摘要：文章针对某水利水电工程实际情况，对其充填灌浆施工技术与帷幕灌浆施工技术的具体应用进行深入分析，提出施工技术要点，并通过实践得出该工程关键施工顺利完成，质量合格，所用灌浆技术合理可行，值得参考借鉴的结论，以此为类似工程项目提供可靠技术参考与借鉴。
关键词：水利水电工程；灌浆施工技术；帷幕灌浆
水利水电工程除险加固对保证水利水电设施运行稳定性和可靠性具有重要作用，能有效预防事故的发生。在目前的除险加固工程中，以灌浆施工技术最为常用，灌浆是一项有效、简单、方便、成熟且效果显著的技术措施。
一、工程概况
某水利水电灌浆工程拟定灌浆长度在1.56km左右，具有分布范围广和工程量大的特点。此外，施工现场大多是临水或临空面，场地较为狭小，基本没有可利用的道路，增大了施工组织的难度。现围绕该工程实际情况，对其灌浆施工技术的具体应用作如下深入分析。
二、充填灌浆施工
第一，待混凝土的实际强度达到设计要求的70%以后开始充填灌浆。第二，充填灌浆一般分成两个次序实施，且后序孔将顶孔包含在内。第三，在充填灌浆时，灌浆压力与浆液的水灰比均根据图纸要求确定，由监理工程师审核通过后严格执行。衬砌结构采用素混凝土，灌浆压力按0.2～0.3MPa控制；当衬砌采用钢筋混凝土时，灌浆压力按0.3～0.5MPa控制。一序孔采用水灰比为0.5～0.6∶1的浆液；二序孔使用水灰比为0.5～0.6∶1或1∶1的浆液。在空隙相对较大的区域，应使用水泥砂浆进行灌注，但要注意砂的掺加量不能超过水泥总重量的2倍。第四，在规定的灌浆压力条件下，灌浆孔不再吸浆，恒压保持10min之后即可完成灌浆。第五，若灌浆过程因故中断，应尽快恢复，当中断的时间超出30min时，应在恢复前进行清洗，如果恢复灌浆后发现灌浆孔不吸浆，则要重新进行钻孔与灌浆。第六，灌浆完成以后，应立即将钻孔中的污物与水排除干净，然后利用水泥砂浆进行封堵，将孔口抹平，从混凝土表面伸出的管应割除。第七，充填灌浆施工完成后进行质量检查，检查的方法为对检查孔进行注浆试验，也可直接取芯检查。检查的时间为灌浆完成7d或28d。在灌浆完成后，应根据相关要求把资料上交至监理工程师，由监理工程师进行孔位及灌浆质量等的检查。注浆法检查操作步骤为：向钻孔中灌注水灰比为2∶1的质量合格的泥浆，其灌注压力和之前灌浆施工时的压力完全相同，若注浆开始的前10min以内实际注入量小于10L，则视为质量合格。检查孔直接取芯检查：对钻孔进行探测并观察岩芯的实际情况，若浆液的充填达到饱满和密实，则视为质量合格。按照监理工程师提出的要求，采用以上方法实施质量检查，若检查发现未能满足以上标准的要求，则要按照监理工程师给出的要求及时处理。第八，完成对灌浆孔或检查孔的质量检查，并确认质量合格后，应尽快使用水泥砂浆对钻孔进行封堵，将钻孔封堵密实，同时对孔口处进行抹压，使其保持平整，平整度应达到所在部位对应的设计要求。
三、帷幕灌浆施工
帷幕灌浆施工工艺流程如图1所示。
（一）钻孔
1.孔位布置
布孔严格按照图纸要求于监理工程师指定位置实施，实际的钻孔位置和设计之间的偏差不能超过10cm。若因特殊原因必须对孔位进行调整，则应由监理工程师进行审批，通过后方可实施，此时要对实际的钻孔位置进行准确记录。
2.钻孔方式
帷幕灌浆孔，包括检查孔，都利用地质钻机与合金钻头施钻。另外，在覆盖层之内，还应进行泥浆护壁，将覆盖层中的灌浆孔钻好以后，向钻孔中放置保护管。
3.孔向与孔斜的控制
钻孔过程中，钻机必须保持平稳和牢固，现场利用罗盘对其立轴角度进行测量，要求与设计孔向完全相符。无论是灌浆孔还是检查孔都要做好孔斜的检测与控制，确保灌浆顺利完成，形成连续的帷幕。测斜利用专门的仪器进行，根据规范与图纸控制孔底偏差，若检测发现偏差超出允许范围，应立即采取措施纠偏，如果纠偏无效，则应重新进行钻孔。对于顶角在5°以内且对测斜提出明确要求的孔，其孔底偏差严格按照如下要求控制：当钻孔深度为20m时，单排孔的孔底偏差不能超过250mm；当钻孔深度为30m时，单排孔的孔底偏差不能超过450mm；当钻孔深度为40m时，单排孔的孔底偏差不能超过700mm；当钻孔深度为50m时，单排孔的孔底偏差不能超过1000mm；当钻孔深度为60m时，单排孔的孔底偏差不能超过1300mm。灌浆孔除孔口处的直径为76mm外，其他部位均为56mm；先导孔除孔口处的直径为91mm外，其他部位均为76mm；而检查孔全孔段直径均为91mm。具体的钻孔深度根据图纸确定，实际孔深和设计要求的孔深相差不能超过20cm，在终孔以后，孔中残留物总厚度不能超出200mm。在钻孔完成以后，应在孔口处塞入木塞保护，防止杂物掉进钻孔中。
4.钻孔冲洗与压水试验
（1）钻孔冲洗
所有灌浆孔在灌浆开始前都要进行冲洗。按照监理工程师的指示，利用风、水进行联合冲洗，也可利用导管以较大的水流量进行冲洗，冲洗的顺序为从孔底处向钻孔外部。冲洗时，压力按灌浆压力80%控制，如果压力超出了1MPa，则按1MPa计；风压一般按灌浆压力50%控制，如果压力超出了0.5MPa，则按0.5MPa计。
（2）压水试验
钻孔冲洗完成后、灌浆开始前进行压水试验。对于先导孔与检查孔，在灌浆开始前采用单点法实施压水试验，对于特殊部位，应采用五点法进行压水试验，而对于普通的灌浆法，可直接采用压水法来试验。试验中，压力按灌浆压力80%控制，其不能超过1MPa，连续压水20min，按照5min的时间间隔测读压水流量数值，将最后读取的数值作为计算值，采用透水率的形式表示，单位为Lu。在帷幕灌浆中，不论从上到下还是从下到上进行，对于检查孔，均需按照从上到下的顺序进行分段试验。
（二）灌浆
1.灌浆方法
帷幕灌浆应严格按照逐序加密基本原则实施，一般都分成两个次序，先对I序孔进行施工，再对II序孔进行施工。
2.镶孔口管
混凝土和基岩之间的接触段为第一段，应先行灌浆，在灌浆中使用双管循环，灌浆孔底部和射浆尾管之间的距离应控制在0.5m以内，在孔内实施循环灌浆。在灌浆完成后，利用水灰比为0.5∶1的水泥浆进行镶管，确保管比找平以后的混凝土表面高出10cm，避免泥水污物进入孔中，同时管嵌入到岩层中的长度应达到2m以上。
3.灌浆压力
灌浆压力根据图纸确定，灌浆时应做好对抬动情况的实时观测。在灌浆过程中，应尽可能快地达到设计要求的压力，但要注意当注入率相对较大时，应采用分级或者是间歇的方法来升压，以确保灌浆的压力和注入率保持匹配。实际的灌浆压力利用压力表测得，所用压力表的指针实际摆动范围不能超过灌浆压力的1/5，做好对摆动幅度的准确记录。为了使现场的操作与控制更加方便，可将压力表安装于自动记录仪的旁边，灌浆孔和压力表之间存在的管路，其长度应控制在30m以内。
4.浆液配比与变换标准
对于普通浆液，它采用以下五个比级：5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1和0.5∶1，在开灌时，应使用5∶1的比级；而对于细水泥浆，采用以下四个比级：2∶1、1∶1、0.8∶1和0.6∶1，在开灌时，应采用2∶1的比级。在灌浆过程中，若灌浆的压力恒定，实际注入率不断减少，则可不对浆液的水灰比进行改变。当发生以下条件其中一种时，都采用浓一个比级浆液进行灌注：注入量超过300L，同时压力保持不变；灌注的持续时间超过1h，同时压力保持不变；注入率超过30L/min。
5.灌浆结束标准
当实际灌浆压力达到最大设计压力，且注入率小于或等于1L/min时，恒压保持1h，之后即可完成灌浆。
（三）封孔
封孔是帷幕灌浆施工的最终环节，应引起施工人员的高度重视，避免封孔不到位导致帷幕灌浆施工质量达不到预期要求。在全孔灌浆结束且经监理工程师检查确认合格后，方可封孔。对于已经封闭的孔，应在孔中的浆液达到凝固以后，将孔中的浮浆与污水都清理干净。如果孔的上部存在超过3m的空余部分，应通过机械压浆来封孔。
四、结语
综上所述，灌浆是水利水电工程除险加固最常用和有效的技术措施。目前该工程的灌浆施工已经顺利完成，经检查确认质量合格，效果显著，所用灌浆施工技术合理可行，值得类似工程参考借鉴。
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作者:罗立荣 单位:中国水利水电建设工程咨询中南有限公司
