水利水电工程灌浆施工技术与质量管理的探究

灌浆技术是利用压力将具有流动性和胶凝性的浆液通过钻孔注入岩体裂隙、土层空隙或混凝土裂缝、接缝中，使其充填、胶结、硬化，有效改善工程地质条件、提高地基稳定性与强度。灌浆技术中帷幕灌浆形成连续防渗体，降低坝基渗透压力，防止管涌、流土等渗透破坏；固结灌浆则发挥提高岩体弹性模量，减少不均匀沉降的作用，回填灌浆能够消除混凝土与围岩之间的空腔，保障联合受力；灌浆加固后的地基稳固性、安全性大幅度提高，水利水电工程的抗震能力明显提升。

1 工程概况

以锦屏二级水电站工程为例，锦屏二级水电站作为世界级深埋长隧洞引水式电站，其复杂地质条件下的灌浆技术应用与质量管理体系，对工程安全至关重要。该水电站位于雅砻江干流，最大埋深2525m，引水隧洞总长120km。高地应力（最大 42MPa）、高压涌水（最高压力 10.2MPa）、断层破碎带（如F6 断层）。隧洞衬砌防渗、围岩加固、突涌水治理，总灌浆量超80 万延米。技术难点为：高压动水封堵，涌水速度＞200m³/h 时传统浆液易冲蚀；岩体微裂隙发育，普通水泥浆可注性差；高地应力变形，灌浆后围岩二次变形风险。

2 水利水电工程灌浆技术施工要点

2.1 施工准备

首先，地质勘察。针对坝基F6 断层带，在原勘察孔基础上加密为间距20m，钻孔取芯率 ⩾92% 。采用钻孔电视成像探测裂隙产状，绘制三维裂隙网络模型。 该工程发现左岸高程 220m 处有隐伏溶洞，采用跨孔CT 物探确定边界。其次，灌浆材料选型与配比。 通 过材 应性试验选择合适材料，该工程采用湿磨细水泥（D95≤20μm），比表面积≥800m2/kg，满足细微裂缝灌注 ，浆液析水率 ⩽3% ，结石强度≥15MPa。断层带加入速凝剂，初凝时间缩短到45 分钟；动水区采用触变剂，抗水流冲刷能力提高 80% 。浆液配比阶梯验证见图1。利用该流程最终采用5 级水灰比，每级持续灌注20 分钟[1]。

图1 浆液配比阶梯验证流程

2.2 钻孔施工

首先，钻孔选型依据见表1。钻头和钻具要结合工程实际需求进行优化：金刚石钻头用于坚硬玄武岩；PDC复合片钻头用于砂页岩互层。

其次，钻孔精度控制。通过孔位放样，通过全站仪定位，误差≤5cm；孔口管安装的方向角校准≤0.5°。孔斜控制手段为：（1）采用电子测斜仪每10m 测斜 1↖ ，80m 孔深偏差 <0.8^∘ °。（2）采用钻铤+扶正器，钻铤直径＞孔径 20% ，破碎带孔斜降低 40% 。（3）缓转速钻进 (<200rpm) ），砂页岩层转速为 120rpm ，有效降低孔壁坍塌率。

最后，岩芯采取与地质编录。该工程F6 断层带 RQD 值为 18% ，采用双管取芯+全程录像，确定断层泥厚度1.2m。通过岩芯扫描仪自动识别裂隙参数，倾角 52^∘+3^∘ ；开度 0.15～3.5mm; ；填充物为方解石+黏土。

2.3 灌浆施工技术

2.3.1 高压旋喷灌浆施工

该工程采取三重管法，适用砂卵石、漂石，桩径范围 1.2～2.5m ，核心参数为：水压35～40MPa；气压0.7～0.9MPa；浆压 1.0～2.0MPa ；旋转速度为 8～12rpm 。施工要点为：（1）孔位与垂直度控制。采用全站仪放样，孔口设导向架；将钻机调平精度 ⩽0.5^∘ ，每5m 测斜，允许偏差 <1% ，该工程 28m 深孔终孔偏斜 0.3m ，垂直度达到标准。（2）分段注浆。松散砂层每层高度0.5m，复喷1 次，可达到防缩径效果；卵石层每层高度为0.3m，采用降速+增量复喷，可击碎漂石；基岩接触带每层高度为 0.2m，静压灌浆30s，可增强结合性[2]。

2.3.2 帷幕灌浆施工技术

首先，采用分层分序施工，三序孔渐进加密技术目标见表 2。根据I 序孔透水率动态加密： Lu>50 区域，增补加密孔到 1.5m 间距；Lu＜3 区域，取消部分 III 序孔。确定孔深流程：帷幕底线→深入相对不透水层→岩体透水率≤3Lu→该工程孔深为 0.7 倍坝高→主帷幕106m/副帷幕 65m。

表2 三序孔渐进加密

其次，孔口封闭法施工要点。钻孔孔径φ76mm，采用金刚石钻头配合每10m 测斜；孔口罐安装埋深≥2m，水泥砂浆固结，实现该工程抗拔力≥8MPa；分段长度为 5～6m/♯ ，破碎段缩短为 3m；灌浆压力采用分级升压：0.3PMa→0.6MPa→1.0MPa，最大压力不可超过 4.5MPa。

3 水利水电工程灌浆施工的质量管理对策

3.1 加强灌浆施工质量检测

首先，针对浆液性能、灌浆参数、地层响应采取个性化智能检测技术。通过在线密度仪+AI 配浆系统对浆液性能进行检测，该工程浆液密度波动 ⩽0.03g/mⁱ ,结石强度合格率提高 115% ；灌浆参数采用灌浆自动记录仪检测，通过P-Q-t 曲线呈现，该工程在压力超限后自动停泵，抬动事故下降 90%: ；采用分布式光纤传感器对岩体应变进行实时监测，该工程裂隙填充均匀度提高 30% 。其次，灌浆施工质量采用“三梯次”检测法，每100 延米设置1 个检查孔，断层带采用跨孔 CT+声波测试进行验证[3]。“三梯次”检测流程图见图1。

图1 “三梯次”检测流程图

3.2 完善灌浆质量控制制度

采用四级责任追溯体系：（1）操作层。责任主体为班组，采用施工二维码标识，若发现孔深不足则罚款 2000元/孔。（2）技术层。责任主体为质检工程师，通过灌浆参数云平台审批，超压灌浆则暂停职务。（3）决策层。责任主体为项目总工，通过质量风险动态评估模型，Lu 值超标扣绩效 10% 。（4）监督层。责任主体为第三方检测结构，采用盲样抽检，发现第三方机构数据造假则列入黑名单。

4 结束语

灌浆技术应用，有效封堵渗漏通道，避免长期渗流导致的溶蚀、化学侵蚀等问题，减少了后期补强维修的频率，水利水电工程全生命周期成本可降低 20～40% 。在合理应用灌浆施工技术的同时加强质量管理，实现风险前置防控、明确验收标准以保障工程质量，不论是建设期投入成本还是运维阶段成本控制均有良好的效果。本文结合具体水利水电工程灌浆施工案例分析，可知明确施工技术要点并加强质量管理，是提高工程施工质量的关键，有效提高水利水电工程的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]滕守钦.水利水电工程灌浆施工技术与质量管理对策探析[J].中国设备工程,2025(5):246-248.

[2] 韦良超. 水利水电工程灌浆施工技术与质量管理对策探究[J]. 中国科技期刊数据库 工业A,2025(1):086-089.

[3]周宏杰.水利水电工程灌浆施工技术与质量管理的探究[J].工程建设与设计,2025(11):211-213.