水利水电工程施工中的灌浆施工技术

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，在防洪抗旱、农田灌溉、水力发电等方面发挥着不可替代的作用。随着我国水利水电事业的蓬勃发展，越来越多的水利水电工程项目相继开工建设。灌浆施工作为水利水电工程建设过程中的一项关键技术，直接关系到工程的质量和安全。如何进一步优化灌浆施工工艺，强化灌浆质量控制，成为当前水利水电工程建设领域的一个重要课题。

一、灌浆施工技术概述

灌浆施工技术是指将具有一定流动性和凝结硬化能力的浆液材料，通过专用设备压入岩土体或构筑物的裂隙、孔隙之中，从而达到填充加固、止水封堵的一项工程技术。灌浆施工广泛应用于水利水电、铁路、公路、矿山、建筑等工程领域。在水利水电工程建设中，灌浆施工主要用于堤坝基础、坝肩岸坡、岩基等部位的加固处理，以提高建筑物的整体稳定性和抗渗性能。

灌浆施工技术经过长期的工程实践和理论研究，已经形成了较为成熟的施工工艺和质量控制体系。一般来说，灌浆施工可分为压力灌浆和无压灌浆两种方式。压力灌浆是指在一定的压力作用下，将浆液压入岩土体的裂隙之中；无压灌浆则是利用浆液自身的重力和扩散作用，使其渗透到孔隙之中。两种灌浆方法各有特点，需要根据工程实际情况合理选用。

从灌浆材料来看，常用的灌浆材料有水泥浆、粘土浆、化学浆液等。其中，水泥浆凝结硬化后强度高、耐久性好，是应用最为广泛的一种灌浆材料。但对于一些特殊的工程环境，例如需要快速凝固、耐酸碱腐蚀的情况，则需要选用性能更加优异的化学灌浆材料。

二、灌浆施工技术在水利水电工程中的应用

（一）灌浆施工工艺

在水利水电工程灌浆施工中，通常采用分段式灌浆和一次性灌浆两种施工工艺。分段式灌浆是指将灌浆段分成若干个单元段，逐段进行灌浆，直至全部完成。该方法适用于岩层破碎、完整性差的地质条件。一般可按照自下而上的顺序进行灌浆，每段灌浆高度控制在 3^～5m ，便于施工控制。

一次性灌浆则是在整个灌浆段一次性完成灌浆作业，对灌浆设备和浆液材料的性能要求较高。该工艺适用于岩层完整性好、裂隙发育不明显的地质条件。在采用一次性灌浆时，要注意控制升压速率和最终压力，灌浆孔深度一般应大于 10m，以保证浆液扩散范围和固结强度。在实际灌浆施工中，还需要遵循先易后难、先浅后深的基本原则，做好施工参数的动态调整。对于复杂地质条件，例如溶洞发育、高压涌水等情况，要进行针对性的施工处理，确保灌浆效果。

（二）灌浆孔施工要点

灌浆孔是灌浆施工的通道，其施工质量直接影响灌浆的效果。在钻进灌浆孔时，应严格控制孔斜和孔径的偏差，尤其对于深孔灌浆，孔斜偏差不宜超过1%。同时，要做好孔壁的清洗和护壁，避免孔壁坍塌和浆液外溢。对于帷幕灌浆等大型灌浆工程，一般采用多排多序孔布置方式。在施工时需要严格按照序号进行灌浆，即先完成初序孔灌浆，再进行复序孔施工，两序孔施工应交错布置。在复序孔灌浆过程中，初序孔可作为导向孔和检查孔，有利于掌握浆液扩散情况和孔内压力变化规律。

（三）灌浆压力与浆液配比

灌浆压力和浆液配比是影响灌浆质量的两个关键因素。灌浆压力要根据岩层的渗透性、完整性、灌浆段埋深等因素综合确定。压力过小达不到理想的灌浆效果，压力过大则可能引起岩层的局部破坏，形成水力裂缝。在施工中可采用分级升压法，在压力监测的基础上，合理控制升压梯度和最大压力值。浆液配比需要通过室内试验和现场试验相结合的方式进行优化。一般根据灌浆材料的类型、灌浆压力、岩层特性等因素，选择合适的水灰比和掺合料比例。浆液的流动度和凝结时间也要控制在合理范围内。例如，当采用水泥浆灌浆时，初凝时间宜控制在 23 小时，终凝时间宜控制在 810 小时。必要时可通过掺加减水剂、早强剂等外加剂，调节浆液性能。

三、灌浆施工质量控制措施

（一）建立健全质量管理体系

灌浆施工涉及方案设计、材料选用、设备操作、过程控制、检测验收等多

个环节，需要建立健全的质量管理体系。施工单位要制定完善的质量管理制度和操作规程，明确各岗位人员的职责和权限，做到责任落实到人。同时，要加强对施工人员的技术培训和安全教育，提高其专业素质和责任意识。

质量监督部门要加大对灌浆施工的巡查力度，重点检查关键工序和薄弱环节的施工情况。对发现的质量问题要及时指出并督促整改，对违规操作的行为要严肃处理。

（二）加强材料质量控制

灌浆材料的质量直接决定灌浆的效果。施工单位应选用质量可靠、性能稳定的灌浆材料，进场材料必须经过严格的验收和检测。对水泥、粉煤灰、外加剂等主要原材料，要重点控制其强度、细度、含水率等技术指标。在浆液配制过程中，要严格计量，确保各组分的配比准确。对制备好的浆液，要及时进行性能检测，合格后方可使用。

针对一些特殊的灌浆材料，例如超细水泥、瓜尔胶等，要针对性地开展配合比设计和性能评价。可采用粒度分析、流变测试、渗透试验等方法，优化材料组成和配制工艺。对于现场使用的大宗浆液材料，宜采用集中配制的方式，由专人负责，确保浆液质量的一致性。

（三）做好施工过程控制

在灌浆施工过程中，要加强关键参数的监测和控制。一是孔内压力的监测。可在灌浆管路上安装压力表，实时监测孔内压力变化，一旦发现异常，要及时分析原因并采取措施。二是浆液灌入量的控制。要结合岩层特性、灌浆压力等因素，合理控制每个灌浆段的浆液灌入量。过量灌注会降低灌浆的经济性，而灌浆量不足又达不到设计要求。

在灌浆结束后，还应做好灌浆孔的封堵处理，防止出现返浆现象。对于有涌水的灌浆孔，可采用塞孔器等专用装置进行封堵。灌浆施工完成后，要及时对施工记录、自检资料等进行收集和整理，确保资料的完整性和准确性，为后期的质量检查验收提供依据。

（四）强化灌浆效果检验

灌浆施工完成后，要及时开展质量检验工作，评价灌浆的实际效果。可采用钻芯法、压水试验法、超声波检测法等方法，综合分析灌浆的密实度、渗透性等性能指标。对于有质量缺陷的部位，要及时采取补救措施，必要时需进行二次灌浆。

针对不同灌浆工程的特点，要制定相应的检验评定标准。例如，对于帷幕灌浆工程，主要检查灌浆帷幕的完整性、连续性和渗透性；而对于堤坝基础加固灌浆，则重点评价基础的承载力和变形性能。在检验过程中，要注重定性与定量分析相结合，充分利用现代检测技术，提高质量评定的科学性和可靠性。

结语：综上所述，灌浆施工技术作为水利水电工程建设的关键技术，在保障工程质量安全、提高工程综合效益方面发挥着不可替代的作用。工程实践表明，做好灌浆材料优选、科学设计灌浆方案、强化灌浆质量控制是确保灌浆效果的重要举措。展望未来，灌浆施工技术要朝着智能化、环保化、装配化的方向持续创新，以满足日益提升的工程建设需求。

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