水利水电工程灌浆施工技术要点分析

1 引言

水利水电工程作为国家基础设施建设的重要组成部分，对于水资源的合理调配、防洪减灾以及电力供应等方面发挥着不可替代的作用。而灌浆施工技术作为水利水电工程建设中的一项核心技术，直接关系到工程的质量与安全。在大坝、水闸、隧洞等各类水利水电设施的建设中，常常会遇到地基软弱、岩石破碎、结构存在缝隙等问题，这些问题若得不到妥善解决，将会严重影响工程的稳定性和防渗性能，甚至引发安全事故。灌浆施工技术能够有效地改善地基条件，增强建筑物的整体性和抗渗能力，从而确保水利水电工程的可靠运行。因此，深入研究和掌握灌浆施工技术要点，对于提高水利水电工程建设水平具有重要的现实意义。

2 灌浆施工技术概述

灌浆施工的基本原理是借助压力作用，将具有流动性和胶凝性的浆液，如水泥浆、水泥砂浆、化学浆等，通过钻孔或预埋的灌浆管，注入到地基土体或建筑物的缝隙、空洞之中。当浆液在压力驱动下进入这些孔隙或裂缝后，会逐渐扩散、填充，并在一定时间内发生凝结硬化，与周围的土体或岩体紧密结合，形成一个强度较高、抗渗性能良好的整体结构。例如，在大坝地基灌浆中，浆液填充地基岩石的裂隙，提高岩石的整体性和承载能力，同时阻止地下水的渗漏，保障大坝的稳定性和安全性。

3 水利水电工程灌浆施工技术要点

3.1 灌浆材料的选择

水泥是最常用的灌浆材料之一，具有胶凝性好、结石强度高、施工方便、成本相对较低等优点。在选择水泥时，通常优先选用硅酸盐大坝水泥或普通硅酸盐水泥，对于特殊工程，如抗酸要求较高的环境，可采用抗酸水泥等特种水泥。水泥的细度对灌浆效果有着重要影响，一般要求水泥颗粒的粒径小于裂隙宽度的 1/3-1/5，这样才能保证浆液能够顺利灌入细小裂缝，且细粒水泥的浆液稳定性好，不易沉淀分离，水化反应充分，强度高，胶结牢固。除水泥外，粉煤灰也常作为掺合料加入到灌浆材料中。粉煤灰的加入可以改善浆液的性能，如增加浆液的流动性、降低水泥用量从而减少成本、提高浆液的后期强度和耐久性等。外加剂在灌浆材料中同样起着关键作用，常见的外加剂有减水剂、膨胀剂、速凝剂等。

3.2 钻孔施工要点

在进行灌浆钻孔施工时，合理确定钻孔顺序对于保证灌浆质量和提高施工效率非常重要。一般遵循分序加密的原则，先施工 I 序孔，然后依次施工Ⅱ序孔、Ⅲ序孔等。这样可以通过后续序孔的施工，对前序孔的灌浆效果进行检查和补充，同时也有利于控制灌浆压力和浆液的扩散范围，提高灌浆的均匀性和密实度。在钻孔过程中，严格控制孔斜是保证灌浆质量的关键。尤其是在帷幕深孔灌浆中，孔斜过大可能导致相邻钻孔之间无法有效搭接，影响防渗效果。为控制孔斜，在钻机安装时，要确保钻机平稳，钻头和钻杆中心与钻孔设计中心对准，偏差应控制在允许范围内。在钻进过程中，可采用测斜仪等设备实时监测孔斜情况，一旦发现孔斜超出允许范围，应及时采取纠偏措施，如调整钻机角度、采用扶正器等。此外，在不同地层钻进时，要根据地层特性合理调整钻进参数，如在松软地层中适当降低钻进速度，避免因钻速过快导致孔斜过大。

3.3 冲洗施工要点

高压水冲洗是最常用的冲洗方法之一。在冲洗时，将高压水管插入钻孔或裂缝内，通过高压水的强大冲击力将孔内或裂缝内的杂质冲出。冲洗压力一般根据地质条件和钻孔深度等因素确定，通常在 0.3-0.5MPa 之间。在冲洗过程中，要注意观察冲洗水的颜色和浑浊度，当冲洗水变清且无明显杂质流出时，表明冲洗基本合格。同时，要控制冲洗时间，避免因冲洗时间过长对孔壁或裂缝壁造成冲刷破坏。

3.4 灌浆顺序与方式

3.4.1 灌浆顺序的确定

合理的灌浆顺序对于提高灌浆施工的适用性和作业质量至关重要。在帷幕灌浆作业中，常采用分排分序逐渐加密的灌浆流程，即先施工下游排孔，再施工上游排孔，最后施工中间排孔。这样的顺序有利于先形成下游的防渗屏障，阻挡部分水流，然后逐步加密灌浆孔，提高防渗效果。对于固结灌浆，一般采用先周边排、再中间排的灌浆方案，通过先对周边区域进行灌浆加固，形成一个相对封闭的空间，然后再对中间区域进行灌浆，可有效防止浆液流失，提高灌浆的密实度和加固效果。

在实际施工中，还需根据地质条件、工程结构特点等因素对灌浆顺序进行适当调整。例如，在岩层破碎、渗透性较大的区域，可适当增加灌浆孔的排数和序次，先进行低压、稀浆的灌浆，初步填充大的裂隙，然后再逐步提高灌浆压力和浆液浓度，进行加密灌浆；在地质条件较好、渗透性较小的区域，则可适当简化灌浆顺序，减少施工成本和时间。

3.4.2 灌浆方式的选择

循环式灌浆和纯压式灌浆是两种主要的灌浆方式。循环式灌浆是指当灌浆量超过孔槽吸浆量时，多余的浆液会通过回浆管返回搅拌机中循环利用。这种方式的优点是浆液始终处于流动状态，能够有效减少颗粒沉淀问题，提高灌浆质量，适用于大多数灌浆工程。循环式灌浆又可分为孔口循环和孔内循环，孔口循环是指浆液仅在孔口进行循环，属于纯压式循环的一种改进；孔内循环则是在内外管空隙间进行循环，通过控制内管和外管的直径和间距，使浆液在孔内形成循环流动，进一步提高灌浆的均匀性和效果。

纯压式灌浆是直接将浆液压入钻孔内，不需要进行浆液的循环。该方式适用于裂缝较大的岩层施工，在施工时，要严格控制钻孔深度，一般将深度控制在 10-12m 范围内，同时使用浓稠的浆液，以确保浆液能够在较大裂缝中有效填充。然而，纯压式灌浆的缺点是容易造成细小裂隙的堵塞，且无法对多余浆液进行回收利用，在孔深较大或土层裂缝较小的工程中应用受到一定限制。

4 结论

综上所述，灌浆施工技术作为水利水电工程建设的核心技术之一，其施工要点涵盖材料选择、钻孔、冲洗、灌浆顺序与方式等多个关键环节。通过合理选择灌浆材料并严格控制质量，采用合适的钻孔设备和工艺保证钻孔精度，运用有效的冲洗方法清理钻孔和裂缝，以及科学确定灌浆顺序和方式，能够显著提高灌浆施工质量，增强水利水电工程的稳定性和防渗性能。结合实际工程案例可以看出，遵循这些技术要点进行灌浆施工，能够取得良好的工程效果。展望未来，随着智能化、精细化和绿色环保等技术的发展，灌浆施工技术将不断完善和创新，为水利水电工程建设提供更有力的技术支撑，推动水利水电事业持续健康发展。

参考文献

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