固结灌浆在象州县长村水库大坝施工中应用
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摘要：固结灌浆施工是将一定配合比的浆液通过施加一定的压力压到岩层裂隙中的，这种施工方法可以有效地提高岩基的强度，能够很好的改善岩基的性能。因此在大坝的坝基工程中应用较为广泛，本文主要介绍固结灌浆施工在象州县长村水库大坝施工中的应用，在大坝施工中采用了固结灌浆施工工艺，还介绍了一些灌浆特殊情况的处理，通过合理的质量控制措施，固结灌浆施工满足了象州县长村水库大坝的质量要求。
关键词：固结灌浆；水库大坝；坝基施工；工艺流程
1 固结灌浆的原理
固结灌浆施工的原理就是将符合要求的某种配合比的浆液，对其施加一定的压力通过钻孔压入岩层裂隙中，由于这种浆液具有胶凝性和流动性的特点，待这种浆液在岩层中胶结硬化之后，可以很好的提高岩基的强度，并且能够改善岩基的整体结构和抗渗性能。通常的浆液是由水泥浆液为主，对大坝的坝基进行固结灌浆施工主要是为了补强加固大坝坝基浅层某些比较松动和地质条件有缺陷的部位，使大坝的坝基岩体的整体性、抗渗性、均匀性和强度都有一定程度的提高。
2 象州县长村水库大坝坝基固结灌浆施工
2.1 固结灌浆的孔布置及分区
象州县长村水库大坝所处地点由于该地区的坝基岩体层强度不是很高，比较稀疏。因此为增强坝基岩体的强度及整体性，适应长村水库的高拱坝基础应力需要，水库大坝的坝基基础岩面全部均采用固结灌浆的方法。将水库大坝的坝基分为两个试验区，每个试验区分为三个区段。通常固结灌浆施工的试验孔布置分为随机孔和规则孔两种类型。随机孔区段的布置主要是根据坝基岩体的小断层、构造裂隙、爆破裂隙的位置来布置灌浆孔；而规则孔的布置主要是按照梅花形和方格形两种布置方式进行布置。根据长村水库大坝坝基地质条件，固结灌浆施工的试验孔布置采用规则孔和随机孔混合的布置方式：①试验区由于地质条件较好，土质均匀性高，因此按照梅花形2.5× 2.5m的形式布孔，②试验区规则孔区段按照3.0× 3.0m的正方形形式布孔，随机孔的区段的布孔方式按照孔排距2.0×2.0m的三排梅花形进行布孔，中间一排作为加密孔，在整个梅花形灌浆施工中排在最后。
2.2 施工工艺流程
固结灌浆施工方法通常采用循环法，包括I、Ⅱ两序，各区段内I序孔施工完后再进行Ⅱ序孔的钻孔灌浆施工。固结灌浆施工流程主要为第1段钻孔裂隙冲洗简易压水试验第l段灌浆扫孔第2段钻孔裂隙冲洗简易压水试验第2段灌浆扫孔……封孔。
2.3 固结灌浆施工工艺
（1） 钻孔：由于长村水库大坝的坝基所处区域地质条件不是很好，岩基的岩体较为容易破碎，因此钻孔一般都较深，采用HYG一200型的地质钻钻孔，钻孔时以相同的转速向下匀速钻孔，所钻的孔径为76mm，开孔的孔位误差要小于10mm，利用KXP―l型测斜仪实时监控孔的斜度，当孔的斜度超过工程设计要求时立即停止钻孔，及时纠正过来。
（2） 洗孔：钻孔完成之后就需要对所钻的孔进行洗孔施工，洗孔方法按照从孔底向孔外大水量高压冲洗，一直到孔内不存在残杂为止；这道工序完成之后就要对坝基岩基的裂隙进行冲洗，裂隙冲洗方法采用高压水冲洗，裂隙冲洗直到回流的清澈的水后10min完毕，整个冲洗时间不得低于30min，通孔之间不得低于2h，孔内残留的残渣厚度不得高于20cm。
（3） 压水试验：在灌浆施工之前，待裂隙冲洗完成之后就需要做压水试验，通常采用“单点法”压水，从坝体上部到下部分段钻孔、分段压水、分段灌浆。各个分段的长度和灌浆的长度一样。进行压水试验时，水压打扮达到灌浆压力的80%，压水时间为20min，每间隔5min测量一次压水的流量，将最后能够稳定的流量作为压水试验计算的流量，计算结果用透析率来进行表示。
（4） 压力灌浆：在进行压力灌浆时，要依据逐渐加密的原则，先对区段内的基础四周的孔位进行灌浆施工，在对基础中间的孔位进行施工。在本大坝坝基固结灌浆施工工程中，采用一次全控灌浆法。将灌浆管插入孔中距离孔底20cm左右的地点。开启压浆泵通过输浆管路将浆液输送到灌浆管中，浆液从孔底逐渐上升到整个孔中。在输送浆液压力的作用下，浆液沿着孔壁向上流动到裂隙中，对裂隙起到填充的作用，并且浆液还与周围的岩体紧密的相连，组成了密闭的防渗结构体。灌浆工程施工设计要求中规定，固结灌浆孔I序孔灌浆压力为0．3～0．5 MPa，Ⅱ序孔灌浆压力为0．5～0．6 MPa，当浆液的输送量较小很难灌注到孔内时，可以适当的增加灌浆压力0．1～0．2 MPa。
（5） 封孔：①采用“置换和压力灌浆法”将灌浆孔进行回填封孔措施。②封孔完毕后，利用具有干硬特性的预缩水泥砂浆将灌浆孔口封堵，如果对其封堵部位有平整度的要求的话，可以对封孔的预缩水泥砂浆进行压实抹光处理，确保它与砼表面保持在同一水平线上。
2.4固结灌浆结束标准
（1） 在工程要求的灌浆压力下时，当灌浆区段的输送浆液量不超过l L／min，在延续灌注30 min之后可结束；在多孔同时灌浆时，其结束标准应以一次灌注的总区段长来确定。
（2） 在灌浆施工正在进行时，若看到回浆浓度变大时，就立即改用在浓度变化之前的浆液水灰比来继续灌注，如果发现还是继续回浓，延续灌注30 min后可结束灌浆作业。
（3） 在灌浆施工过程中存在中断时，在全孔灌浆完成之后，则有必要进行全孔重新灌浆，当满足灌浆结实条件之后才可以结束灌浆作业。
（4） 在某些特殊情况下，长时间常规灌浆施工时还是满足不了结束标准时，则应该通知监理和设计部门共同研究补救措施。
2.5抬动观测
为避免砼在固结灌浆施工过程中北抬裂，每个区段砼衬砌块上都要均匀的放置一抬动观测孔，利用千分表观测其裂痕。在灌浆施工之前抬动观测孔必须安装完毕，另外千分表使用之前必须通过相关计量检测部门鉴定合格之后方可使用，抬动观测方法的工艺流程是钻孔安装观测仪器千分尺观测结果统计数据分析。千分表测竿用钢筋固定在套管上，安装过程中要确保做好密封措施，以防浆液流入测竿内。
各个灌浆孔在进行钻孔冲洗、压水试验、压力灌浆过程时都应该有相应的工作人员对岩体形变做观测并记录数据。固结灌浆施工中的抬动变形最大形变允许值为200微米，当变形值接近或超过该允许值时，应及时调整灌浆压力，避免发生抬动破坏。在观测过程中时，不能碰触观测仪器，使抬动观测能再正常的情况下进行，确保观测结果的准确性。
3灌浆特殊情况处理
（1） 灌浆施工过程中必须连续灌浆，防止中断现象发生，若发生中断现象，应及时采取措施恢复灌浆，一旦中断时间达到30min后就必须进行冲洗，若冲洗效果不好时则应该重新灌浆。
（2） 对于钻孔时没有返水或者开始灌浆时没有压力的孔要先向孔内灌砂浆，当起压之后才能灌浆。在灌砂浆时可以在里面掺合3%的水玻璃，这样效果较好。
（3） 对于在灌浆施工时不起压或者孔内浆液流量不变的孔，当灌注的浆液量超过10吨还没起压的时，则采用待凝措施进行处理，掺合有水玻璃的孔的待凝时间要超过12h，没有掺和水玻璃的孔的待凝时间要超过24h。
（4） 对于在灌浆施工之前有返水的孔段，要先测量并记录返水压力和反水量，依据返水的情况，可以采用对返水孔段单独灌浆、缩短孔段长度、提高灌浆压力、在浆液中掺和一定量的速凝剂、灌浆完成之后采用屏浆措施(屏浆时间大于1 h)、闭浆措施（闭浆结束后待凝48 h)等措施。
（5） 对于单个孔灌浆的浆液消耗超过200 kg／m，并且灌浆没有达到结束标准的孔段，利用降低灌浆压力、增加浆液浓度、减小浆液输送速度和输送总量、间歇灌浆、浆液中掺加速凝剂等措施进行灌浆施工。
3 全文小结
综合上述，固结灌浆在象山县长村水库大坝施工中能够较好的增强大坝坝基的强度，改善岩基的整体性和均匀性，加固了大坝坝基浅层某些比较松动和地质条件有缺陷的部位，使大坝的坝基岩体的整体性、抗渗性、均匀性和强度都有一定程度的提高。可见固结灌浆施工方法在大坝施工中是完全可行的。