摘要：灌漿技術(shù)作為水工建筑物地基處理中常用和重要的工程措施，在大壩壩基防滲和除險加固中得到廣泛的應(yīng)用，對大量吸漿量地層，特大漏水通道，正在冒水的堵水，承壓水條件下，巖溶地段等特殊地層的灌漿方法和施工工藝進(jìn)行總結(jié)。提出了幾點(diǎn)在實(shí)踐工程中的應(yīng)用。僅供同行參考學(xué)習(xí)。
關(guān)鍵詞：水泥灌漿、高壓水泥灌漿、施工工藝
水利水電工程灌漿技術(shù)作為水工建筑物地基處理中常用措施，在水工大壩壩基防滲和除險加固處理中得到廣泛的應(yīng)用，在水利水電工程壩基灌漿中，經(jīng)常會遇到大吸漿量地層，特大漏水通道，正在冒水的堵水，承壓水和巖溶地段等情況，特殊情況的灌漿方法與施工工藝進(jìn)行總結(jié)。
1.大吸漿量情況的灌注方法：
在一般的裂隙巖層中灌漿，多數(shù)情況可在1—3h之內(nèi)結(jié)束灌漿，單位耗灰量通常不超過100—200kg/m,然而，有時會出現(xiàn)大量吸漿不止，灌漿難以結(jié)束的情況，其主要原因是地層的特殊結(jié)構(gòu)條件促使?jié){液從附近地表冒出，或沿著某一固定的通道流失。
大吸漿量地層一般可按以下原則進(jìn)行處理：
?。?）降壓：用低壓甚至用自流式灌漿，等裂隙逐漸充滿漿，漿液的流動性降低后，再逐漸升高壓力，按常規(guī)要求進(jìn)行灌漿。
（2）限流：限制注入率不大于10—15L/m¡m以減少漿液在裂隙里流動速度，促使?jié){液盡快沉積，待注入率明顯減少后，將壓力升高，使注入率基本保持在10—15L/m¡m水平，直達(dá)到灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后結(jié)束灌漿。
?。?） 濃漿灌注，采用最稠的水泥漿（一般為0.5：1）進(jìn)行灌注。
?。?） 加速凝劑，在最稠的水泥漿（一般為0.5：1）中摻入水玻璃氯化鈣速凝劑。
(5)灌注水泥砂漿，根據(jù)灌注情況，摻砂最可以按水泥重量的10%、20%—……100％逐步增加砂的粒徑也可逐漸變粗，將砂漿攪拌均后，用砂漿泵灌注。
(6)間歇灌漿，在灌注一定數(shù)量水泥或灌注一定時間后，停止灌漿一段時間，每次間歇之前，水泥灌漿量或灌漿時間根據(jù)地質(zhì)情況，灌漿目的確定，間歇時間通常為2—8h，這種特殊情況的灌漿，結(jié)束時不一定要達(dá)到設(shè)計壓力，若無法在設(shè)計壓力結(jié)束灌漿，可低至結(jié)束灌漿，待凝一段時間后掃孔、復(fù)灌，復(fù)灌時爭取在設(shè)計壓力下結(jié)束灌漿。
2、特大漏水通道的灌注方法
采用定向爆破法建造的堆石土壩，在于壩肩巖體中容易產(chǎn)生爆破而導(dǎo)致的特大裂隙，在可溶性巖石地區(qū)，由于溶蝕形成的喀斯溶洞，溶溝造成大量漏水的情況時有發(fā)生。對于這種特殊漏水通道，若采常規(guī)灌漿方法，不僅會耗費(fèi)大量的材料，而且有時根本沒有成效，對此，要根據(jù)不同情況進(jìn)行處理。
2．1無水流作用和傾角較緩的大裂隙
首先采濃漿，水泥砂漿或間歇灌漿進(jìn)行處理，若效果不明顯，則可改用定量灌注穩(wěn)定漿液或混合漿液，穩(wěn)定漿適用于遇水性能惡化，注入量大的地層，混合漿液包括水泥砂漿，水泥粘土漿，水泥粉煤灰漿和水泥玻璃漿等。
2．2有水流作用或傾角較陡的大裂隙、大孔洞
?。?）沖填級配料。在孔口用稠水泥漿沖灌粗砂礫石（粒徑由小到大）。或灌注一段時間后仍無效果，再改用濃漿沖灌級配粒料、配料時先攪拌成一定稠度的漿液從孔口倒入，等灌滿后用常規(guī)方法進(jìn)行灌注，所謂級配料，應(yīng)是包括土、砂、礫石等粗細(xì)顆粒都有的混合料，能自然形成反濾層，其中包含的粒料應(yīng)是先細(xì)后粗，逐級擦素，到某一級再也灌不進(jìn)去時即停止。每級灌入的數(shù)量根據(jù)判斷來掌握，可為200—1000kg，粒料的分級，可采用2—5mm、5—10mm、10—20mm、20—40mm、40mm五個級別，充填粒料的主要目的，主要是希望用某一級礫石在窄縫處形成“架橋”迅速將縫隙在中途堵住，以便于形成反濾層，最后將通道漏水堵死。
?。?）模袋灌漿，模袋采用尼龍、聚脂或聚丙烯等材料用特殊的紡織工藝組成，織物強(qiáng)度高，在灌漿壓力作用下，模袋內(nèi)水泥漿中的水分可由袋內(nèi)析出，而水泥顆粒不會外漏。這樣可以降低水灰比，提高固結(jié)強(qiáng)度，縮短固結(jié)的時間。水泥漿液在模袋中凝固，在水下不具有分散性，當(dāng)水流漏較大時不會被沖失；模袋在壓力作用下能產(chǎn)生變形，適應(yīng)不同形狀的溶洞，有利于堵塞。施工時首先往袋內(nèi)灌注水灰比為0.6—0.8或1.0的水泥漿，然后將充滿水泥漿的模袋鉆孔投入孔內(nèi)，孔內(nèi)模袋達(dá)到一定數(shù)量后再在原孔位進(jìn)行灌漿處理。
?。?）雙漿液灌漿.多漿灌注漿是化學(xué)灌漿中的一種,也屬于控制灌漿的范疇.水泥漿液和速凝劑(一般采用水玻璃)分別從兩個灌漿管進(jìn)入混合器、水泥漿和水玻璃在混合器中充分混合后，在速凝前到達(dá)孔底。為了達(dá)到預(yù)期的防滲效果和滿足防滲體強(qiáng)度要求，需要對漿液的擴(kuò)散距離進(jìn)行控制，漿液既不能擴(kuò)散得太遠(yuǎn)造成材料浪費(fèi)，又不能因漿液的擴(kuò)散范圍太小使防滲體的強(qiáng)度不夠，如果漿液凝結(jié)時間太短，灌漿孔沖走。如果漿液凝結(jié)的時間太長，在混合物到達(dá)地層前將被沖走。如何有效地控制灌漿，形成有效的截水墻來堵水，對巖溶地區(qū)灌漿非常關(guān)鍵，為此，往往需要通過現(xiàn)場的試驗(yàn)來確定雙漿液灌漿比例,灌漿壓力,灌漿流量等施工參數(shù)以達(dá)到有效封堵大漏洞的目的。
3、正在冒水情況的堵水灌漿方法
正在冒水情況的堵水灌漿可根據(jù)具體情況分別采取措施。
3．1從較大的集中漏水點(diǎn)冒水
此種情況多發(fā)生在巖溶地區(qū)和混凝土中有特大缺陷的地方，應(yīng)針對出水點(diǎn)，根據(jù)出水量的大小，先埋沒一段適當(dāng)直徑的孔口管，將水集中引到管中導(dǎo)出，再將周圍可能冒水冒漿的巖縫和孔洞封堵好，然后從孔口管中進(jìn)行反壓灌漿，反壓灌漿的壓力為P=P1+P2，其中：P1為孔口管關(guān)閉后的水穩(wěn)壓力，P2為正常情況下灌漿壓力。
3．2沿裂縫冒水或浸水
對于冒水量較大的，可采用以下步驟進(jìn)行處理（1）鉆若干個與裂隙交的深孔，埋上孔口管，將裂縫水從管中引出；（2）在深孔之間鉆若干個與裂隙相交的淺孔，埋上孔口管；（3）沿裂隙口鑿槽，先用棉沙、麻刀等對裂縫進(jìn)行封堵，然后用砂漿填槽；（4）對淺孔用較低壓力灌漿；（5）淺水待凝一段時間后，對深孔用較高壓力進(jìn)行灌漿。對于冒水量較小的，可先沿裂隙鑿一深5-10cm的凹形槽，在槽的底部鋪一鐵皮，穿過鐵皮埋沒若干根灌漿管，其中裂隙的最低部和最高部各有一根，用速凝砂漿將槽填平砂漿達(dá)到一定弧度后，從裂隙的較低端向上依次灌漿。
4、有承壓條件下的灌漿
從灌漿孔中涌出承壓水有兩種情況：一是灌漿地層處于具有較高壓力水源的含水層中；二是水庫已經(jīng)蓄水，在低于庫水位的廊道或洞中進(jìn)行灌漿。
此時灌漿壓力一定要高于涌水壓力，否則漿液將無法灌入，如果穩(wěn)定涌水壓力為P3，要求的灌漿將壓力P4，那么此時的灌漿壓力應(yīng)為P=P3+P4，同時為了避免因灌漿壓力過高引起地層被壓裂或引起基礎(chǔ)抬動，應(yīng)保證P＜P6，P6為地層所能承受的極限壓力。承壓條件下，灌漿一般可以按以下方法進(jìn)行。
(1)壓力屏漿法，在正常灌漿達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后，仍維持原水泥的濃度或改用5:1的稀漿，以相同的壓力繼續(xù)循環(huán)灌注一定時間（如4-8h）后再結(jié)束，以防止已灌入裂隙內(nèi)的漿液回流。
(2)閉漿，所謂閉漿就是在達(dá)到灌漿達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后，立即關(guān)閉回漿管閥門和進(jìn)漿管閥門，漿方法，使灌入的漿液仍暫時處于受壓狀態(tài)，待凝一定時間后，打開閥門，檢查是否達(dá)往外涌水，如無涌水現(xiàn)象，則認(rèn)為合格，閉漿時間一般為6-8h。
(3)濃漿結(jié)束，如經(jīng)過上述依法處理后效果仍不顯著，可考慮利用化學(xué)灌先采用上述方法將漿孔段的注入率減少到一定程度，例如小于3-5L/min，然后再采用化學(xué)灌漿方法進(jìn)行灌漿，化學(xué)溶液在巖石內(nèi)很快凝聚，不僅可以將細(xì)小裂隙密實(shí)，也可將涌水堵住。
5、巖溶地段的處理
巖溶地段灌漿根據(jù)有無充填物采用不同的方法處理。
5．1無填充物情況
?。?）對于大空洞巖溶，可采用直接回填高流態(tài)的混凝土，骨料最大粒徑小于20mm，混凝土標(biāo)量一般C15，若巖溶發(fā)育較深則需采用溜槽、導(dǎo)管結(jié)注方式，以避免混凝土出現(xiàn)分離、灌注后待凝7d，然后重新掃孔灌注水泥漿；（2）對于空洞較大的巖溶，也可以擴(kuò)大灌漿孔孔徑，往孔內(nèi)投入粒徑小于40mm的干凈碎石，填滿后再灌注水泥砂漿，灌注后待灌注水泥漿，水泥砂漿，灌注后待凝3d，然后重新掃孔進(jìn)行簡易壓水，根據(jù)壓水資料灌注水泥漿，水泥砂漿或其它混合砂漿；（3）對于空洞較小的巖溶，可灌注水泥砂漿或其它混合漿液，灌注后待凝3d，重新掃孔，簡易壓水，根據(jù)壓力資料確定灌注水泥漿，水泥砂漿或其他混合漿液。
5．2有充填物情況
對于有充填物的巖溶，視巖溶規(guī)模的大小及深度可采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行處理。
(1)高壓灌漿法，采用不沖洗的高壓水泥灌漿處理巖溶，即利用較高灌漿壓力將充填物擠壓密實(shí)，提高其抗?jié)B穩(wěn)定性，并籍高壓水泥漿的劈裂作用，使水泥漿以條帶狀向土體中窗桿，縱橫交錯形成網(wǎng)格包裹，但在較大溶洞地區(qū)，因鉆進(jìn)不易成孔，需考慮管或先用旋噴法將溶洞充填物加固后再進(jìn)行高壓灌漿。
?。?）高壓旋噴灌漿法，旋噴灌漿法又是叫旋噴法，是利用鉆孔機(jī)帶有特殊噴嘴灌漿管鉆進(jìn)至土層的預(yù)定位置后，用高壓脈沖泵將水泥漿液通過鉆桿下端的噴嘴裝置，向四周高速噴入土體，借助流體的沖擊力切削土層，使噴流射程內(nèi)土體遭破壞，與此同時鉆桿一面以一定速度旋轉(zhuǎn)，一面低速徐徐上升，使土體與水泥充分?jǐn)嚢杌旌?，膠結(jié)硬化后即在地基中形成直徑比較均勻，具設(shè)備不同，旋噴法分為舉管法，二重管法和三重管法，根據(jù)成柱形式不同，可以分為旋噴法、定噴法、擺噴法。
?。?）花管灌注法，在含沙泥溶地段進(jìn)行高壓灌漿難以成孔，若以帶孔眼前的鋼管插入溶洞內(nèi)形成人造孔壁，則可防止塌孔，在灌漿過程中也不易被砂土顆粒堵塞高壓閥門或灌漿設(shè)備，漿液可以較大的壓力通過眼射入土層，高壓力的作用，水泥漿可以進(jìn)入到砂土層中去。將充填物壓密，擠出基含水分，達(dá)到前關(guān)注，壓實(shí)充填物的目的。（4）淺層巖含泥溶油處理。對于埋較淺或出露在灌漿隧洞周圍的大規(guī)模巖溶，挖除充填物并回填混凝土，再進(jìn)行回填灌漿?！?br />