土石坝灌浆压力的选取及灌浆技术几点思考

曹彦民

海伦市东方红水库管理处

【摘 要】土石坝是水利工程施工过程中经常会使用到的一种施工类型，不过土石坝的施工过程中存在一些弊端例如土石坝渗透就是比较常见的问题之一，这一问题的出现会对水利工程质量会产生较大的影响，较为严重时还会缩短工程的使用寿命，造成严重的溃坝事故，给国家造成较大的经济损失。在对土石坝进行施工时，会使用到压力灌浆技术将你住向裂缝中进行注入，实现了对裂缝的封堵使得土石坝的防水效果得到提升，另外还会增加泥浆好岩土之间的粘合度，使得其整体的牢固性都得到提高。基于此，文章将会针对土石坝灌浆压力选取和灌浆技术进行详细的研究，同时对灌浆施工时需要注意的事项进行说明。

【关键词】土石坝；灌浆技术；裂隙冲洗；压水试验

随着建筑行业的不断发展，越来越多的新型灌浆技术被应用在水利工程施工当中，在对这些灌浆材料和灌浆技术进行使用后水利工程的防渗处理效果得到了很大程度的提升。为了进一步的加强注浆效果，避免引起对材料的浪费，在进行灌浆施工前都会做好调查和设计工作等，其中包括了对灌浆位置、浆液用量以及配比等因素的确定。在对上述工作完成后，还要求施工人员要对灌浆施工技术进行熟练的掌握，尤其是灌浆技术中的重点技术内容更要达到熟练的掌握，使得水利工程施工质量得到保障。

1土石坝灌浆压力的计算方法

对灌浆压力进行准确的计算，准确的计算结果会降低实际施工的难度，加强稳固性和防渗效果。不过按照当前建筑行业发展情况来看，关于灌浆压力计算好未得到统一。

2土石坝灌浆技术

2.1工程概况

某水库总库容1835.4万m 3，具有防洪、灌溉、供水等功能。坝顶长度为313.6m，宽度为5.2m，高程110.4m。大坝分为拦河坝和溢洪道、输水隧洞等几部分。水库建成时间为2004年，从2017年开始发现有局部渗漏，需要进行防渗处理。

2.2灌浆判定

经过对施工现场的观察可以了解到之所以水库大坝会出现渗漏问题，其主要原因在于坝体石块和混凝土之间出现了裂缝。从前虽然对坝体表面采取了封堵措施，但是该措施只适合在短期内进行使用，在度过一段时间后渗漏问题还是会出现，因此在施工过程中使用灌浆技术是必要的，在施工时首先需要在坝体表面上打孔直到打到渗漏位置，也就是裂缝处，再采用注浆管向内部进行注射，将泥浆在压力的作用下注入到裂缝当中，当泥浆硬结后则可以有效的增加裂缝处的稳固性，给坝体起到了双重加固的效果。

2.3灌浆技术流程

2.3.1材料

在对灌浆材料进行选择时必须要严格的控制好材料质量，如果材料质量无法得到保障将会对大坝裂缝的封堵效果产生较大的影响。首先对浆液的组成材料进行介绍：水泥是基本材料之一，在本次施工中使用的水泥型号为P.O42.5型号，在水泥运至施工场地后对其具体情况进行了检查，确认水泥是否有结块的现象；其次是水，水是从水库中提出，但是为了保证施工质量需要对提取出来的水进行过滤，保证水中无杂质才能进行使用；第三是掺合料，在对掺合料的选择上，为了后期施工质量能够得到提高，在浆液材料中加入了粉煤灰、膨润土等材料。在对每一种材料进行选择时都要严格的按照要求和标准进行选择；最后是外加剂，在本次施工中一共使用了三种外加剂分别是减水剂、早强剂以及防渗剂。

2.3.2浆液

在保证基本材料质量过关且符合使用标准的情况下，配制灌注所用的浆液。设计多组配比，然后通过制作试件的方式，检查强度、粘结力等各项性能是否达标。根据试件性能确定最佳配比，然后将物料按照比例放入到搅拌机中。设定搅拌时间为60s，搅拌结束后检查泥浆是否拌匀，并通过筛网进行过滤，确保泥浆中没有固结的大颗粒。

2.3.3灌浆操作方法

将制备好的浆液加入到灌浆设备中，同时将灌浆喷嘴、导管，沿着已经开好的钻孔放入，直到距离孔底20cm处。调节灌浆机的参数，灌浆压力为0.8MPa。浆液在压力作用下沿着裂缝扩散。根据喷头型式的不同，浆液的扩散型式有辐射型（左）和横向型（右）两种，如图1所示。灌浆过程中，地面操作人员密切关注设备压力表的示数变化。当压力增加但是灌浆机内浆液不再减少时，说明裂隙已经被完全充满。此时调节灌浆机的压力，以0.5MPa压力继续运行，同时收回导管。在这一过程中，导管内的浆液可以充填到钻孔内，完成对钻孔的封堵。

3大坝灌浆

3.1坝身灌浆

可供选择的坝身灌浆方案有两种：其一是普通的挖槽灌注混凝土。槽内浇筑混凝土后，形成较为坚硬的墙体，既可以承压，又能够防水。但是工程量较大、成本较高，并且现场施工对坝体结构的扰动较大。其二是高压摆喷灌浆造墙，通过摆动喷射，让泥浆与土体、石块相结合，形成坚硬的墙体。这种方案利用了既有的土体、石块，从而减少了混凝土的用量，成本较低。同时不需要大范围的开挖，对既有坝体的破坏较小。高压摆喷灌浆造墙如图2所示。在墙体参数方面，长度可以根据裂隙的长度来确定，通常超出裂隙长度约1.5m。墙体宽度为30cm。

3.2坝基灌浆

该水库坝址岩层为单一的二长片麻岩，中粗粒结构，片麻构造相当明显，属沉积变质岩。在二长片麻岩中尚有部分基性侵入岩侵入。坝址区规模较大的断层有位于左岸坡脚的断层F2和分布于右岸南山头的F6～F10。因此在坝基灌浆时，也需要使用高压摆喷方式。为了减轻施工压力和控制施工成本，可以将相邻两处裂隙带连为一体。具体的注浆浆液注及其扩散形式如下图3。完成坝基灌浆后，14d后采取超声波检测的方法，检查裂隙的充填效果。同时监测坝基有无渗漏问题。

4结论

综上所述，我国水利工程施工中土石坝是非常重要的也是十分常见的一种施工形式，但是这种水利工程形式却非常容易此出现质量上的问题，又或者是因为较长的使用时间，坝体、坝基会出现各种问题例如裂缝。当坝体或者是其他部位出现裂缝时会导致水利工程出现渗漏问题，极大的影响到水利工程的利用价值，严重时甚至会导致溃堤的情况，因此为了避免就这种情况的发生就必须要做好裂缝处理工作。对灌浆技术进行高效的应用，作为施工人员更应当提高对施工流程的熟悉程度，还要做好一系列有关灌浆施工的相关工作，例如浆液的制备、利用怎样的方法进行灌浆施工等，加强对关键施工的管控力度，使得土石坝施工安全性得到保障。

参考文献

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[3]梁滚.探讨水利施工技术及灌浆施工应用[J].2020.