘等，這些結(jié)構(gòu)修建時(shí)均對(duì)質(zhì)量、密封性有著極高的要求，因而引進(jìn)了灌漿施工技術(shù)。滲漏是水利工程中常見(jiàn)的質(zhì)量病害，我國(guó)水利工程建設(shè)時(shí)間較早，其在現(xiàn)階段已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的滲漏破壞，灌漿施工技術(shù)逐漸成為水利工程中不能缺少的技術(shù)，灌漿施工技術(shù)完善了水利工程的應(yīng)用，穩(wěn)固了工程結(jié)構(gòu)。

三、灌漿施工技術(shù)

灌漿施工技術(shù)在水利工程中是把漿液灌入到由裂縫的壩體位置，改善壩體的運(yùn)營(yíng)條件。水利工程中組織的灌漿施工技術(shù)，最直接的目的就是修復(fù)滲漏的地方，維護(hù)壩體的整體性，灌漿施工的條件就是噴射灌漿，運(yùn)用高壓泵配合其他設(shè)備，如空壓機(jī)、高噴臺(tái)車等完成灌漿的過(guò)程[2]。灌漿施工技術(shù)實(shí)施的過(guò)程中會(huì)有壓力突增、突降的情況，此時(shí)出口位置的灌漿濃度會(huì)受到一定程度的影響，施工時(shí)需排除此類影響，保障灌漿濃度的合理性，促使灌漿施工技術(shù)能夠符合水利工程的標(biāo)準(zhǔn)。

四、水利工程中灌漿施工技術(shù)分類

灌漿施工技術(shù)在水利工程中主要起到修復(fù)、防滲的作用，列舉水利工程中灌漿施工時(shí)常用的幾類方法。

（一）壩體劈裂灌漿

水利工程中壩體劈裂灌漿的直接目的就是保障大壩結(jié)構(gòu)的防水抗?jié)B性能，減少壩體發(fā)生滲漏的次數(shù)[3]。水利工程大壩建設(shè)的過(guò)程中組織壩體劈裂灌漿技術(shù)，在水利大壩上順壩體的軸線劈開(kāi)再灌漿，這種壩體劈裂灌漿的方法能夠很有效的提升壩體整體結(jié)構(gòu)的防滲能力，進(jìn)而保障壩體的強(qiáng)度。壩體劈裂灌漿技術(shù)實(shí)施的過(guò)程中，灌漿滲入到大壩壩體結(jié)構(gòu)中逐漸與壩體融合起來(lái)，融合的過(guò)程中壩體和灌漿會(huì)相互作用，兩者越來(lái)越緊密。壩體劈裂灌漿成為現(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛的一類灌漿技術(shù)，滿足水利工程防滲修復(fù)的基本需求。

（二）防滲帷幕灌漿

防滲帷幕灌漿在水利工程中有一定的工藝順序，如下圖1所示，防滲帷幕灌漿也可以配合防滲墻施工技術(shù)，其在灌漿時(shí)遵循分序加密的原則，帷幕設(shè)計(jì)成三排孔、兩排孔及單排孔，三排孔的帷幕按照由兩邊向中間的順序灌漿，兩排孔的維護(hù)按照由下游向上游的順序灌漿，單排孔的帷幕采用三序施工的方法。防滲帷幕灌漿施工時(shí)需要布置好先導(dǎo)孔，一序孔中選擇好先導(dǎo)孔，也就是沿著先導(dǎo)孔完成防滲帷幕的灌漿操作。灌漿時(shí)漿液和水利工程壩體結(jié)構(gòu)接觸的時(shí)間不能低于24個(gè)小時(shí)，所有灌漿孔灌入漿液之后要檢查具體的灌漿情況，避免防滲維護(hù)灌漿中有冒漿漏漿、串漿等情況，這樣才能發(fā)揮帷幕的防滲作用。防滲維護(hù)灌漿施工技術(shù)對(duì)防水性的要求非常高，目的是保障水利工程的密閉效果，為了提高防滲帷幕灌漿的防水效果就要在施工中配合使用防滲墻，利用防滲墻補(bǔ)償防滲帷幕灌漿后的缺陷，加固整個(gè)壩體結(jié)構(gòu)。

（三）高壓噴射灌漿

高壓噴射灌漿是近幾年常用的一種灌漿施工方法。高壓噴射灌漿在水利工程中主要是運(yùn)用壓縮空氣產(chǎn)生的動(dòng)力把漿液噴射到壩體的巖層內(nèi)，漿液硬化固結(jié)后可以改變壩體巖層的結(jié)構(gòu)，填充壩體上有縫隙的位置，進(jìn)而處理好巖層中的滲漏問(wèn)題[4]。很多水利工程修建時(shí)，其土質(zhì)結(jié)構(gòu)需要根據(jù)水利工程的防水目的進(jìn)行改進(jìn)，因此在同一個(gè)水利工程項(xiàng)目中會(huì)有強(qiáng)弱不同的土層。這類工程比較適合采用高壓噴射灌漿的方法處理巖層的滲漏問(wèn)題，尤其是弱質(zhì)結(jié)構(gòu)的土層中更適合運(yùn)用高壓噴射灌漿技術(shù)。高壓噴射灌漿施工技術(shù)中的高壓空氣提供向孔內(nèi)灌入漿液所需的壓力，促使?jié){液能夠布滿鉆孔，進(jìn)而大壩的土層會(huì)和漿液相互作用，最終漿液會(huì)固結(jié)成具有抗水固化作用的結(jié)構(gòu)。高壓噴射灌漿技術(shù)不能用于特殊地質(zhì)及特殊地形中。此類技術(shù)雖然應(yīng)用廣泛但是有一定的技術(shù)要求，需根據(jù)水利工程施工現(xiàn)場(chǎng)的情況確定是否采用高壓噴射灌漿技術(shù)，以此來(lái)發(fā)揮高壓噴射灌漿技術(shù)在水利工程中的優(yōu)勢(shì)作用。

五、水利工程中灌漿施工技術(shù)案例

本文以某水利工程中的除險(xiǎn)加固項(xiàng)目為例，專門分析灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用，表明灌漿施工技術(shù)在水利工程中的重要作用。該案例重點(diǎn)是修復(fù)壩體上的裂縫，增強(qiáng)壩體的防滲能力，處理好漏水的問(wèn)題，從以下幾個(gè)方面探討灌漿施工技術(shù)在水利工程除險(xiǎn)加固中的具體應(yīng)用。

（一）項(xiàng)目背景

該水利工程為某河流上具有控制水流作用的設(shè)施，水利工程的水庫(kù)容量約2098萬(wàn)m3，水庫(kù)大壩的長(zhǎng)度是406m，河床距離地面的高程數(shù)值為967.2m，壩頂?shù)膶?shí)際高程為983.21m。該水利工程的水庫(kù)建庫(kù)時(shí)間比較久，始建于1990年，為三類水庫(kù)，防洪標(biāo)準(zhǔn)是20a一遇。水利工程的工作人員對(duì)水庫(kù)進(jìn)行校驗(yàn)、勘察后，在2017年3月展開(kāi)除險(xiǎn)加固工作，參照《土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定設(shè)計(jì)灌漿技術(shù)，致力于加固該水庫(kù)大壩結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)其使用壽命，維護(hù)水庫(kù)大壩結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

（二）前期勘察

該除險(xiǎn)加固案例進(jìn)行灌漿施工以前先組織了勘察工作，施工人員通過(guò)勘察的方法了解水庫(kù)大壩的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上整理好灌漿施工技術(shù)的相關(guān)工作[5]。施工人員勘察時(shí)要全面、仔細(xì)，明確水庫(kù)壩體上基礎(chǔ)堆石體的間隙，并且做好分類施工的工作。灌漿前要把水庫(kù)大壩的壩體劃分成不同的段，根據(jù)每段壩體的實(shí)際情況組織灌漿技術(shù)，還要在壩體上布置單排孔隙，分層有序的灌入漿液，具體可以參考下圖2。工程中采用孔底注漿的方法，促使每個(gè)孔隙中都充滿漿液，灌漿期間要綜合控制灌入的速度，遵循少灌多復(fù)的原則，依次完成現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備工作。前期勘探工作完成后要組織灌漿前的準(zhǔn)備工作，列舉該案例中準(zhǔn)備工作的內(nèi)容，如：1. 案例現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備好所需的物資材料，包括灌漿原材料、機(jī)械設(shè)備、人員配置以及作業(yè)場(chǎng)地。案例現(xiàn)場(chǎng)組織施工人員開(kāi)始制備灌漿使用的漿液，根據(jù)灌漿設(shè)計(jì)方案檢查灌漿泵容量是否調(diào)整合適，標(biāo)注出現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸漿液的距離，優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)灌漿的施工條件，避免出現(xiàn)影響灌漿的因素，這樣才能保障灌漿施工的順利實(shí)施;2. 施工人員在大壩除險(xiǎn)加固的施工現(xiàn)場(chǎng)選擇合適的觀測(cè)位置，把觀測(cè)設(shè)備埋入到指定的觀測(cè)位置，以便準(zhǔn)確記錄觀測(cè)的數(shù)據(jù);3. 灌漿施工準(zhǔn)備工作中現(xiàn)場(chǎng)組織試驗(yàn)操作，目的是確保灌漿漿液材料符合除險(xiǎn)加固大壩結(jié)構(gòu)的需求，避免影響大壩壩體的穩(wěn)固性。

（三）灌漿施工

灌漿施工在該除險(xiǎn)加固項(xiàng)目中總共分為5個(gè)步驟，如下圖3所示。根據(jù)下圖分析灌漿施工技術(shù)的操作方法。

1. 制孔工藝

大壩除險(xiǎn)加固的施工現(xiàn)場(chǎng)布置灌漿的孔洞，按照上文所述的布孔原則，該案例總共布置了109個(gè)灌漿孔，標(biāo)記好布孔的位置之后使用鉆機(jī)鉆入，先稀疏的鉆孔再加密鉆孔的點(diǎn)位，該案例的施工方案中要求鉆孔集中在大壩的內(nèi)坡和外坡結(jié)構(gòu)，主要是大壩壩體上有裂縫滲水的情況，根據(jù)大壩每個(gè)階段加高層的實(shí)際要求控制好鉆孔鉆入的深度。

2. 制作漿液

準(zhǔn)備工作中已經(jīng)組織了漿液制作，一直到灌漿時(shí)完成漿液的制作工藝，該案例采用的是濕法制漿工藝，制漿的過(guò)程中需使用攪拌機(jī)持續(xù)攪拌，并且要全程監(jiān)控制漿的過(guò)程，避免漿液的密度不合適，一定要保障漿液密度能夠達(dá)到規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)[6]。案例中制漿時(shí)要求操作人員把漿液的容量控制到1.3g/cm3-1.5g/cm3之間，防止?jié){液在灌入到鉆孔內(nèi)后出現(xiàn)不密實(shí)的情況。

3. 灌漿技術(shù)

大壩除險(xiǎn)加固項(xiàng)目中灌漿技術(shù)要有計(jì)劃的進(jìn)行，灌漿操作中需為每位施工人員分配好相對(duì)應(yīng)的工作，全面控制好灌漿施工的過(guò)程，確保灌漿施工工作能夠處于規(guī)范性的狀態(tài)[7]。該案例中選擇了填充式的灌漿方法，先在壩體的上游灌入漿液，再到壩體的下游灌入，最后是壩體的中游結(jié)構(gòu)，逐漸循環(huán)灌入漿液，這樣的方法能夠提高壩體灌漿后的穩(wěn)固度。

4. 封孔工藝

灌漿操作之后就是封孔工藝，封孔不僅能夠維護(hù)灌漿施工的質(zhì)量，還能美化壩體的外觀。封孔的過(guò)程中檢查灌漿的施工效果，防止灌漿孔位置有下沉的情況。灌漿施工中有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際灌漿操作時(shí)的漿液會(huì)超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，向孔內(nèi)接連灌入了3次漿液之后無(wú)繼續(xù)下滲的情況就可以組織封孔施工。該案例中直接使用泥球封孔，保護(hù)壩體結(jié)構(gòu)的整體。

5. 技術(shù)檢查

壩體除險(xiǎn)加固項(xiàng)目中灌漿完成后組織質(zhì)量檢查，主要是檢查壩體結(jié)構(gòu)是否連續(xù)，還要檢查壩體的密度，滲流量等參數(shù)。灌漿結(jié)束后的1個(gè)月組織技術(shù)檢查，該案例于2017年7月底組織了技術(shù)檢查，現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員開(kāi)挖了2個(gè)檢查井，分別布置在主壩0+230和副壩0+160的位置，檢查灌漿的技術(shù)效果，檢查井最底部高程未超過(guò)該水庫(kù)的實(shí)際水位，井的深度為6.2m，高程是904.3m，經(jīng)過(guò)檢查后確定灌漿技術(shù)合格，技術(shù)人員整理了現(xiàn)場(chǎng)資料并存入檔案，完成了此次除險(xiǎn)加固項(xiàng)目。

六、水利工程中灌漿施工技術(shù)的質(zhì)量控制

水利工程中對(duì)灌漿施工技術(shù)提出質(zhì)量控制的要求，根據(jù)下圖4列舉質(zhì)量控制的措施，保證灌漿施工技術(shù)的順利實(shí)施。

（一）控制鉆孔質(zhì)量

鉆孔是水利工程灌漿施工的前提條件，鉆孔為灌漿提供了滲入的路徑，灌漿施工過(guò)程中需嚴(yán)格控制好鉆孔的質(zhì)量，這樣才能保障灌漿施工的有序進(jìn)行[8]。鉆孔質(zhì)量控制上，首先要控制好鉆孔的孔位，根據(jù)施工圖紙中設(shè)計(jì)好的鉆孔孔位組織放樣測(cè)量工作，要求實(shí)際鉆孔孔位和設(shè)計(jì)的偏差不能超過(guò)10cm，鉆機(jī)鉆入到設(shè)計(jì)的深度之后由現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)理人員驗(yàn)收。鉆孔驗(yàn)收合格之后再繼續(xù)鉆孔，如果鉆孔施工現(xiàn)場(chǎng)有突發(fā)事故，就要暫停鉆孔，由施工人員、設(shè)計(jì)人員和監(jiān)理人員共同參與解決突發(fā)事故，全面維護(hù)鉆孔的質(zhì)量。

（二）控制灌漿質(zhì)量

灌漿質(zhì)量控制中要控制好灌入漿液的實(shí)際壓力，避免有灌漿壓力過(guò)大或過(guò)小的情況。灌漿壓力控制時(shí)應(yīng)該安排專業(yè)的人員，這樣才能保障灌漿施工的專業(yè)性，維護(hù)灌漿施工的質(zhì)量。相鄰鉆孔比較近時(shí)，鉆孔內(nèi)灌漿之后應(yīng)該檢查漿液是否有串口的情況，同時(shí)還要檢查灌漿過(guò)程中是否有漏漿的問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)灌漿的合理性，嚴(yán)格規(guī)范灌漿的施工過(guò)程，促使灌漿能夠符合施工的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

七、結(jié)束語(yǔ)

本文總結(jié)了灌漿施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用。灌漿施工技術(shù)改善了水利工程的使用環(huán)境，保證其在水資源調(diào)節(jié)中的安全與可靠性。文中列舉了水利工程中灌漿施工技術(shù)的幾點(diǎn)應(yīng)用，為工程提供可參考的技術(shù)案例，促使灌漿施工技術(shù)能夠在水利工程中發(fā)揮有效的作用，進(jìn)而體現(xiàn)出灌漿施工技術(shù)在水利工程中的作用。

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通訊作者：劉濤，1993年8月，男，漢，山東萊蕪人，工程師，任職于濟(jì)南市水政監(jiān)察支隊(duì)。研究方向：水利工程。