试论水库坝体处理中充填灌浆技术及其应用

试论水库坝体处理中充填灌浆技术及其应用

摘 要：最近几年来，我国水库除险加固工程建设项目大量增加，不仅促进了区域内工、农业的发展，同时也保障了人民群众的必要生活用水。在水库投入运行过程中，坝体会受到各种主客观因素的影响，并出现不同程度的安全隐患问题，因此，必须采取必要的补救措施进行处理。在国内水库除险加固工程中，充填灌浆技术以其投资小、见效快、操作方便和简单的工艺技术而得到了广泛应用，这里，我们就针对水库坝体处理中充填灌浆技术进行简要的分析。

关键字：水库；坝体处理；充填；灌浆 一、前言

我国是世界上洪水灾害最严重的国家之一，我国的劳动人民在防洪减灾过程中付出了大量的劳动。建国以来，党和政府对江河防洪工程的建设十分重视，修建了大量水利工程，遍及全国各地，在航运、灌溉、防洪、发电以及城乡供水等方面都发挥了巨大的社会经济效益，对促进我国国民经济的快速发展和保证人民的生命财产安全起到了关键作用。

水库经过几十年投入运行后，坝体容易会受到各种主客观因素的影响，从而产生不同程度的安全隐患问题，因此，必须采取必要的补救措施进行处理，这样才能保证大坝的坚固性和稳定性的要求，才能保证大坝对洪水等自然灾害的抵御能力。其中，充填灌浆技术以其投资小、见效快、操作方便和简单易行的特点常常被用于坝体的充填加固过程中。

二、充填式灌浆技术简介

（一）充填灌浆技术的基本原理

充填式灌浆技术主要是灌浆方式采用自上而下，射浆管下入灌段底以上0.5m左右。以粘土为主，掺入3～5%水泥。充填灌浆土料及配制成浆液的有关指标符合《土坝坝体灌浆技术规范》（SD266-88）要求，先采用容重1.2t/m3左右稀浆灌注，待孔口压力下降灌浆通道打开后采用容重1.4～1.6t/m3浆液灌注。并通过孔口压力控制，孔口压力为0.05～0.1Mpa自下而上填补坝体内部较大的漏洞、裂缝和蚁穴等空洞，使得浆液和坝体形成一个统一的粘结整体，从而增强坝体的防渗能力，并有效提高坝体的稳定性和安全性。充填式灌浆技术在处理范围和性质确定情况下的局部隐患时比较合适，例如坝体上产生的裂缝等。

（二）充填灌浆技术中灌浆压力的确定

控制灌浆压力主要是对充填灌浆时的最大压力进行控制，在充填灌浆过程中要求灌浆压力不能大于施工设计时的最大压力。充填灌浆技术主要是将水库大坝坝基缝隙填充完整，然后将浆液压入大坝坝体内部，因此，理论上在充填大坝坝基时的压力最大。由于在各种水利工程的建设过程中，坝基都比较低，而且空隙

比较大，这时如果使用高压灌浆技术，非常容易产生冒浆和劈裂的现象。因此通常将灌浆压力设置的较低，在实际的应用过程中，一般情况下把压力控制在0.1MPa以内。只有很好的控制了灌浆压力，才能保证大坝坝基填筑灌浆工作的质量和效率。

（三）应用充填灌浆技术时的选择

水库坝体处理过程中进行充填灌浆的主要目的是为了对坝基进行充填，所以对灌浆材料的选择非常重要。灌浆材料的选择要符合相关的材料质量标准，并在入库前进行验收检验，承包人应及时将检验成果报送监理人。灌浆材料不仅适用性要强，还应该具有合适的配料成分比。下面我们简单介绍不同种类灌浆材料的质量要求和标准：

1、土料

土料是充填灌浆的主要材料，因此，土料的性质和储量对灌浆过程十分重要。土料性质要符合灌浆设计的要求，储料量不能少于需要量的2～3倍。

2、水泥

水泥的选择要符合施工图纸和监理人的要求，一般采用强度等级为32.5R的普通硅酸盐水泥。灌浆时不允许使用存放过久、受潮以后的水泥。

3、水

灌浆用水应符合JGJ63－89第3.0.4条的规定，拌浆水的温度不得高于40℃。

4、掺合料

在监理人批准以后，可以在水泥浆液中添加砂、水玻璃和澎润土等多种掺合料。各种掺合料的质量也要符合有关规程规范的规定，掺入量必须通过试验的确定，试验的结果也必须报送给监理人并经过批准以后才能通过。

5、外加剂

外加剂的质量必须符合SL62－94中的第2.1.7条规定，最优掺加计量需要通过实验室内试验和现场灌浆的试验确定，试验的结果必须报送给监理人并经过批准以后才能通过。并且要求所有能溶于水的外加剂都要以水溶液状态添加。

三、进行充填灌浆施工的一般步骤

（一）施工前的准备工作

应用充填灌浆法进行灌浆施工之前，需要对水库工程进行全面细致的勘探工作，了解坝基堆石体缝隙的大小，并基于分段施工、区别对待、分序钻灌、单排布孔、全孔灌注、少灌多复的原则，对坝体分别进行打孔、制浆、灌浆以及封孔等各道工序，这样才能保证工作有的放矢，确保水库除险加固工程的质量。其中包括准备必要的灌浆施工机具、原材料以及人工场地等，确定施工工程的观测位置，埋设观测设备，要对灌浆泵容量的大小、运输距离和料场位置等进行评估，尽可能确保施工干扰的最小化和搬迁次数的最小化，以及电源和交通的便利性。在最后灌浆施工之前还要进行细致的试验工作。

（二）灌浆孔和浆液的制作

布孔要按照先疏后密的原则分序钻进，即根据施工设计的具体要求，在外坡和内坡上分别进行钻孔，同时要保证钻孔的深度能够满足不同阶段层面的需要。对于浆液的制作，要应用搅拌机湿法制浆法进行，并对整个制浆过程进行监控，保证浆液的密度符合要求。同时，还要对浆液的容量进行控制，以确保浆液的质量。

（三）灌浆工艺

灌浆工艺进行之前，要严格要求灌浆、制浆以及记录监控等施工人员，以确保灌浆工作的高质高效。在灌浆施工过程中，充填灌浆按照先上后下再中的原则按要求分序进行，以保证水库坝体处理工程的质量。灌浆要基于“少灌多复”的原则，先对第一序孔进行轮灌，并且开始时要使用稀浆，3～5min以后要加大泥浆的稠度。如果孔口出现压力下降或者灌浆管负压的情况，要继续加大浆液的稠度。每次的最大灌浆量和灌浆次数要完全按照设计的要求进行控制，灌浆次数一般通过试验进行确定，每孔为5～10次左右，两次灌浆的时间间隔要大于5天。在浆液升至孔口并连续3次复灌都不再吃浆以后，就可以结束灌浆。

（四）灌浆综合控制

只有对灌浆过程进行综合控制，才能有效保证灌浆的质量。灌浆综合控制的主要内容包括：灌浆压力控制、灌浆量控制、水平位移控制、裂缝开展宽度控制等。前后两次灌浆的时间间隔的要大于5天。孔口的压力要控制在设计允许的最大灌浆压力以内。同时，在充填灌浆的过程中，要尽量避免出现旧坝坝顶开裂的情况。

（五）封孔

浆液升至孔口并经过连续3次复灌都不再吃浆后，就可以终止灌浆。当每孔灌完后，待孔周围泥浆不再流动时，将孔内的浆液取出，扫孔到底，用直径2～3cm的含适中水量的粘土球分层回填捣实。在封孔的过程中，也可以应用稠浆或泥球等灌浆材料向孔内灌注并进行捣实。

（六）灌浆工艺的检查工作

水库坝体处理工程中对灌浆质量的检查包括两个方面：一是施工过程中的质量检查；二是施工完成后的质量检查。前者主要是为了对质量进行控制，包括对打孔、制浆和封孔等工序的质量控制；后者则是验收工程的必要步骤，包括对水库坝基裂缝和渗透性等方面的检查。

四、结论

最近几年来，我国在对水库大坝坝体进行处理的过程中大部分应用进行坝体的加固，以消除灾害隐患，有效控制渗流情况的发生。在应用充填灌浆技术对水库坝体进行处理的过程中，要严格按照实际的情况选择合适的控制参数和合理的灌浆工艺，这样才能保证水库坝体处理工程的高质高效进行。充填灌浆技术正处于积累经验和理论研究时期，还没有形成一套比较完整的理论，因此，在实践中应该进行不断的总结和探索，这样才能保证充填灌浆技术的不断完善和发展。

参考文献

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[2]申明平.充填式灌浆法在处理均质土坝裂缝中的应用[J].宁夏工程技术,2009年.

[3]徐保森.充填灌浆在水库坝体处理中的应用[J].西部探矿工程,2006年.