大坝灌浆 [论水库大坝灌浆施工工艺分类]

论水库大坝灌浆施工工艺分类

摘要：灌浆施工在水库大坝坝基防渗处理方面得到了广泛的应用，但因具体工程规模及地质构造不同，灌浆施工工艺不尽相同。研究其分类对确保工程质量，充分发挥灌浆工艺在水库除险加固中的应用有积极意义。

关键词：灌浆施工分类

一、灌浆的概念

灌浆是通过预先在岩石、土壤或者建筑物中设置的钻孔或者是灌浆管，利用灌浆机将一定配比的浆液施加一定的压力灌进地基的裂缝孔隙或者建筑物自身的裂缝中，使其胶结成密实坚固而不透水的整体的工作。

二、灌浆的基本分类

（一）按灌浆目的的不同分：

1、固结灌浆。采用固结灌浆的目的在于：

（1）降低坝基岩体的渗透性；（2）改善岩体的力学性能，提高变形模量，减少基岩开挖量和混凝土回填量；（3）用压力灌浆还能成功地把岩体因裂隙性质参数导致的各向异性变成均质的。固结灌浆之所以能够提高基础的刚度和均匀性，是因为一般的天然岩体均有裂隙，非常坚固的岩体如果有不连续裂隙，岩体的变形模量就低，而通过灌浆可使浆液进入裂隙。此外，坝基开挖中往往会造成建基面卸荷回弹，产生松动圈，通常也需要通过固结灌浆使岩体变得完整均匀；

（4）挤压软弱夹层，提高其变形模量和抗渗性。

因此，固结灌浆已经成为坝基处理不可或缺的有效手段，在坝基处理中发挥着十分重要的作用。

帷幕灌浆。用浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成阻水带，以减少渗流量或降低扬压力。按灌浆孔底部是否深入相对不透水岩层划分：深入的程封闭式帷幕；不深入的称悬挂式帷幕。按防渗帷幕的灌浆孔排数分为两排孔帷幕和多排孔帷幕。体质条件复杂且水头较高时，采用3排以上的多排孔帷幕。

接触灌浆。接触灌浆的主要作用是：填充缝隙，增加猫着力和加强接触面间的密实性，防止漏水。在掩饰地基上建造混凝土坝，当混凝土体积收缩后，两者之间会产生缝隙，对于这类缝隙需要进行接触灌浆。在岩石比较平缓部位，接触灌浆常与岩石中的帷幕灌浆结合进行，将坝体混凝土与岩石的接触部位，作为一个灌浆段，灌浆长度不超过2m，单独进行灌浆。在坝肩掩饰边坡陡与45°的部

位，接触灌浆的设计和灌浆的方法与裂缝灌浆类似，采用预埋灌浆盒或其他方法，也有的采用浇筑混凝土后再钻孔的方法，主要是需在接触部位形成出浆点或出浆线，也设有进浆管、回浆管、排气管。待混凝土达到设计规定的温度后，即进行灌浆。

裂缝补强灌浆。混凝土大坝出现裂缝，往往整体性降低，通过灌浆，恢复应有的整体性和强度。压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法虽然都是常用的修补裂缝的方法，但是修补新材料如混凝土修补胶、注缝胶、混凝土快速修补剂等，使裂缝修补的效果更好，工艺更简单，费用更节省。这些新材料、新机具和修补方法经过近十来年的现场考验，证明耐久性令人满意，目前这几种方法已经在许多维修改建加固项目中得到推广应用。

大坝劈裂灌浆

劈裂灌浆技术应用条件较广、处理范围较大，特别适用于问题性质和部位不能完全确定的隐患。一般情况下可以处理以下一些问题：

（1）土坝坝体碾压不实，密实度普遍较差；

（2）土坝坝体内有渗漏通道、软弱层、坝后坡侵润线出逸点过高，大坝外坡渗漏湿坡现象或渗透破坏现象；

（3）土坝坝体由于不均匀沉陷产生的裂缝；

（4）土坝分段分层施工，质量差的结合部位容易产生水力劈裂的情况；

（5）坝体和其他建筑物结合不好，存在空隙和接触冲刷；

（6）坝体内存在生物洞穴及腐烂树根等。

（7）现阶段采用灌浆措施加固土坝坝体成功的工程，坝高大都在60m以下，且多为均质坝和宽心墙坝。随着灌浆技术的发展，这个界限应会被突破。

地基高压喷射灌浆。高压喷射法就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后，用高压泥浆泵，通过安装在钻杆（喷杆）杆端置于孔底的特殊喷嘴，向周围土体高压喷射固化浆液（一般使用水泥浆液），同时钻杆（喷杆）以一定的速度边旋转边提升，高压射流使一定范围内的土体结构破坏，并强制与固化浆液混合，凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。

固结体的形状和喷射流的移动方向有关。一般分为旋转喷射（简称旋喷），定向喷射（简称定喷）和摆动喷射（简称摆喷）。旋喷桩主要用于加固地基，提高地基的抗剪强度，改善地基土的变形性能，使其在上部结构荷载作用下，不至破坏或产生过大的变形。定喷固结体呈壁状，摆喷形成厚度较大的扇状固结体。定喷和摆喷通常用于地基防渗，改善地基土的水力条件及边坡稳定等工程。

回填灌浆。在混凝土衬砌的背面或回填混凝土周边,对混凝土浇筑未能浇实留有空隙的部位的灌浆。灌浆可使一、二次混凝土体结合为整体,还可加固土体、回填空隙,共同抵御外力,防止渗漏,因此称为回填灌浆。回填灌浆的目的是对隧洞混凝土衬砌或支洞堵头顶部缝隙作灌浆填充。

（二）按浆液材料不同分：

1、粘土灌浆。粘土灌浆的浆液是粘土和水拌制而成的泥浆。可就地取材，成本较低。它适用于土坝坝体裂缝处理机砂砾石地基防渗灌浆。灌浆用的粘土，要求遇水后吸水膨胀，能迅速崩解分散，并有一定的稳定性、可塑性和粘结力。对于粘粒含量过大或过小的粘土都不宜做坝体灌浆材料。

水泥灌浆。水泥是一种主要的灌浆材料。效果比较可靠，成本比较低廉，材料来源广泛，操作技术简便，在水利水电工程中被普遍采用。一般多选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐大坝水泥，在有侵蚀性地下水的情况下，可用抗酸水泥等特种水泥。广渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥不宜用于灌浆。水泥的细度对于灌浆效果影响很大，水泥颗粒愈细，浆液才能顺利进入细微的裂缝，提高灌浆的效果，扩大灌浆的范围。根据灌浆需要，可掺铝粉及速凝剂、减水剂等外加剂，改善浆液的扩散性和流动性。

化学灌浆。化学灌浆是以各种化学材料配制的溶液作为灌浆材料的一种新型灌浆。浆液流动性好、可灌性高。它可以准确的控制凝固时间，防渗能力强，有些化学灌浆浆液胶结强度高，稳定性和耐久性好，能抗酸、碱、水生物、微生物的侵蚀。这种灌浆多用于坝基处理及建筑物的防渗、堵漏、补强和加固。缺点是成本高，有些材料有一定毒性，施工工艺较复杂。

总之，只有根据水库大坝坝体的问题性质和部位，才能采用合理的灌浆施工技术，充分发挥灌浆工艺在水库除险加固中的应用有积极意义。