焦丽艳

(辽宁省瓦房店市水库事务服务中心(莲花水库)，辽宁 瓦房店 116300)

随着中国现阶段的社会经济水平的快速发展，中国水利工程行业建设与实践情况取得了阶段性的发展，由于水利工程受到了施工技术以及各种外部因素的影响，使得水利工程的建设规模逐渐扩大，与此同时对于水利工程中使用的施工技术要求也逐渐提高，只有进一步拓展水利工程的建设范围和施工水平，才能够将工程当中的水资源进行更加科学的分配和调节[1]。在中国大多数的水利施工工程当中基础灌浆施工技术具有重要的作用和意义，而基础灌浆施工技术的水平也会对水利施工工程的综合质量和价值产生一定程度上的影响。经过长时间的研究与分析发现，传统的基础灌浆技术虽然可以满足水利施工工程当中的技术要求，但是存在着施工周期长，且牢固性质量低下的情况，因此水利工程施工项目的相关单位需要对基础性建设引起一定的重视，提升施工技术水平，从而提升水利施工工程的质量。

1 基于灌浆施工技术的水利工程施工设计

为了提升水利施工工程的牢固性能，在传统的水利施工工程的基础上进行改进，建设基础灌浆施工技术下的水利工程作业流程如图1所示。

图1 水利工程作业流程框图

从图中信息可以看出，整个施工工程分为5个步骤，成孔设备就位与成孔可以统称为一个钻孔取芯的步骤，接着实现清洗、压水、注浆步骤，最后用封孔的方式将上部的凹穴填补完成，按照上述的施工顺序进行基础灌浆技术下施工工程的具体设计。

1.1 钻孔取芯

依据水利施工工程实际的施工环境，首先需要选择适合环境土质的成孔设备，严格按照相关水利工程的施工规定，计算孔位并确定孔向。其中第n个孔位可以利用公式1进行计算。

dn=dn-1+rsinθ

(1)

式中：dn表示的是第n个孔的位置，dn-1代表的是前一个孔的孔位，r表示的是分度圆直径，而θ则代表的则是成孔的角度[2]。为了保证灌浆的牢固性，钻孔的孔位选择垂直钻孔，也就是θ的取值为一个常量90°，从而便可以有效的固定灌注桩。除此之外还要规定一个合理控制的误差，将孔位的误差控制在±0.1之内，以免影响后续的施工。根据实际灌浆作业面，选取回转式钻机进行施工，其孔深可控制在10厘米以内。要求做到孔径统一、孔壁平整，防止出现返浆等现象。

1.2 冲洗

当完成钻孔作业之后，孔底以及孔壁的位置会有一些杂物的残留，因此需要进行冲洗工作。冲洗时可以压力水作业为主，使用高压水枪先清理钻孔位置，可以彻底的清洁孔洞内部，当重新钻孔内部的裂缝位置，需要控制高压冲洗的压力，若正常位置的冲洗压力为P，则特殊位置的冲洗压力为，使用这种方式来避免裂缝扩张甚至开裂的情况发生[3]。在冲洗的过程当中按照“孔底 -孔外”顺序进行作业，每次冲洗完成过后需要静置10 min，这样可以及时平衡孔内的空气和水气，以确保良好的清理效果。

1.3 压水

冲洗环节完成之后进行钻孔压水，在全面了解施工环境的情况下，对钻孔进行仔细测量，记录下钻孔深度、直径等相关数据信息进行记录，并对钻孔孔洞的渗透能力进行研究。当测量好水压之后，从上至下进行压水工作，由此便可以保证接下来的工作可以顺利进行。

1.4 灌浆

按照水利施工工程的实际任务要求和环境情况选取适宜的灌浆设备以及浆液的成分。通常情况下施工的灌浆设备选用的是卧式单杠活塞灌浆泵，其灌浆作用的原理是在压缩气体压力的影响下，逐渐形成间断式的气压脉冲，当钻孔表面有浆液溢出时停止灌输[4]。当选好设备之后选择灌浆浆液的成分以及相关参数，具体的参数设置值如表1所示。

表1 灌浆参数表

在表中的参数范围之内，考虑到不同水利施工工程的施工要求和各种客观因素，基础灌浆施工技术下水利施工工程在实现时进行参数的具体计算和部分调整，接着从上向下分段进行钻孔的分段，每一个钻孔划分成为3～5 m的孔段，以此顺序依次完成灌输施工作业[5]。使用这种方式可以精确的控制每一个那段的浆液用量，有层次的将浆液压入钻孔的缝隙当中，未灌入的部分还可以从回浆管当中返回到拌浆筒当中，也能够实现浆液的循环利用，得到更好的灌浆效果。

1.5 封孔

将以上的步骤完成之后即可进入最后一步作业，即为封孔操作，在此基础灌输施工工程当中使用粘液封孔器对地表凹穴进行填补，使用的粘液封孔器的原理如图2所示。

图2 粘液封孔器原理图

2 实现水利工程施工

按照基础灌浆施工技术下水利工程的设计流程进行施工，大体可以将水利工程的施工环境分成两类，一类是岩溶地形而另一种是严重漏水的施工环境，分别在两个环境当中实现设计的水利施工工程。

2.1 岩溶地形下的施工环境

岩溶地形是水利施工工程当中最常见的表面结构之一，由于其特有的稳定性对水利施工工程的质量会有一定的影响。在添加填充物的同时，按照设计的施工工程流程进行基础灌浆的施工操作。在此过程当中未来保证基础部位的稳定性，需要精确的计算灌浆量和灌浆压力的数值。由于在此环境当中没有其他元素对施工造成影响，所以灌浆的方式可以使用劈裂灌浆方式，在此方式下计算灌浆量需要考虑到灌浆类型、岩土的孔隙率以及浆液的充填程度，综合所有的考虑因素可以利用公式2进行计算。

(2)

式中：λ代表的是浆液灌入率，ρg为土颗粒相对密度，τ为初始孔隙比，W表示的是天然含水量，Wp表示的是塑限含水量，V为土体的体积[6]。在此基础上便可以通过公式计算出具体的灌浆压力，其中灌浆终压的计算表达式如公式3所示。

(3)

式中：Hρ代表的是岩溶土层的灌浆厚度。另外按照类似的计算方法对灌浆的泵压进行计算，计算公式如下。

(4)

将计算出的数据具体的投入到实际施工当中，最后封孔实现灌浆施工工程。

2.2 工程环境严重漏水

在水利施工工程当中中，工程建设的环境时非常复杂的，特别容易出现漏损现象[7]。由于工程当中有水的影响，会改变灌浆浆液的浓度和密度，所以需要对此进行具体计算分析。首先要计算有漏水情况下灌输浆液的密度，计算方式如公式5所示。

(5)

公中：m就是灌浆浆液的固体质量，也就是溶质质量，V表示的是原始浆液当中的液体体积，V0表示的是环境当周漏水的水容量。计算出浆液的密度后，即可以计算浆液的浓度。

(6)

式中：m0的表示每一刻孔段灌输的浆液质量。灌浆作业需要按照浆液施工时的实际浓度进行含量的调整，以此保证灌浆的质量和浆液凝固后的牢固性能。

3 实验分析

针对基础灌浆施工技术下的水利工程的牢固性进行实验分析，分别选取岩溶地形和严重漏水的水利工程施工现场作为实验环境，此实验当中使用传统水利工程作为实验的对照组，而设计完成基础灌浆施工技术下的水利施工工程为实验组。两个水利施工工程使用的钻孔设备相同，实验环境尽量保证变量唯一。在实验过程当中首先按照不同的灌浆施工技术方法在两个实验环境当中进行灌浆处理，实验组按照设计的技术流程，选取适宜的打孔设备在右岸里程为k000+k180-k000+k200，且孔间排距为2.0 m的规格进行打孔，调制灌浆液、灌输并封孔完成水利施工工程的流程。对照组则按照传统水利施工流程进行灌浆作业，

最后用不同程度的压力作用在已经凝固的灌浆位置上，记录不同压力下灌浆位置的变化情况，即实验结果如表2所示。

表2 实验结果数据表

从表1中的信息可以看出，当外界施加的压力至1 500 MPa时，对照组的位置已经出现了明显的裂缝痕迹，而实验组表面依旧没有明显的变化，而当压力为2 000 MPa时，对照组已经无法再继续使用，而实验组表面只是出现了轻微的裂缝迹象。由此可以推断出，在水利施工工程当中使用基础灌浆技术可以起到良好的应用效果，水利施工工程的牢固性更强、质量更高。

4 结语

综上所述，在水利工程的施工项目当中，各种技术是同的系统性和复杂性与诸多的环节有关，随着水利工程施工要求的逐渐提升，施工单位需要借助更加科学和高效的技术来确保工程的质量。在水利施工工程当中应用基础灌浆技术，使得施工工艺得到了优化和改善，同时也不断的推动中国水利工程建设的快速发展。