郭世永 韓家梁

（青州市水利建筑總公司，山東 青州 262500）

0 前言

現(xiàn)如今，灌漿施工技術(shù)作為水利水電工程中的常用施工技術(shù)，隨著水利水電工程的快速發(fā)展，灌漿施工技術(shù)工藝也逐步成熟。從本質(zhì)上來說，灌漿施工技術(shù)就是把漿液泵送到水利水電工程地基裂縫、斷層破碎帶或者建筑本身接縫處，通過漿液凝固后的性能來提高水利水電工程的整體穩(wěn)定性和抗?jié)B透性能。相對于常規(guī)工程項目，水利水電工程對于工程整體的質(zhì)量及抗?jié)B透性能將有更高的實際要求，而灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用則可以保證水利水電工程滿足相關(guān)要求，進(jìn)而促使灌漿施工技術(shù)在當(dāng)前水利水電工程中得到廣泛普及應(yīng)用。

1 工程概況

某水利水電工程項目位于山東省境內(nèi)，地處于暖溫帶季風(fēng)氣候，年降水相對集中，年平均氣溫介于11℃～14℃，全年無霜期超過180d。水利水電工程所處地區(qū)年平均降水量約為550mm～950mm，雖然降水量同比南方地區(qū)相對較少，但實際降水階級分布交不均衡，全年超過60%的降水量集中在夏季時分，極易形成洪澇災(zāi)害，反之，在冬季、春季以及秋季易出現(xiàn)旱災(zāi)，在該流域建設(shè)水利水電設(shè)施不僅可以有效提高雨季時的防洪防澇能力，還能將雨季時富裕的水資源進(jìn)行有效儲存，緩解旱季時水資源匱乏等問題。某水利水電工程施工總體組織結(jié)構(gòu)主要分為決策層、管理層、現(xiàn)場調(diào)度層以及作業(yè)層4 個層次，具體情況如圖1所示。

圖1 某水利水電工程總體組織結(jié)構(gòu)圖

2 水利水電工程施工要求

水利水電作為現(xiàn)代公共服務(wù)設(shè)施中的重要組成內(nèi)容，其在施工過程中需要綜合考慮地質(zhì)、氣候、環(huán)境、人文等諸多設(shè)計，并在具體設(shè)計過程中結(jié)合工程項目現(xiàn)場的具體情況，在保證施工順序、施工成本的情況下，合理設(shè)定水利水電工程建設(shè)目標(biāo)，為后續(xù)施工提高重要指導(dǎo)。其次，在施工階段，由于水利水電工程的特殊性，其在施工過程中將會設(shè)計到各類危險品以及種類繁多的生產(chǎn)材料[1]。為能夠有效保障水利水電工程施工質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)危險品和材料的保存要求，科學(xué)確定危險品和材料的保存方案，并將其進(jìn)行分類存放，做好嚴(yán)格質(zhì)量檢查以及安全管理，保障材料質(zhì)量以及項目整體安全性。在施工進(jìn)行期間，需要做好材料性能和品質(zhì)檢測，有效降低材料風(fēng)險，從而推進(jìn)工程進(jìn)度有序落實，也能夠保障工程質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。最后，項目施工單位還需要在施工中落實綠色生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展等綠色環(huán)保理念，嚴(yán)格遵循環(huán)境保護的相關(guān)要求。在施工進(jìn)行的過程中，針對廢棄物進(jìn)行規(guī)劃設(shè)置，這樣能夠保證所設(shè)置的施工環(huán)境更加綠色、環(huán)保，助推整個工程項目實現(xiàn)深穩(wěn)發(fā)展。

3 水利水電工程中灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用

在工程項目中，由于項目所處地質(zhì)環(huán)境相對復(fù)雜，共采用了固結(jié)灌漿、帷幕灌漿以及回填灌漿3 種灌漿施工技術(shù)。在具體施工過程中，灌漿用水將會在流域中就近取水，并通過泵送管將工程用水引到施工現(xiàn)場。根據(jù)水利水電工程的施工要求以及就近原則，在施工現(xiàn)場附近設(shè)置電箱，并通過電纜線架設(shè)的方式將電纜引入現(xiàn)場，滿足現(xiàn)場設(shè)備用電需求的同時，減少施工操作運行對社會的影響，保障施工安全。

同時，考慮到施工過程中可能會存在粉塵、噪聲、廢氣、固體污染以及水污染等情況[2]。工程中將會配置有3 臺灑水車，并在施工前對施工現(xiàn)場和周邊道路進(jìn)行灑水抑塵；施工區(qū)域設(shè)置有氣體環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，實時監(jiān)控施工現(xiàn)場的各類大氣污染情況，對現(xiàn)場排污量較大的車輛和燃油設(shè)備配置有尾氣凈化設(shè)備；施工中采用低噪聲施工設(shè)備，降低噪聲源產(chǎn)生的噪聲，并在施工現(xiàn)場面向居民方向設(shè)置有隔音板，對施工現(xiàn)場員工配置有隔音耳罩，提高員工個人噪聲污染防護能力；施工現(xiàn)場就近設(shè)置有廢水處理池、收集和處理施工中所產(chǎn)生的各類廢水，并在廢水處理后用于現(xiàn)場灑水抑塵。

3.1 固結(jié)灌漿

在工程項目中，固結(jié)灌漿主要采用單孔灌漿法進(jìn)行施工。在施工過程中，施工人員根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行鉆孔，實際孔深需要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況進(jìn)行綜合考慮，通常鉆孔深度為5m～8m，具體鉆孔過程中的誤差值需要以表1 為依據(jù)，結(jié)合工程項目鉆孔深度情況進(jìn)行具體確定。在實際灌漿作業(yè)過程中，除部分巖石特別破碎區(qū)域或者漿液顆粒相對較大等情況，均可以通過一次性全孔灌注[3]。具體漿液濃度可以根據(jù)表2 中的混合比例進(jìn)行由稀到濃進(jìn)行依次配制和混合。

表1 鉆孔深度與允許偏差值

表2 漿液濃度依次配比標(biāo)準(zhǔn)

此外，在施工過程中，需要在漿液澆灌注過程中根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制灌注壓力，通常灌注壓力最大值會根據(jù)不掀動基礎(chǔ)巖石為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定，以此來保障漿液灌注壓力的同時，減少對水利水電工程基礎(chǔ)的擾動情況。若是在施工過程中出現(xiàn)串漿情況，那么施工人員便可以采用群孔并聯(lián)的方式進(jìn)行灌漿，但灌漿過程中所采用的群孔數(shù)量應(yīng)不多于3 個，并且在灌漿過程中也同樣需要嚴(yán)格控制灌漿壓力[4]。若是在灌漿過程中出現(xiàn)漿液供應(yīng)中斷情況，那么施工人員應(yīng)立刻采用補漿措施保障漿液供應(yīng)的連續(xù)性。通常在進(jìn)行灌漿作業(yè)期間，要嚴(yán)格按照灌漿規(guī)格和實踐要求，對具體的灌漿處理方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，進(jìn)一步規(guī)范具體的灌漿作業(yè)流程，督促施工人員嚴(yán)格按照施工秩序規(guī)范作業(yè)。在借助機械進(jìn)行施工期間，需要對壓力指標(biāo)進(jìn)行規(guī)范設(shè)置，保證灌漿填充更加充實。

3.2 帷幕灌漿

在帷幕灌漿施工過程中，為保證水利水電工程的整體施工質(zhì)量，將會嚴(yán)格按照施工圖紙進(jìn)行施工，并在施工過程中將基礎(chǔ)灌注帷幕孔分為若干的施工區(qū)，然后再見每個施工區(qū)根據(jù)次序加密施工作業(yè)的要求劃分成為2 個次序，分別記為Ⅰ序孔和Ⅱ序孔，先對Ⅰ序孔進(jìn)行帷幕灌漿，然后再對Ⅱ序孔進(jìn)行帷幕灌漿[5]。施工中，根據(jù)工程項目現(xiàn)場的實際情況，設(shè)計人員最終確定相鄰次序灌漿孔之間的距離應(yīng)超過15m，該距離不僅可以有效保證水利水電工程巖石基礎(chǔ)段帷幕灌漿施工質(zhì)量，還能夠有效控制整體施工成本。

此外，在巖石基礎(chǔ)段鉆孔作業(yè)過程中，由于巖石硬度相對較高，所以在鉆孔過程中注意采用地質(zhì)回旋鉆機，具體鉆孔直徑則需要根據(jù)設(shè)計方案要求進(jìn)行靈活確定，鉆頭作為鉆機的重要組成部分，其將會直接影響鉆機的工作效率及效果，在對市場上各類鉆頭進(jìn)行綜合分析后選用了金剛石鉆頭，以此來保證鉆機的工作效率。巖石基礎(chǔ)段的灌漿作業(yè)將會與鉆孔作業(yè)同步進(jìn)行，具體施工中會采用“自上而下”的順序進(jìn)行分段鉆進(jìn)，分段灌漿的方式進(jìn)行，其中接觸段的長度應(yīng)控制在2m 以內(nèi)，其他鉆孔段的長度則應(yīng)控制在5m～6m[6]。在每鉆進(jìn)段完成鉆進(jìn)以后，施工人員還需要通過測斜儀對鉆孔斜度進(jìn)行測量，進(jìn)一步確保鉆孔能夠滿足設(shè)計質(zhì)量要求。

3.3 回填灌漿

在工程項目中，部分區(qū)域需要采用預(yù)埋灌漿管的方式進(jìn)行回填灌漿。在具體施工過程中，施工人員需要先根據(jù)設(shè)計要求，在工程項目區(qū)域中合理埋設(shè)預(yù)埋灌漿管，并在灌漿管埋設(shè)過程中通過黑鐵管將灌漿管引到孔洞以外，并使用膨脹螺絲將灌漿管進(jìn)行有效固定。在回填灌注過程中，為防止灌漿管出現(xiàn)脫落等情況，綜合保證灌漿質(zhì)量，應(yīng)以7d 為一個周期對灌漿管的具體固定情況、布局情況進(jìn)行深入檢測。當(dāng)然，鑒于回填灌漿施工中所涉及的灌漿孔數(shù)量相對較多，所以在具體檢查過程中可以采用抽樣檢查的方式來確定灌漿孔的質(zhì)量情況，并在對選定灌漿孔進(jìn)行質(zhì)量檢查過程中，應(yīng)保證抽檢的灌漿孔數(shù)量不少于灌漿孔總數(shù)的5%，并且在所有檢測灌漿孔中，如果合格率超過80%，那么便視作為質(zhì)量合格，反之則質(zhì)量不合格。在具體灌漿過程中，施工人員可以通過鉆孔灌漿法，按照2︰1 的水灰比制備灌漿所需漿液，然后在灌漿初始10min 內(nèi)，應(yīng)確保灌漿總流量不超過10L[7]，以該速度進(jìn)行緩慢灌注，保證灌漿質(zhì)量及效果。

4 水利水電工程施工試驗

4.1 裂縫沖洗

在工程項目中，完成帷幕灌漿接觸段鉆孔以后，須對接觸段進(jìn)行裂縫沖洗作業(yè)。首先，選取壓力水脈動法對單孔裂縫和串通孔裂縫進(jìn)行全面沖洗，如果實際沖洗效果較差，那么還可以選取風(fēng)水沖洗法對裂縫進(jìn)行循環(huán)沖洗。其次，裂縫沖洗水壓力應(yīng)控制在灌漿壓力的80%左右，而在選取風(fēng)水沖洗法進(jìn)行裂縫沖洗時，則應(yīng)將沖洗壓力控制在灌漿壓力的50%左右。最后為保證整體沖洗成效，裂縫沖洗結(jié)束時間應(yīng)控制在回水變清10min 以后，通常情況下單孔裂縫的實際沖洗時間應(yīng)控制在10min 以上，而串通孔裂縫的實際沖洗時間則應(yīng)控制在2h 以上，直至單孔裂縫內(nèi)殘留物的厚度控制在20cm 以內(nèi)為止。

4.2 壓水試驗

在灌漿前，需要通過壓水對灌漿孔進(jìn)行裂縫沖洗，為后續(xù)灌漿質(zhì)量的有效提升打下良好基礎(chǔ)。通常情況下，灌漿孔沖洗會采用單孔沖洗法，沖洗水壓力控制在灌漿壓力的80%作業(yè)，待回水澄清以后，可立即停止灌漿孔沖洗作業(yè)。待完成灌漿孔沖洗以后，現(xiàn)場作業(yè)人員還需要根據(jù)“由上及下”的順序?qū)ο葘?dǎo)孔進(jìn)行逐段壓水試驗。在試驗過程中，現(xiàn)場作業(yè)人員需要通過五點法對先導(dǎo)孔段進(jìn)行壓水試驗，通過單點法對帷幕灌漿進(jìn)行壓水試驗，試驗壓力應(yīng)控制在最大灌漿壓力的80%以下。通常情況下，帷幕灌漿過程中的簡易壓水試驗需要結(jié)合裂縫沖洗一同進(jìn)行，試驗時間控制在20min 左右，具體壓水試驗過程中的流量變化情況應(yīng)每間隔5min 進(jìn)行一次記錄。

5 水利水電工程灌漿施工技術(shù)的質(zhì)量管理措施

5.1 強化漿液配合比控制

在水利水電工程灌漿施工過程中，由于地質(zhì)、氣候、環(huán)境等很多因素的影響，具體施工中所采用的漿液配合比以及漿液混合材料也將會一定差異，想要有效提高水利水電工程灌漿施工質(zhì)量，就必須合理控制漿液配合比，科學(xué)選擇漿液混合材料[8]。此外，在具體施工過程中，施工人員還需要在漿液配置完成后，對漿液的各項性能進(jìn)行檢測分析，以此來直觀判斷漿液的配置質(zhì)量。通常來說，如果漿液配置過程中摻入減水劑，那么漿液的流動值應(yīng)控制在25s 以上，如果漿液配置中未摻入減水劑，那么漿液的流動值便應(yīng)控制在16s以上，當(dāng)然，為保證項目整體質(zhì)量，漿液的流動值一般需要控制在40s 以下，如果不滿足上述要求，那么應(yīng)根據(jù)實際情況對材料配合比進(jìn)行合理優(yōu)化[9]。

5.2 灌漿壓力控制

水利水電工程灌漿壓力控制方法主要有2 種，分別為一次性升壓法和分段升壓法。其中一次性升壓法大多應(yīng)用于裂縫發(fā)育較差、透水性較低、并且?guī)r石層較為堅硬和完整的區(qū)域；分段升壓法則多用于基礎(chǔ)滲透性較強的區(qū)域。如果在應(yīng)用分段升壓法過程中出現(xiàn)某級壓力下單位吸漿量超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的情況，那么應(yīng)立即降低一級灌注壓力，然后再進(jìn)行實際灌注作用。通常來說，分段升壓法不應(yīng)設(shè)置過多壓力分級，一般分級不應(yīng)超過3 個，而在采用三級升壓法時，可以將注漿壓力確定為0.4、0.7、1 或者0.5、0.8、1 個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。

5.3 加強各部門溝通交流效果

一直以來，水利水電工程各部門之間的溝通交流效果都相對較弱，其一方面導(dǎo)致項目施工中協(xié)調(diào)管理難度相對較大，另一方面也會在一定程度上影響項目進(jìn)程，增加項目整體建設(shè)成本。對此，應(yīng)基于信息技術(shù)構(gòu)建水利水電工程管理信息平臺，并要求各部門在施工過程中均需要將工程中所涉及到的各類信息上傳到平臺中，以此來加強各部門之間的數(shù)據(jù)交互效果，同時也能夠方便項目管理人員根據(jù)各部門之間的數(shù)據(jù)信息實時比對設(shè)計方案與實際進(jìn)程之間的差異情況，快速發(fā)現(xiàn)和處理施工進(jìn)程中存在的問題，保障水利水電工程灌漿施工質(zhì)量。此外，在溝通中還需要明確灌漿作業(yè)中可能存在的不良風(fēng)險，然后在互動交流的過程中總結(jié)經(jīng)驗，科學(xué)制定預(yù)處理方案，以便在遇到操作隱患時能夠有效規(guī)范和控制。

5.4 加強施工質(zhì)量監(jiān)督管理

在施工過程中，項目應(yīng)做好現(xiàn)場施工質(zhì)量監(jiān)督管理工作。以灌漿孔質(zhì)量檢查為例，在對灌漿孔進(jìn)行質(zhì)量抽查時，質(zhì)量檢查人員應(yīng)通過測量巖體波速、靜彈性模量等方式對灌漿孔質(zhì)量進(jìn)行檢測。同時，質(zhì)量檢查人員還需要通過試驗檢查的方式對灌漿孔進(jìn)行質(zhì)量檢查。在進(jìn)行檢查時，需依托先進(jìn)技術(shù)載體，對灌漿的粘稠度、泥漿濃度、吸收率等各項指標(biāo)進(jìn)行綜合檢測，并綜合國家所提出的灌漿操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入統(tǒng)計、對比和分析。在對灌漿孔質(zhì)量進(jìn)行判斷過程中，應(yīng)以測試檢驗結(jié)果為主，試驗檢驗結(jié)果為輔，2 種檢測方式綜合對灌漿孔質(zhì)量進(jìn)行判斷。在完成檢測以后，所有檢測結(jié)果僅需要以電子數(shù)據(jù)和紙質(zhì)文檔2 種形式進(jìn)行歸檔，其中電子數(shù)據(jù)應(yīng)上傳到信息管理平臺中，以此來為各部門判斷灌漿孔質(zhì)量問題的成因提供重要參考，進(jìn)而為后續(xù)施工工藝完善提供支持，從而促進(jìn)灌漿工藝不斷優(yōu)化和改進(jìn)，提高整合的施工成效。

6 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，如今各地區(qū)水利水電工程數(shù)量也在持續(xù)增長。在該背景下，為能夠進(jìn)一步提高水利水電工程施工質(zhì)量，為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┍憷?，?yīng)在水利水電工程施工過程中科學(xué)應(yīng)用灌漿施工技術(shù)、優(yōu)化灌漿施工工藝，加強對施工現(xiàn)場的質(zhì)量管理，多方面保證灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用成效，綜合保證水利水電工程的質(zhì)量，控制施工成本，推動我國水利水電工程的進(jìn)一步發(fā)展。