浅析水利水电施工中的高压喷射灌浆技术

浅析水利水电施工中的高压喷射灌浆技术【摘要】本论文首先对基础灌浆的分类进行了说明，然后分析了施工中常见问题处理措施，最后论文详细阐述了基础灌浆施工技术在水利工程中的应用。【关键词】水利水电，高压喷射，灌浆技术中图分类号：TV文献标识码：A一、前言随着当今水利工程施工水平的不断提高，水利工程的管理中对基础灌浆施工技术的要求也日益渐高。因此，积极采用科学的施工技术、不断完善施工技术管理就成为当前一项十分紧迫的问题。二、基础灌浆的分类1、岩石基础灌浆岩石基础灌浆（简称基岩灌浆），就是将某种具有流动性和胶凝性的浆液，按一定的配比要求，通过钻孔用灌浆设备压入岩层的（裂）隙中，经过硬化胶结后，形成结石，以提高基岩的强度与整体性，改善基岩的抗渗性。基岩灌浆处理要在分析研究基岩地质条件、建筑物类型和级别、承受水头、地基应力和变位等因素后选择确定。2、基岩灌浆的分类（1）、帷幕灌浆布置在靠近上游迎水面的坝基内，形成一道连续的防渗幕墙。其目的是减少坝基的渗流量，降低坝底渗透压力，保证基础的渗透稳定。帷幕灌浆的深度主要由作用水头及地质条件等确定，较之固结灌浆要深得多，有些工程的帷幕深度超过百米。在施工中，通常采用单孔灌浆，所使用的灌浆压力比较大。（2）、固结灌浆 其目的是提高基岩的整体性与强度，并降低基础的透水性。当基岩地质条件较好时。一般可在坝基上、下游应力较大的部位布置固结灌浆孔；在地质条件较差而坝体较高的情况下，则需要对坝基进行全面的固结灌浆，甚至在坝基以外上、下游一定范围内也要进行固结灌浆。灌浆孔的深度一般为5～8m，也有深达15～40m的.各孔在平面上呈网格交错布置。通常采用群孔冲洗和群孔灌浆。三、施工中常见问题处理措施1、灌浆中断在灌浆施工过程中，因为停电、浆液堵塞、输浆管破裂及机械故障等原因均会导致灌浆的中断。因此，在灌浆施工之前及其过程之中做好预防措施是非常必要的。其预防措施主要包括：应采用性能符合要求的输浆管材，且在施工时应经常检查并确保其连接牢固、无破损和堵塞现象；应确保灌浆泵的性能能够满足施工的需要，在最大的灌浆压力下能够持续地进行长时间的工作，并在施工中注意做好保养工作，在每次灌浆完成以后都要对灌浆泵进行认真地清洗；应对压力表进行及时校正，确保符合要求；高压灌浆阀门、隔浆塞等部件同样应及时清洗；水电系统方面应做到定期检查和保养。而一旦发生灌浆的中断，应立即采取措施尽量缩短中断的时间，争取尽早复灌。2、串浆在灌浆施工过程中，有时会发生浆液从其他钻孔或者地下裂隙中流到帷幕的设计范围之外，从而造成浆液流失的现象，即为串浆。串浆产生的主要原因是在灌浆孔间的岩层中由于缝隙较多并相互串连，使得灌浆孔之间产生连通，并导致了串浆通路。对于串浆现象的治理措施主要包括：对串浆孔和灌浆孔进行同时灌浆，并且每个孔都设置一台灌浆泵进行灌注；在串浆孔漏浆部位的上方安装灌浆塞来进行严密堵塞。3、漏浆 在灌浆施工过程中，由于缝隙较多、灌浆压力较大，通常会出现浆液注入率过大的现象，其实往往是发生了大量的漏浆。对于大量漏浆的治理措施主要包括：通过低压甚至自流式的灌浆方式来降低灌浆压力，直到缝隙逐渐充满浆液、并降低流动性之后再慢慢提高灌浆的压力；将进浆量限制在30-40L/min以下，并采用浓浆进行灌注，直到进浆量明显减少之后再慢慢提高灌浆的压力；采用浓浆甚至可以在浆液中掺加砂料来进行灌注，通过降低浆液的流动性，再加上同时适当地降低灌浆的压力，以此来限制浆液流动的范围，保证浆液不至于流失过远，直到单位吸浆量已经降低到了一定的程度之后，再采用不掺粗料的正常浆液继续灌注并逐渐提高灌浆的压力；当出现岩层在长时间内一直大量进浆的现象，还可以采用间歇灌浆的方式，即每连续灌注一段时间就停止灌浆，等浆液凝结一段时间再继续灌注。4、固管在灌浆施工过程中，当射浆管和孔壁由于浆液达到了凝结条件而胶结到一起的时候，就会产生固管现象。固管产生的主要原因包括：浆液由于在压力的作用下损失了一部分水分，并在循环过程中由于水泥水化放热和压力作用等原因导致其温度逐渐升高，从而大大缩短了其凝结的时间；在孔内的环状间隙处或灌浆管、阀门等部位发生了水泥颗粒的沉积现象；由于射浆管下端过于贴近孔壁而导致浆液在循环过程中在射浆管口受阻并逐渐沉淀。对于固管现象的防治措施主要包括：采用回旋式孔口封闭器，并在灌浆施工的过程中经常上下活动和转动灌浆管；经常观察回浆浓度和回浆量，保持回浆管内一直有超过15L/min的回浆量，并在回浆失水过多的时候立即将浆液稀释。5、操作方法不当 钻进时过大的加压，使钻杆产生多段处的严重弯曲，特别是在不利的地质条件下，对产生钻孔偏斜的影响会更大；使用磨损过钝的金刚石或硬质合金钻头钻进，会因在金刚石颗粒或合金粒向岩石内切入不稳定的情况下，容易改变钻头的钻进方向；在松散易坍塌的岩层中钻进，冲洗液的排量过大，压力过高，特别是使用粘度很小的泥浆或清水作冲洗液时，会较严重地破坏孔壁，造成孔内某一局部的坍塌，使孔径扩大。四、基础灌浆施工技术在水利工程中的应用1、灌浆技术在吸浆量大地段的应用（1）、采取限流的方法灌浆技术人员需把限制注入率控制在10到15L/min，使得浆液能够以最快的速度沉积下去。等到注入率有了明显减小的趋势后，可以提升压力但注入率需保持平稳，等到达到灌浆要求的标准后才能停止灌浆。（2）、采取降压处理的办法使灌浆的压力减少是其原理，采用压力降低的处理手段，使砂浆的运行速度放慢，在压力不大的条件下使砂浆的自流得以维持，在自流的过程中砂浆不断凝结，砂浆在岩缝中不再流动的时候把压力可以适量提升，之后的灌浆可以按照正常的工序实施。（3）、采取多次灌浆处理的办法所谓多次灌浆也指间歇性进行灌浆，即按照一定的灌浆数量或灌浆时间为参照，等到达到其要求时便可以停止灌浆，等到过一段时间以后才可以接着进行灌浆。而多次灌浆中间停断的时间要根据具体工程的实际情况、灌浆的目的以及一些客观因素来设定，但一般不允许大于2到8h。这属于比较特殊情况下的灌浆，所以结束时其压力可以允许不达到施工工艺要求的标准；假如施工工艺规定的压力无法正常进行灌浆，可以在低压下结束灌浆工作，等到浆液凝固一段时间后进行扫孔、复灌，然后努力在施工工艺规定的压力下进行复灌，直至灌浆全部流程结束。2、严重漏水地段灌浆技术的应用（1）、借助模袋进行灌浆 模袋灌浆是一种比较常用的灌浆方法，所采用的模袋属于强度极高的纺织品，它的制作材料常取自尼龙、聚丙烯以及聚酯等原料，所以它的耐磨性能非常好。在用模袋进行灌浆时，浆液里面含有的水分很容易因浆的巨大压力而渗漏出来，而浆液中含有的砂石等颗粒物仍然还会残留在模袋里面。这样便会降低水泥的水灰比，也使得凝固时间进一步的缩短，从而增强其固结强度。此外，水泥因为受到模袋的束缚，很难被流水冲走；加之模袋具有一定的“变形能力”，极大地有利于多种形状溶洞的施工。（2）、借助充填级配料来处理简单来说就是把比较粗超的砂砾和粘稠的水泥冲灌砾石掺杂在一起，冲灌砾石时要按照砾石直径由小到大的顺序进行。如果这样进行施工砾石的成效不佳，便需要采用已经配置好的粘稠水泥冲灌材料。它的主要配制原料有砂石、砾石和土等多种粗细不均的颗粒物混合料，一般它们可以自行生成反过滤层。施工人员要严格控制灌入级配料的数量，合理进行配置。施工时填充粒料是为了在某一级砾石的窄缝处形成一座“架桥”，从而迅速的在中途把缝隙堵住，使得反滤层形成，最后达到堵死通道的目的。3、灌浆施工技术的控制要点（1）、成孔的施工技术控制成孔是对放样的一种质量控制，在施工的过程中，要保证施工的位置与其图纸的位置是相同的，开孔的位置与设计的位置不能够出现太大的误差。若是由于一些其它的因素导致孔的位置发生改变，必须要及时上报相关管理部门，以便采取及时有力的治理措施。对钻孔详细的位置进行勘察，要根据勘察的结果来改变。灌浆的钻孔倾斜的角度也有一定的要求，必须要将其控制在一定的范围之内，以便对施工的要求达到全面的满足。一旦在钻孔中出现缺陷等问题，或是由于地质原因、外界原因，就需要对孔内的情况进行记录并上报，按照相应的规定进行操作。 （2）、灌浆要点灌浆在结束后，必要的工作就是对内部进行清洗。在清洗的过程中，必须按照相关的清洗技术标准来操作。若是在施工中出现堵塞的现象，最好能够测量一些段长。灌注管与底部的距离、灰水的比例等等，这些都是需要按照事先计划好的来进行操作。若是发现问题，可以及时处理，这样才能够保证质量的合格率。五、结束语基础灌浆施工技术作为水利工程项目管理的核心工作之一。对水利工程项目的各个方面具有十分重要的作用。我们必须将科学的灌浆施工技术技术的方法融合到水利工程项目管理工作中。