岩石基础灌浆施工方法在水利工程中的应用

雷世姣

摘要：文中针对水利工程的不同实际情况，依据灌浆基本理论，深入分析浆体在岩基中的运动规律，制定一套可行的工程实施方案，选择最为安全又经济的施工措施，确保水利工程的安全。

关键词：岩基；灌浆；缝隙；处理

中图分类号：TV文献标识码：A 文章编号：

0引言

针对病险工程的不同实际情况，岩基灌浆施工技术及理论随着工程实践正在不断发展。我们应当结合各工程的具体地质、情况等，依据岩体力学、灌浆理论的基本理论，建立灌浆模拟计算的基本模型， 确立一套可行的工程实施方案。选择最为安全又经济的施工措施，深入分析浆体在岩基中的运动规律，提高岩基灌浆施工的有效性，确保水利工程施工的安全。

一、钻孔综合施工方法

钻孔应当采用金刚石或回转式钻机和钻头。 钻孔的孔向、孔深以及孔位等必须严格按照设计要求执行。为防止管底部流沙掉，影响钻孔进度，建议对砂卵石层进行钻孔时采用金刚石钻头。钻孔施工时，孔径上下要尽量保持一致，保持在75-91mm 之间。帷幕灌浆孔位与设计孔位的偏差值应尽量控制在 10mm 以下。帷幕灌浆孔径尽量不要大于 46mm，固结灌浆孔孔径也尽量不要大于38mm。

为了保证灌浆质量，因此要保证孔壁平顺，钻孔过程中，尽量避免孔壁缝隙被堵塞，不允许产生过量的岩粉细屑。当遇到地下水后，坝体土、壤土最好采用先钻进，然后再下套管的作业方式。为防止塌孔，涌砂层、流砂层要跟管钻进，通常采用活门钻头冲击跟管，坝体土、壤土打入。依据岩石的性质，基岩采用金刚石钻头自上而下分段清水钻进，这就需要选用胎体硬度较为合适的金刚石钻头。

钻孔过程中倘若遇到塌孔、掉块或内在洞穴而无法继续作业时，可以先进行灌浆处理，再行钻进。为防止洞孔流入污水或落入异物，各类钻孔施工暂停作业以及灌浆孔在钻进结束时，应当对钻孔进行冲洗，并将洞孔妥善保护起来，以免发生意外。

1、钻孔方法对帷幕灌浆施工效率的影响 由于基础防渗分部工程是制约工程沥青混凝土心墙施工的瓶颈，鉴于回转冲击钻造孔速率是地质钻机4倍～6倍的生产经验，针对回转冲击钻与地质钻造孔做压水试验，验证回转冲击钻造孔是否能够满足灌浆质量要求。1.1施工流程 对各孔使用相应钻机分别钻进，逐段采用单点压水试验，试验之后自底部向上逐段灌浆及封填（采用砂浆）。整个试验过程严格依据灌浆施工规范进行，各个必检项目均进行了严格监控。1.2灌浆情况及数据对比分析 通过对灌浆资料的分析，在相同的灌浆压力下，灌浆注入率没有大的差别，说明回转冲击钻的岩粉对灌浆的影响不大。

二、灌浆施工技术

按照《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》附录 A 中的要求， 各作业面的压水压力必须按照设计技术要求进行试验，先导孔、试验孔以及质量检查孔均采用自上而下的分段钻孔方式，单点法或五点法压水试验，从而确保流量的稳定。

灌浆试验表明，采用金刚石泥浆钻进的施工工艺可以有效地满足施工作业的需要，作业质量较高。压水过程中栓塞漏水、卡塞卡不住等问题得到有效的解决，灌浆用水泥量控制在较低的范围内，成孔相对较为容易。另外，使用潜孔锤跟管钻进比金刚石泥浆钻进的施工进度更快，平均施工工效可达到金刚石泥浆钻进的3~4倍。

覆盖层钻进作业结束后，进行孔口管埋设。孔口应露出地表10cm左右。 孔口管内按要求注入一定比例的浓水泥浆，直到孔壁与孔口管间溢出浓浆后，即可停止注浆。随后导正并固定孔口管，72h 之后便可凝结。各灌浆作业面钻孔结束后，应当采用大流量压力水对钻孔进行必要的冲洗。钻孔冲洗的标准为：将孔内钻孔岩粉冲洗出孔外，直至无法看到钻孔内残留的岩粉为宜。

三、灌浆压力处理

灌浆作业时，必须保证灌浆压力保持稳定。灌浆压力或注入率在灌浆过程中突然改变时，应当立即查明原因并采取措施，及时进行处理。灌浆压力越大，浆液越容易进入缝隙，灌浆效果也就越好。因此，灌浆作业时，灌浆压力应当尽可能取最大值。然而并非压力越大越好，压力太大，也可能造成地层掀动，裂缝扩大，破坏地层结构的危险。因此，当灌浆压力和注入率都没什么变化，而某一等级浆液注入量达到300L 以上或者灌浆时间已经超过 30min，这时候就应当改变浓水灰比。当注入率大于30L/min，可根据情况将浆水越级变浓。

所以，在保证不破坏地层的条件下，灌浆压力应当尽可能保持在最大允许值。但也应当注意，最大灌浆压力不允许高于灌浆塞以上岩层以及该岩层处压力的总和。由此，在进行灌浆压力控制时，可以将灌浆压力一次性提到设计值，也可以分阶段将灌浆压力提到设计值。

四、裂缝分析与处理

在工程设计中，认为裂隙开度小于 3 倍灌注材料颗粒的85％粒径的裂隙是不可以进行灌注的。浆液、水以及岩层结构面的重力作用相对来说是比较小的，在设计中可以忽略不计。同时，对于不同倾角的裂隙，浆液在其倾角中的扩散，造成的影响也是可以忽略的。

所以，对于常规的水泥颗粒，开度小于 0.2mm 的裂隙是不可以用来灌裂隙的；通常要求可灌裂隙的开度要在0.05mm以上。开度大于0.1mm的节理裂隙按结构面，具有结构面的强度、变形特性；对于化学溶液或者压水试验，

通常认为只要裂隙不是完全闭合的，都认为是可以进行灌注

的；而对开度小于 0.1mm 的节理裂隙，通常则将其变形参数、强度与岩石的变形参数、强度平均后，再设法得到等效岩体的强度、变形参数。再开始施工。

5．灌浆处理与封孔检查

基岩灌浆串浆处理措施：这种情况下，如果钻孔正在进行钻进作业，应当立即停钻。随后在串浆孔漏浆处安设灌浆塞，检查堵塞的严密性。再在灌浆孔中正常进行灌浆；如果串浆孔这时是待灌孔， 串浆孔与灌浆孔可同时卡塞进行灌浆。如果漏浆量较大，应当增加灌浆泵进行作业；如果灌浆塞卡塞严密性较差，可以将卡塞器上移位置，经检查卡塞器返水，重新卡塞。

岩层大量漏浆处理措施：各段灌浆时灌浆管必须深入灌浆段底部，管口离孔底的距离不允许大于50mm。如果发现浓浆灌注的进浆量有明显的减少时，应当采用低压或者逐步多级升压法，慢慢地升高压力。同时将进浆量限制为30~40L/min左右，直到正常灌浆为止。灌浆过程中，每连续灌注一段时间，或者灌注一定数量的干料之后，就应应当暂停灌浆，等待一段时间，等到浆体凝结后，再继续灌注。

灌浆施工过程中，灌浆管应当保持灵活的转动和升降。灌浆结束以后，应当随即将灌浆孔清理干净，接着进行封孔。应当采用浓浆灌浆法填实，再用水泥砂浆封孔。可以采用机械压浆法进行回填封孔。孔口管埋人岩体的深度应当根据最大灌浆压力和岩体特征来确定。孔口封闭期应当具有较好的耐压和密封性能。

结束语

岩基灌浆施工技术是建立在岩石基础上的水利工程的坝基的处理，通常情况下要先确定灌浆工艺、灌浆浆材等灌浆参数，然后

才能进行灌浆试验，这是由于灌浆工程的复杂性、隐蔽性还有对工程的重要性决定的，在这一点上灌浆试验由于自身的复杂性的限制等因素比较难以为灌浆施工提供较为全面、真实的信息。

岩基灌浆是提高岩基强度，加强岩基整体性以及抗渗性的有效措施。岩基灌浆施工技术的广泛应用，有效地缓解了水利工程施工技术难度高、工程量大、工期紧的问题。实践证明岩基灌浆施工技术是一种高效可行的办法，值得在深厚覆盖层施工中推广应用。

参考文献

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