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河源市龙川县第二建筑工程总公司
摘要：本文分析了灌浆技术的含义、要进行灌浆处理的原因以及灌浆技术类型，并以帷幕灌浆及其工程实例阐明了水利工程基础灌浆施工技术的应用。
关键词：水利工程；地基基础；灌浆；施工技术
1 灌浆技术的含义
顾名思义，灌浆就是以具有胶凝性质的浆液（水泥浆液或化学浆液），通过钻孔或其他施工设施，灌注到水利工程基础中需要灌浆的部位，达到充填基础中的孔隙、空隙、孔洞、节理裂隙以及裂缝的一种施工技术。
2 为什么要进行灌浆处理
任何水工建筑都是建造在地基上面的，而天然地基经常存在着各种缺陷，例如断层漏水、地基承载能力不足等，使地基不能满足水利工程的需要。假如不对有缺陷的地基进行处理或者处理方法不当，就可能出现漏水现象，不仅浪费水资源，严重的甚至可能导致水工建筑损坏，造成灾难性后果，例如水库大坝、河川堤坝溃坝事故。再者，已建水工建筑也可能因为年久失修而存在各种病患，影响其效益的发挥。
灌浆技术是一种高效、简单的地基处理技术，如前所述，灌浆可以填充空隙、裂缝等缺陷，从而起到固结、粘合、防渗的作用，提高地基承载力和抵抗变形的能力，保证水工建筑稳定、可靠运行，简言之，灌浆技术可以提高水利工程基础的防渗能力并可以加固基础。
3灌浆技术类型
3.1 以灌浆作用分类
按照所起的作用，灌浆分为固结灌浆、帷幕灌浆、回填灌浆、接触灌浆等类型。固结灌浆是为处理具有节理裂隙或破碎带岩基所进行的灌浆，常用于处理混凝土重力坝基、水工隧洞岩体、土石坝防渗体混凝土垫层下部岩体等工程。帷幕灌浆是为建造防渗帷幕工程所进行的灌浆，例如建造闸坝时在其岩基中进行的双排或多排帷幕灌浆。回填灌浆多用于水工隧洞衬砌与其后岩土体之间或者一二次混凝土之间充填加固，可增强隧洞的防渗能力。接触灌浆用来填充混凝土基础与岩基之间的缝隙，可防止漏水，例如混凝土坝与岩基之间常需进行接触灌浆。
3.2 以灌浆材料分类
根据灌注材料的不同，灌浆分为水泥灌浆、水泥砂浆灌浆、水泥粘土灌浆、化学灌浆等类型。水泥灌浆是应用最普遍的一种灌浆形式，将水泥与水按一定比例配成水泥浆液进行灌浆，具有灌浆材料成本低廉、灌浆设备与工艺简单、灌浆效果可靠等突出优点。在水泥浆液中掺入砂、粘土等材料，制成水泥砂浆、水泥粘土浆等灌浆材料，可用于灌注量大、结石强度要求不高的工程。处理特殊地基（如含断层、碎裂带等地层）时，普通水泥灌浆材料难以达到工程要求，这时可以采用化学灌浆材料，例如水玻璃类、丙烯酰胺类、环氧树脂类、聚氨酯类等材料制成的基材进行灌注。与水泥灌浆材料相比，化学灌浆材料成本较高，工艺也较为复杂，所以通常先进行水泥灌浆，再进行化学灌浆[1]。
3.3 以灌浆压力分类
按照灌注压力大小，灌浆可分为高压灌浆、中压灌浆、低压灌浆（或常压灌浆）。高压灌浆压力在3MPa以上，中压灌浆压力在0.5～3MPa之间，低压灌浆压力在0.5MPa以下。
3.4 以灌浆机理分类
依据灌浆机理，灌浆技术包括高压喷射灌浆、劈裂灌浆、无塞灌浆等型式。高压喷射灌浆是利用钻机钻孔，再将带有喷头的灌浆管放至地层内预定深度，通过喷射高压浆液或高压水冲击、剥离、破坏地基材料，剥蚀的土粒一部分随浆液冒出地面，其余部分与灌注浆液掺搅混合，形成强度较高、结构较密实的凝结体，简称高喷灌浆，根据喷浆形式又分为旋喷、摆喷、定喷。劈裂灌浆是一种张裂式灌浆，沿灌浆线一定间距布置灌浆孔，利用灌入的泥浆压力劈开地基土，同时填充洞穴、裂缝和疏松土层，形成连续、具有一定厚度的泥墙帷幕，可提高沙性土基的防渗能力。无塞灌浆是帷幕灌浆技术的灵活运用，其钻孔直径比帷幕灌浆孔稍大，不放入后者所用的“灌浆塞”，而以钻杆或无缝钢管与孔壁之间的孔隙作为循环灌浆的回浆管，由于灌浆段衔接时不必待凝，工效较有塞帷幕灌浆提高近1倍，质量也有所提高[2]。
4 基础灌浆施工技术的应用
目前，用于覆盖层的帷幕灌浆技术主要有以下几种[3]：（1）循环钻灌法，也就是在各灌段孔口封闭情况下自上而下逐段钻孔和灌浆，可用于砂卵砾石覆盖层，工序简单，操作容易，灌浆质量较好，但由于钻灌工序交替进行，工效低一些。其工艺为：钻孔→冲洗→压水试验→加塞→灌浆→待凝→循环钻灌至终孔→封孔。（2）预埋花管法，即钻孔之后放入带有孔眼的花管，管与孔壁之间充填特制填料，然后分段灌浆。由于钻灌分开，工效较循环钻灌法高，灌浆方式也不局限于自上而下，自下而上或者任意一段都是可以的，对深厚冲积覆盖层适应性较好，但花管是一次性的，需要付出花管材料、制作费用。（3）打管灌浆法，也就是将钢制灌浆管打入地基层中，再以此管进行灌浆，适用于沙砾石层，操作比较简单。（4）套管灌浆法，即利用护壁套管进行灌浆。一般采用全液压钻机跟管钻进，钻孔深度可达60m，但灌浆时可能出现粘管现象，导致拔管困难。其施工工艺为：套管护壁钻进→下放灌浆管→起拔套管→加灌浆塞→灌浆→重复钻、灌至孔口。（5）无塞灌浆法，即前述无塞灌浆技术，不采用灌浆塞，而在孔内充填细砂隔离灌浆段进行灌浆。
下面以某水利工程大坝灌浆[4]为例加以说明。工程地质以角砾岩和黏土岩为主，采用固结和帷幕两种灌浆方式。钻孔孔口段采用Φ91金刚石钻具，孔口段以下采用Φ75复合片钻具。其中固结灌浆采用双排孔，孔距与排距分别为3m和5m，钻孔深度为基岩下5～10m，总长约20km。帷幕灌浆分别采用双排孔和三排孔布置，双排孔孔距与排距皆为2m；三排孔采用梅花桩布局，孔距与排距分别为2m和1.5m；帷幕灌浆孔总长约60km。灌浆段长度划分为2～5m。施工时，每钻完一段提起钻具，然后压水和灌浆，直至终孔深度。钻孔过程中记录钻进速度、返渣颜色等情况。压水试验压力取0.8倍的灌浆压力，并且最大不超过1MPa，每次试验时间为10min或20min。灌浆采用自上而下分段加塞方式，灌浆完待凝4h后扫孔。灌浆材料主要为水泥浆，开灌水灰比取5：1，然后分别取3：1、2：1、1：1和0.5：1。若吸浆量超过3000L，则改用水泥砂浆灌浆，其配比为水：水泥：砂=1：1：0.5，如果灌浆总量超过10000L，则进行待凝处理。灌浆压力采用分级升压方法，其压力范围为0.15～1.10MPa。一般灌浆压力≤0.7 MPa，20min内吸浆量<30L时，可结束灌漿，然后进行封口处理，即采用水灰比为0.5：1的水泥浆由底部灌入，缓慢提管至孔口溢浆时拔出灌浆管。次日检查封孔效果，必要时进行第二次封口灌浆，直到孔口完全封闭。施工中遇到意外断浆、串浆、断层漏浆等问题，分别采取相应的措施进行处理。
5 结语
灌浆技术是水利工程中地基基础处理的重要技术，通过灌浆处理可以填充、封闭地基基础中节理裂隙、孔隙、裂缝等缺陷，提高基础的抗渗能力和整体稳定性，但是灌浆类型较多，实际地质条件复杂多变，应针对具体的工程情况，选择工效高、成本低、效果好的施工技术，以更好地发挥水利工程的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]刘妍，陈翔.浅析水利工程基础处理[J].科学之友，2012（6）：88-89.
[2]孙东明，曲庆元.水工建筑基础灌浆施工技术探析[J].赤子，2013（12）：316.
[3]刘涛.桐子林水电站深厚覆盖层帷幕灌浆关键技术研究[J].长江科学院院报，2013，30（6）：95-98，102.
[4]田野，蔡喜红.印尼Jatigede大坝帷幕灌浆施工技术[J].华北水利水电学院学报，2012，33（5）：28-31.
摘要：本文分析了灌浆技术的含义、要进行灌浆处理的原因以及灌浆技术类型，并以帷幕灌浆及其工程实例阐明了水利工程基础灌浆施工技术的应用。
关键词：水利工程；地基基础；灌浆；施工技术
1 灌浆技术的含义
顾名思义，灌浆就是以具有胶凝性质的浆液（水泥浆液或化学浆液），通过钻孔或其他施工设施，灌注到水利工程基础中需要灌浆的部位，达到充填基础中的孔隙、空隙、孔洞、节理裂隙以及裂缝的一种施工技术。
2 为什么要进行灌浆处理
任何水工建筑都是建造在地基上面的，而天然地基经常存在着各种缺陷，例如断层漏水、地基承载能力不足等，使地基不能满足水利工程的需要。假如不对有缺陷的地基进行处理或者处理方法不当，就可能出现漏水现象，不仅浪费水资源，严重的甚至可能导致水工建筑损坏，造成灾难性后果，例如水库大坝、河川堤坝溃坝事故。再者，已建水工建筑也可能因为年久失修而存在各种病患，影响其效益的发挥。
灌浆技术是一种高效、简单的地基处理技术，如前所述，灌浆可以填充空隙、裂缝等缺陷，从而起到固结、粘合、防渗的作用，提高地基承载力和抵抗变形的能力，保证水工建筑稳定、可靠运行，简言之，灌浆技术可以提高水利工程基础的防渗能力并可以加固基础。
3灌浆技术类型
3.1 以灌浆作用分类
按照所起的作用，灌浆分为固结灌浆、帷幕灌浆、回填灌浆、接触灌浆等类型。固结灌浆是为处理具有节理裂隙或破碎带岩基所进行的灌浆，常用于处理混凝土重力坝基、水工隧洞岩体、土石坝防渗体混凝土垫层下部岩体等工程。帷幕灌浆是为建造防渗帷幕工程所进行的灌浆，例如建造闸坝时在其岩基中进行的双排或多排帷幕灌浆。回填灌浆多用于水工隧洞衬砌与其后岩土体之间或者一二次混凝土之间充填加固，可增强隧洞的防渗能力。接触灌浆用来填充混凝土基础与岩基之间的缝隙，可防止漏水，例如混凝土坝与岩基之间常需进行接触灌浆。
3.2 以灌浆材料分类
根据灌注材料的不同，灌浆分为水泥灌浆、水泥砂浆灌浆、水泥粘土灌浆、化学灌浆等类型。水泥灌浆是应用最普遍的一种灌浆形式，将水泥与水按一定比例配成水泥浆液进行灌浆，具有灌浆材料成本低廉、灌浆设备与工艺简单、灌浆效果可靠等突出优点。在水泥浆液中掺入砂、粘土等材料，制成水泥砂浆、水泥粘土浆等灌浆材料，可用于灌注量大、结石强度要求不高的工程。处理特殊地基（如含断层、碎裂带等地层）时，普通水泥灌浆材料难以达到工程要求，这时可以采用化学灌浆材料，例如水玻璃类、丙烯酰胺类、环氧树脂类、聚氨酯类等材料制成的基材进行灌注。与水泥灌浆材料相比，化学灌浆材料成本较高，工艺也较为复杂，所以通常先进行水泥灌浆，再进行化学灌浆[1]。
3.3 以灌浆压力分类
按照灌注压力大小，灌浆可分为高压灌浆、中压灌浆、低压灌浆（或常压灌浆）。高压灌浆压力在3MPa以上，中压灌浆压力在0.5～3MPa之间，低压灌浆压力在0.5MPa以下。
3.4 以灌浆机理分类
依据灌浆机理，灌浆技术包括高压喷射灌浆、劈裂灌浆、无塞灌浆等型式。高压喷射灌浆是利用钻机钻孔，再将带有喷头的灌浆管放至地层内预定深度，通过喷射高压浆液或高压水冲击、剥离、破坏地基材料，剥蚀的土粒一部分随浆液冒出地面，其余部分与灌注浆液掺搅混合，形成强度较高、结构较密实的凝结体，简称高喷灌浆，根据喷浆形式又分为旋喷、摆喷、定喷。劈裂灌浆是一种张裂式灌浆，沿灌浆线一定间距布置灌浆孔，利用灌入的泥浆压力劈开地基土，同时填充洞穴、裂缝和疏松土层，形成连续、具有一定厚度的泥墙帷幕，可提高沙性土基的防渗能力。无塞灌浆是帷幕灌浆技术的灵活运用，其钻孔直径比帷幕灌浆孔稍大，不放入后者所用的“灌浆塞”，而以钻杆或无缝钢管与孔壁之间的孔隙作为循环灌浆的回浆管，由于灌浆段衔接时不必待凝，工效较有塞帷幕灌浆提高近1倍，质量也有所提高[2]。
4 基础灌浆施工技术的应用
目前，用于覆盖层的帷幕灌浆技术主要有以下几种[3]：（1）循环钻灌法，也就是在各灌段孔口封闭情况下自上而下逐段钻孔和灌浆，可用于砂卵砾石覆盖层，工序简单，操作容易，灌浆质量较好，但由于钻灌工序交替进行，工效低一些。其工艺为：钻孔→冲洗→压水试验→加塞→灌浆→待凝→循环钻灌至终孔→封孔。（2）预埋花管法，即钻孔之后放入带有孔眼的花管，管与孔壁之间充填特制填料，然后分段灌浆。由于钻灌分开，工效较循环钻灌法高，灌浆方式也不局限于自上而下，自下而上或者任意一段都是可以的，对深厚冲积覆盖层适应性较好，但花管是一次性的，需要付出花管材料、制作费用。（3）打管灌浆法，也就是将钢制灌浆管打入地基层中，再以此管进行灌浆，适用于沙砾石层，操作比较简单。（4）套管灌浆法，即利用护壁套管进行灌浆。一般采用全液压钻机跟管钻进，钻孔深度可达60m，但灌浆时可能出现粘管现象，导致拔管困难。其施工工艺为：套管护壁钻进→下放灌浆管→起拔套管→加灌浆塞→灌浆→重复钻、灌至孔口。（5）无塞灌浆法，即前述无塞灌浆技术，不采用灌浆塞，而在孔内充填细砂隔离灌浆段进行灌浆。
下面以某水利工程大坝灌浆[4]为例加以说明。工程地质以角砾岩和黏土岩为主，采用固结和帷幕两种灌浆方式。钻孔孔口段采用Φ91金刚石钻具，孔口段以下采用Φ75复合片钻具。其中固结灌浆采用双排孔，孔距与排距分别为3m和5m，钻孔深度为基岩下5～10m，总长约20km。帷幕灌浆分别采用双排孔和三排孔布置，双排孔孔距与排距皆为2m；三排孔采用梅花桩布局，孔距与排距分别为2m和1.5m；帷幕灌浆孔总长约60km。灌浆段长度划分为2～5m。施工时，每钻完一段提起钻具，然后压水和灌浆，直至终孔深度。钻孔过程中记录钻进速度、返渣颜色等情况。压水试验压力取0.8倍的灌浆压力，并且最大不超过1MPa，每次试验时间为10min或20min。灌浆采用自上而下分段加塞方式，灌浆完待凝4h后扫孔。灌浆材料主要为水泥浆，开灌水灰比取5：1，然后分别取3：1、2：1、1：1和0.5：1。若吸浆量超过3000L，则改用水泥砂浆灌浆，其配比为水：水泥：砂=1：1：0.5，如果灌浆总量超过10000L，则进行待凝处理。灌浆压力采用分级升压方法，其压力范围为0.15～1.10MPa。一般灌浆压力≤0.7 MPa，20min内吸浆量<30L时，可结束灌漿，然后进行封口处理，即采用水灰比为0.5：1的水泥浆由底部灌入，缓慢提管至孔口溢浆时拔出灌浆管。次日检查封孔效果，必要时进行第二次封口灌浆，直到孔口完全封闭。施工中遇到意外断浆、串浆、断层漏浆等问题，分别采取相应的措施进行处理。
5 结语
灌浆技术是水利工程中地基基础处理的重要技术，通过灌浆处理可以填充、封闭地基基础中节理裂隙、孔隙、裂缝等缺陷，提高基础的抗渗能力和整体稳定性，但是灌浆类型较多，实际地质条件复杂多变，应针对具体的工程情况，选择工效高、成本低、效果好的施工技术，以更好地发挥水利工程的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]刘妍，陈翔.浅析水利工程基础处理[J].科学之友，2012（6）：88-89.
[2]孙东明，曲庆元.水工建筑基础灌浆施工技术探析[J].赤子，2013（12）：316.
[3]刘涛.桐子林水电站深厚覆盖层帷幕灌浆关键技术研究[J].长江科学院院报，2013，30（6）：95-98，102.
[4]田野，蔡喜红.印尼Jatigede大坝帷幕灌浆施工技术[J].华北水利水电学院学报，2012，33（5）：28-31.