关键词：高压喷射灌浆；原理；水利工程；应用
1前言
为解决水工建筑物防渗问题，寻求一种经济且技术先进可靠的防渗方法，在水利工程施工当中，基础防渗处理是水利工程施工中尤为重要的环节。当基础土质较差，渗透性较强时，在水流的作用下对基础的危害很大。结合高压喷射灌浆技术在甘肃张掖大孤山水电站引水枢纽工程中的应用，通过现场检测，明显看出密实度和承载力均远大于原土体，从而提高和保证了工程质量。
2工艺原理
2.1冲切掺搅作用
高喷技术主要是借助于高压射流，通过冲击切割和强烈扰动，使浆液在射流作用范围内扩散、充填周围土层，并与土石粒掺混搅合，硬化后形成凝结体，从而改变原地层结构和组成，达到防渗和提高承载力的目的。高喷凝结体是多种因素综合作用的结果，高压射流对地层结构的影响范围，取决于比能值E的大小，其表达式为：
E=(PQ)/(100v)
式中：E——每米旋喷柱耗用的能量（MJ/m）；
P——喷射灌浆压力（MPa）；
Q——射流浆量(L/min)；
v——提升速度(cm/min)。
E值大，旋喷柱的直径大，一般选用50～70cm直径较好，但最终应通过现场高喷试验确定。
2.2升扬、转换作用
高喷施工时，水、气、浆由喷嘴中喷出，压缩空气，除能对水或浆液构成外包气层，使水或浆液射流能透入地层较远距离并维持较大压力破碎地层结构外，还可产生升扬作用，将经射流冲击切削后的土石碎屑和地层中细粒，由孔壁和喷射杆的环状间隙中升扬带出孔外，空余部位由浆液替代，同时也起到了转换作用。
2.3挤压、渗透作用
高喷射流强度随射流距离的增加而较快地衰减至射流束末端，虽不能再冲切地层，但对地层仍产生挤压作用。同时，喷射结束后，静压灌浆持续进行，对周围土体产生渗透作用，不仅可以促使凝结体与周围土体结合更加密实，还在凝结体外侧产生明显的渗透凝结层，具有较强的防渗性能。
2.4位移握裹作用
地层中较小的块石，由于喷射能量大，辅以升扬、转换作用，最终浆液可填满块石四周的空隙并将其握裹，遇到大的块石或在块石集中区，应降低提升速度，提高比能值。在强大的冲击震动力作用下，块石将会产生位移、松动，浆液沿块石四周空隙或块石间孔隙渗入。在高压喷射挤压、余压、渗透等综合作用下，产生握裹凝结作用，形成连续密实的凝结体。
3凝结体的性能
水工建筑物地基防渗采用高喷施工时，要求凝结体具有良好的防渗性和稳定性，而对于其抗压强度要求不高。凝结体的防渗性能主要取决于地层组成成分和颗粒级配、施工方法、施工工艺以及浆液材料等。高喷形成的凝结体并不很规则，但与地层结合紧密，由于高喷凝结体周围除了浆皮层外，一般还存在渗透凝结层，有着良好的复合防渗作用，从而进一步提高了凝体的防渗性能。
4高喷凝结体的结构布置形式
为保证高喷防渗墙的连续性，必须要使各孔的凝结体在有效范围内牢固可靠连接上，为此如何选用结构布置形式和孔与孔的距离则很重要。高喷形成的凝结体的形状与喷射的形式有关，喷射形式一般有旋喷、摆喷和定喷3种。喷射时若边提升边旋转，则凝结体的形状为圆柱体（又称旋喷柱），若边提升边摆动，则形成的凝结体的形状为哑铃状，若只提升和定向喷射则可形成板状（又称定喷板）。目前在青海及甘肃的西南部地区常用的结构布置形式有：定喷折线式、摆喷对接式和柱摆式等。
5高喷材料
三管法施工时，多用纯水泥浆，水泥为42.50或52.50普通硅酸盐水泥。由于三管法施工，先是高压气、水喷射，而后是压力灌浆，灌浆易被先喷入的水稀释，所以使用的水灰比不应大于1∶1的浓浆。6机械设备的组成
高喷灌浆技术有单管法、双管法、三管法。在该工程中采用的是三管法，所用主要设备有XY-2型液压地质钻机、GYP-50型高喷台车、XPB90E型高压泥浆泵。
7工艺和施工要点
7.1钻孔
泥浆固壁回转（或冲击）钻进。造孔过程中做好充填堵漏，使孔内泥浆保持正常循环，返出孔外，直至终孔。跟管钻进，边钻进边跟入套管，直至终孔。钻进时应注意保证钻机垂直，偏斜率应≤1%。
7.2下入喷射杆
泥浆固壁的钻孔可以将喷射杆直接下入孔内，直至孔底。跟管钻进的钻孔，有2种情况：一是拔管前在套管内注入密度大的塑性泥浆，注满后起拔套管，边起拔边注入，使浆面长期保持与孔口齐平，直至套管全部拔出，而后再将喷射杆下入孔内直至孔底。二是也可先在套管内下入管壁均匀的PVC塑管，直到套管底部，起护壁作用，而后将套管全部拔出，再将喷射杆下入到管底部。
7.3高喷施工
施工中所用技术参数因使用高喷的方法不同而不同。所用的灌浆压力不同，提升速度也有差异。对各类地层而言，若使用同一种施工方法则水压、气压、浆压的变化不大，而提升速度变化，是影响高喷质量的主要因素。一般情况下，确定提升速度应注意下列几个问题：①因地层而异，在砂层中提升速度可稍快，砂卵（砾）石层中应放慢些，含有大粒径（40cm以上）块石或块石比较集中的地层应更慢。②因分序而异。先序孔提升速度可稍慢，后序孔相对来讲可稍快。③高喷施工中发现孔内返浆量减少时宜放慢提升速度。
8施工工艺
8.1墙置的确定
根据设计要求平整好场地，要求场地内地下无障碍物，对某些作业地基软、不平整，有可能引起整机翻倒引起事故的地段，一定要采取防范措施，在平整场地上对墙体中心线进行测量定位。
8.2喷墙管理
应控制好掘进速度和灌浆压力、提升速度，送气量的大小应使浆液成沸腾状为宜。灌浆阶段浆液不能发生离析和断浆现象，保证墙体均匀，无夹心层，若发生管道堵塞或因故短暂停机，应迅速抢修。
9工程实例
在张掖大孤山水电站枢纽基础防渗施工中，所采用的喷灌方法为三管法定向喷射成墙施工。防冲隔墙长为68m，该工程地层为砂砾土，采用凝结体的结构布置形式为柱摆式，成墙深度为30m，墙厚平均为80cm。孔距2m，喷射中心有直径20～30cm的圆柱体。首先用水管、气管、浆管同轴布设组成喷射杆，杆底部设置有喷嘴，气、水喷嘴在上，浆液喷嘴在下，高喷时，随着喷射杆的旋转和提升，采用高压水和气的射流冲击扰动地层土体，呈翻滚松散状态，随后以低压注入浓浆掺混搅拌，硬化后形成凝结体。此方法高喷质量可满足设计要求，工效高、造价低，能充分利用原地土体，就地取材，机械化程度高，其工艺参数为：
①喷嘴直径：2～2.30mm；（外φ5）
②高压水：10MPa，流量40L/min；
③气压：0.70MPa，气量6m3/min；
④浆压：0.30MPa，流量80m3/min；
⑤提升速度：15cm/min；
⑥三重管回转：7r/min；
施工完成后采用挖深坑数米，用电子填土密实度检测仪对周围土体进行现场质量测试。检测结果为土体密实度和承载力均大于原土体，施工过程中有专人负责记录，记录详实准确。
1.1灌浆材料
水利施工中常用的灌浆材料可分为水泥浆材和化灌浆材。实际作业时需根据接缝和裂缝的张开度的大小对浆材进行选择，具体要求如表1所示。
1.2灌浆施工条件
因防渗的高要求性，接缝的灌浆的作业条件要求较多。主要需把握好温度、施工顺序等必要条件。只有在适宜的条件下进行灌浆操作才能确保分段的坝体链接紧密，能够较好的结合为一个受力整体。具体的条件要求。
1.3灌浆施工顺序
水利施工中，灌浆作业必须遵循先固结后接缝的顺序。另外，对于各个坝段接缝部分的高程和类型应遵循图1所示的具体施工循序。
1.4施工工艺
1.4.1灌区的接缝灌浆工序
灌浆的具体操作应该遵循由低到高，由基础到坝体的顺序进行。一般灌浆操作从基础开始，逐步向上逐层灌浆。在进行当次灌浆操作时要确保上次灌浆以及相邻区域灌浆已经完成。减小浆材的串漏概率，保证灌浆的密封性和质量。当施工中遇到多种浆材要一起操作时，必须遵循先接缝后化学的灌浆次序。灌浆时出现操作事故要迅速处理，保质保量，减少维护阶段的压力和成本。坝段高层相同时，灌浆需严格遵循中间向两端的施工顺序。同时，在对相邻灌区进行灌浆时要确保施工的间隔在4天以上。如若工程的人力、设备等条件充足或者工期紧迫，各坝段接缝可以进行连续灌浆施工。但施工作业时需确保施工的间隔小于8h。另外，若坝段间接缝存在若干独立灌区，灌注施工间隔要求更加严格。单独作业时间隔需控制在10d以上。连续作业时间隔小于4h。
1.4.2接缝灌浆的压力与控制
在坝体接缝灌浆时，要先对接缝表面与相邻接缝同时进行起压和水平压。平压压力需保持在0.2MPa以下。在上层接缝灌浆准备阶段和灌浆作业阶段均要进行水循环。且灌浆施工完工后也需进行至少6h的通水循环维护。控制好灌浆压力一方面可以确保浆材经管道运输的顺畅性，提高作业的封闭效果以及浆材与混凝土界面的结合质量。另一方面适当的压力可以对浆材起到压力泌水的作用，提升灌浆的密实性。在压力控制方面可以使用双向控制法，使用上层排气槽的压力进行主控制，使用下层进浆管压力进行辅助调控。其中，有盖重灌区和无盖重灌区的压力值需分别控制在0.25～0.35MPa和0.1～0.15MPa。灌浆作业时也可以使用接缝增开度主控、压力值辅控调节的双孔方法对增开度进行控制。
1.4.3接缝灌浆施工作业
灌浆作业的准备阶段需要对灌浆设备进行严格的检查，保证灌浆的顺畅性。其中要着重检查设备的进浆管的通透性和排气、回浆管的通畅。检查完毕后可以进行单开出水率的实验，当其不小于30L/min且水流无外漏时表示设备运转正常，可进行灌浆作业。灌浆时，配好的浆材经灌浆管输送至接缝处。同时，使用放浆口进行辅助排出接缝内空气、水等。灌浆作业快结束时，注意观察浆比，当其大于1.7g/cm3时，按照作业的先后顺序对管口进行逐一关闭。为了控制作业压力值，使其符合设计规定，作业过程中可以采用加大灌浆量、间歇性开启排气口等方式。2.4.4灌浆结束条件灌浆作业的结束需要综合多方面的判断，一方面需检查回浆管，观察浆材比值是否接近浓度最大值。另一方面需观察灌浆压力值的变化及接缝增开面的大小，确保符合设计规范。同时，需要测定出浆管的出浆率，当其小于0.4L/min时进行计时，20min后才能停止作业。停止灌浆作业后，按照先阀门后机械的顺序进行关闭，且需控制闭浆持续时间大于36h。灌浆完成后，需组织人员对接缝和裂缝处的增开度进行测定和记录，并联合监理方进行作业质量的检测，评估质量合格后才允许进行余下工程的施工。
2接缝灌浆施工质量控制
2.1注浆质量控制
浆材的灌注阶段是整个灌浆作业的核心，注浆作业的质量直接决定整个灌浆施工阶段工程质量。为了避免注浆时出现串浆、压力控制不稳定以及突发事件处理经验不足等诸多问题，保证施工质量，作业时需注意到以下几点。
2.1.1注浆压力
注浆压力是浆材在管中输送的直接动力，直接关系到出浆的流畅性和连续性。同时，稳定、适当的压力值有利于接缝灌浆的泌水和保证密封性，促进浆材密实度和与界面的粘合性。对于地基破碎带、裂缝等进行注浆时，首先要对基底岩石的性质进行判断。当岩体较为完整时，可以逐步提升注浆压力，使其满足设计标准值。如若基底岩体较为破碎或形成溶洞，需控制压力由低至高依次提升，减少因压力提升过快导致的浆材浪费、流失。
2.1.2封孔作业
注浆作业完成后，需要对留下的注浆孔进行封孔作业，保护连接浆材。封孔的质量控制主要是对反出浆进行浓度和比重的监测，若数值过大需改为纯压方法进行封孔作业。
2.2接缝灌浆完工质量检查
灌浆作业完成后，需要组织检测人员与监理单位对灌浆的质量进行检查、评估。一方面可以查缺补漏，提高灌浆工程的质量。另一方面也可以通过对检测数据进行记录备份，便于学习施工中的不足，改进以后的施工技术。检测措施主要是压水检测，对于质量较差的部分需要进行取芯检测。
3结语
关键词：水利工程；灌浆施工技术；模袋灌浆；充填级配料
中图分类号：TV543
文献标识码：A
文章编号：1009-2374（2012）18
我国的水利工程建设发展突飞猛进，不管是发展的空间速度还是在水利工程建筑上的施工方案都在不断的改进。但是在目前国内的水利建设当中，可以拿来建设的空间却越来越少了。所以在水利建设中灌浆技术的应用也就显得很重要。想要做好灌浆技术的施工就必须要有把握良好的技术水平，优质的地质条件，要经过严格的处理，否则很难达到水利建设的施工要求。
1 水利工程中灌浆施工技术的应用
我们都知道，水利工程建筑物的处理手段是需要特定的技术手段进行参与的，以人为的特定手段来弥补天然条件的不足，借此来改变建筑基地的抗渗性、安全性、稳固性等。同时在水利工程建设当中还有很多地方需要进行隐蔽处理，所以这就要就要严格的遵守工程的既定方案进行施工。而灌浆技术就是水利工程要严格控制技术水平的一种施工方法。那么在水利工程中灌浆施工技术究竟是怎样应用的呢？在下文中我们将进行详细的阐述。
1.1 岩溶地段灌浆施工技术的施工及应用
我们在前面已经说了灌浆技术在水利施工中的重要位置，所以目前的灌浆技术的施工问题已经成为水利工程研究的重点之一。那么水利工程中灌浆施工技术的应用上还存在着各种各样的难题。接下来我们将以岩溶地段为例，简单分析灌浆技术在该种地段当中的施工应用。岩溶地段的地质特性相对来说较脆弱，而在该地段实施灌浆技术的施工一直以来都是凭借着多年的施工经验进行的。采用的方法也要先
进行探测是否存在填充物，然后再进行施工。
1.2 岩溶地段的施工以高压灌浆为主
在岩溶地段的施工要非常的注意，因为该地段的施工一旦没有做好施工的前期工作或者是施工的时候没有注意到该地段的地质特征都会引起不堪设想的后果。所以在这种地段的施工大多都是使用不冲洗高压水泥灌浆的施工技术。其主要的目的就是为了使填充物能够挤压的严实合缝，提高它的防漏性。而且高压灌浆技术还有裂隙的作用，可以让施工材料穿透土壤，形成网状的包围态势，提高堤坝的稳固性。
1.3 岩溶地段的高压旋喷灌浆施工技术
高压旋喷灌浆的工作原理是使用钻机把特定的灌浆管送进到土层的位置，再以高压将水泥浆液沿着钻机下端的装置，朝四周喷入土体的过程。使土壤与施工材料混合在一起，这对于加固建筑体是非常重要的。
1.4 浅层含泥岩溶中灌浆施工技术的运用技术
浅层含泥岩溶中灌浆施工技术的运用首要做的就是把填充物掏空，然后把水泥回填进去，最后再实施灌浆的施工方法。
1.5 深层岩溶中灌浆施工技术的运用
深层岩溶主要是指那些岩溶埋藏深度超过50m的岩溶区域。在深层岩溶区我们可以采用灌浆技术来解决岩溶周边区域的灌浆施工。用水泥使得岩溶填充物固定住，并且压紧，再按照顺序加密的形式，进行钻孔灌浆一系列施工的完成。
2 大吸浆量情况的灌注方法在水利工程中的应用
我们都知道在水利施工建设当中，经常会出现岩缝大吸浆的情况。这种情况的出现会使灌浆工作很难进行下去。在下面的章节中，我们将详细的分析这方面的内容。一旦出现了这样的情况，我们可以用以下的施工措施进行解决。
2.1 限流措施
所谓的限流，顾名思义就是限制灌浆时注入的量，减少浆液在缝隙中的流速，最终达到灌浆标准的一种方法。该方法在实施的时候要注意在浆液沉积以后，要及时的将压力升高，让注入的平均水平量保持一个水平的状态。
2.2 降压处理方法
降低压力是指在灌浆处理过程中，在浆体凝固不能流动以后，再慢慢的提高灌浆压力的一种灌浆施工技术。
2.3 多次灌浆的处理方法
多次灌浆也就是分次灌浆，即将一次可以完成的灌浆的量，分成若干次来完成。每一次的灌浆量要以缓慢的方式灌入，最终完成灌浆的量。这种方法不但可以减少灌浆的压力，还可以达到比一次灌浆要好的灌浆效果。
3 漏水的情况下灌浆施工技术的运用
在水利的施工中经常会出现漏水的现象，所以在这样的情况下，首先要找到漏水的根源，然后再进行施工分析。因为只有找到了根源，才能够从根本上解决问题。目前水利建设中的漏水现象大致是由以下两个原因造成的。一是选址的问题。即选择了可溶性岩石的地段。因为这种地貌是属于喀斯特地貌，极易出现漏水现象。二是地下水区域。我们在下面的文章中详细阐释漏水现象的解决方法。
3.1 模袋灌浆
模袋是由尼龙、聚丙烯或者聚酯等材料织成的，具有耐磨性的一种装有灌浆浆液的形似袋子的施工工具。它可以将灌浆中的沙石等颗粒留在袋中，缩短浆液的凝固时间，增强坚固程度。除此，模袋还可以对浆液进行束缚，使之不容易流失，有利于水利工程的施工建设。
3.2 充填级配料
充填级配料就是以相对粘稠的冲灌砾石等，快速将缝隙堵住，形成反滤层将通道封死的一种水利工程的施工方法。
4 结语
我们已经在前面详细的阐述了灌浆技术在水利建设当中的应用和施工要求，而且灌浆的施工方法也很多，但是都是各有各的优点和缺点。所以在施工时期就要求我们的施工单位能够根据不同的施工场地和施工位置地质情况的不同来选择适合的灌浆施工技术。例如，在施工中遇到了岩溶地段，就要求更多的施工经验和吸取前人的成功案例这是很重要的。所以我们在进行施工的时候要考虑到每一个步骤和每一个施工当中将会产生的影响。最终使得灌浆技术可以发挥出它最大的优势为人民服务，创造更大的社会效益和经济效益。
参考文献
[1] 刘京文．浅析水利工程岩基灌浆施工技术[J]．科技资讯，2010，（10）．
[2] 武晶．浅谈水利工程基础灌浆施工技术[J]．科技与企业，2012，（8）．
[3] 刘湘成．浅论水利工程基础灌浆施工技术[J]．论文天下，2012，（3）．
关键词：化学灌浆 无公害 环氧树脂 聚氨酯 丙烯酸盐 酸性水玻璃 化学灌浆泵
1 我国化学灌浆技术发展成绩
化学灌浆(ChemicalGrouting)是将一定的化学材料(无机或有机材料)配制成真溶液，用化学灌浆泵等压送设备将其灌入地层或缝隙内，使其扩散、胶凝或固化，以增加地层强度、降低地层渗透性、防止地层变形和进行混凝土建筑物裂缝修补的一项地基处理和混凝土修补技术.即化学灌浆是化学与工程相结合，应用化学科学和化学浆材解决地基和混凝土缺陷处理(加固补强、防渗堵漏)，保证工程的顺利进行或借以提高工程质量的一项工程技术.随着化学灌浆技术的发展和进步，现己成为现代工程中颇具特色且不可或缺的一项先进技术
国外化学灌浆最初是适应于地基处理和采矿业发展的需求而发展起来的，其可靠性得到公认并被广泛采用至今己有80年以上的历史.我国的化学灌浆技术应用与研究起步较晚，但发展较快并有自已的独创.如果以1953年在佳木斯等地采用碱性水玻璃进行化学灌浆算起，也才只有50年的历史五十年来，我国在化学灌浆技术这个小领域取得了成绩[3]，主要表现在以下方面：
(1) 化学灌浆从无到有，从小到大发展起来，已成为我国现代工程技术不可或缺的一个组成部分
(2) 国外有的常用化学灌浆浆材品种，我国基本上都已开发出来（如环氧[1]、甲凝、丙凝、丙烯酸盐、酸性和碱性水玻璃、水溶性、非水溶性和弹性聚氨酯、脲醛树脂、铬木素等）
(3) 化学灌浆浆材品种开发中还有一些独创.如甲凝、弹性聚氨酯，甲氰凝和环氧—聚氨酯，丙烯酸酯—聚氨酯等互穿网络灌浆材料
(4) 化学灌浆设备的研制开发已基本能适应和满足国内化灌工程的要求[8].如化学灌浆泵、灌浆阻塞器、密闭配输浆装置和各种封缝材料等．
(5) 化学灌浆技术已在国内水电（大坝、堤防、水库、电站）、建筑（地上、地下、人防）、交通（公路、铁路、隧道、桥梁、港口、机场）和采矿等四大部门得到推广应用
(6) 化学灌浆技术应用已解决了许多工程难题，取得良好的效益.以水利为例，如三峡[4]、葛洲坝、龙羊峡、丹江口、陈村、凤滩、万安等水利枢纽都是采用化学灌浆技术解决一些工程技术难题的典型例子
(7) 化学灌浆已从工程完建后的应用，发展到工程兴建前设计中就采用.如三峡化灌帷幕预计15000米，化灌加固地基预计3000米
(8 )化学灌浆技术在一些方面已具国际先进水平，如青海龙羊峡大坝采用中化798环氧浆材处理G4伟晶岩劈裂带和三峡大坝采用CW环氧浆材处理F1096软弱夹层及断层破碎带的水泥—化学复合灌浆技术均堪称国际上处理低渗透性软弱岩土地层的先进技术
(9) 化学灌浆理论上也有一些突破和创新[6][7].如浆液扩散半径的计算理论、浆液湿面粘接理论、减低浆液毒性的拮抗理论、浆液吸渗理论等
(10) 化学灌浆技术出版物取得丰收.自上世纪八十年代以来己出版专著十余部.包括水利学报、水利水电技术、岩土工程学报、岩石力学与工程学报、长江科学院院报在内的全国132家科技期刊都选登化学灌浆的研究论文.近5年选登的论文就有200余篇
以上十个方面成绩，足以说明我国化学灌浆技术的进步和发展水平.此外，全国研究化学灌浆技术的工程科技人员已成立了中国水利学会化学灌浆分会，现挂靠在长江科学院.追溯到1968年，学会己举行过16次学术交流活动，出版了7部论文集，这些学术活动对推动我国化学灌浆材料的研发和化学灌浆技术的发展起了很好的作用
2.化学灌浆技术近期发展展望
我国化学灌浆技术近期应在前50年的基础上更具活力的继续向前发展，而无公害、耐久性好、适应工程各种苛刻要求且价格低廉的化学灌浆浆材的开发、应用和推广;化学灌浆技术的研究、改进和提高;化学灌浆设备、仪器生产的定型化、系列化、成套化、标准化和环保化及产品质量的持续改进和提高等必然是其发展方向
2.1.无公害浆材的开发
(1) 无毒催化剂的研制.环氧树脂浆材粘接强度高、稳定性好，因此是固结灌浆最常用的浆材.该浆材毒副作用主要来自所采用的固化剂和溶剂.在过去的近20年中，对环氧浆材胺类固化剂的降低毒性研究己取得一些成果，国内生产出商品名为T31、810、X-89、CD等毒副作用较低的一批改性胺类固化剂，对环氧浆材的推广应用起了较好作用，今后还应朝这个方向继续努力
(2) 无溶剂型浆材的开发.环氧树脂一般粘度都较大，制成化灌浆材一般都要添加有机溶剂，但很多有机溶剂不但气味难闻，而且具有毒副作用(如糠醛)，添加后往往会产生环境问题.因此，人们在研究无毒副作用环氧固化剂的同时，也展开了无溶剂型环氧浆材的研制.无溶剂型环氧浆材的研究将得益于环氧树脂工业的发展，国内一些化工厂生产的低分子量环氧树脂粘度仅为20-25mPa.s.，这对今后无溶剂环氧化灌浆材的发展开辟了较好的前景.除此之外，把丙烯酸酯等树脂开发成无溶型浆材己呈现出更加美好的前景，值得努力探索
(3) 水做介质的化灌浆材的研制.水做介质，不用有机溶剂，对化灌浆材的无公害化是很有益的.过去已开发了LW、HW等为数不多的水溶性聚氨酯浆材，今后对水溶性浆材应放开视野，相信在有机或无机水溶性浆材开发和应用上将会呈现出较为理想的进展
(4) 某些已有浆材改造的研究.1974年，日本曾因使用抗渗性好的丙凝化灌浆材污染水质，引起饮水中毒事件而宣布禁用丙凝.之后，具有丙凝相似性能的丙烯酸盐浆材得到发展，但其主要成分丙烯酸镁仍存在一定的毒副作用，而科技工作者采用拮抗原理，在丙烯酸盐浆材中加入钙盐和适量的某种拮抗剂，却使其毒副作用下降到仅为丙凝的1%，成为实际无毒浆材[12].这个例子说明，我们可以探索通过对己有的某些化灌浆材进行改造，降低毒性，达到可使用标准
2.2.对工程各种苛刻要求相适应的浆材开发
(1) 新型高亲润、高渗透性化灌浆材的研究.虽然目前我们已有了一些高渗性的化灌浆材，解决了不少工程难题，但所用溶剂和固化剂多半都有毒副作用，不适宜环境标准，对工程地基微细裂隙、断层破碎带和泥化夹层及混凝土微细裂隙的处理仍有探索新型高亲润、高渗透性、无毒副作用化灌浆材的必要.这很大程度取决于表面活性剂和活性稀释剂体系的研究改进
(2) 弹性化灌浆材的开发.在工程伸缩缝止水和混凝土活缝、变形缝补强灌浆中需要具有弹性的化灌浆材.过去虽说也有一些开发，但必竟质量还不够高.今后除应加强对已有弹性环氧和弹性聚氨酯等浆材提高质量和消除毒副作用方面的研究外，更为重要的则是加强对能赋于环氧树脂弹性的固化剂的开发研究[11]，从而适应建设工程之急需
(3) 快速固结浆材的开发.这里指的是浆液粘度又低，固化物性能优异，且固化时间可控制在几十分钟或几小时以内的浆材的开发.采用低粘度环氧树脂或新型活性稀释剂和开发应用能促使环氧树脂快速固化的新型环氧固化剂应能解决此课题 2.3.耐久性浆材的开发
耐久性概念含意较广，它包括耐水、耐酸碱、耐候、耐紫外光、耐冻融和干湿循环、耐磨蚀、耐微生物作用(霉)等方面，耐久性浆材的开发可从以下几个方面去探索
(1) 通过对合成树脂的接枝或相嵌共聚合反应，使化灌浆材中所采用的树脂具备我们所要求的一些耐久性特性
(2) 注重互穿网络复合化灌浆材的研究.如己有的MU无溶剂浆材系丙烯酸酯--聚氨酯的复合[2]、PU/EP水下化灌浆材系聚氨酯—环氧树脂的复合[10]，他们都是互穿网络复合化灌浆材.由于两类树脂复合及其互穿网络结构，这就赋予他们超越任何单一树脂组份的优良性能，值得深入研究
(3) 加入钠米材料对己有浆材进行改性.环氧树脂加进纳米材料改性的化灌浆材研究项目已获得水利部基金资助，从现己拿出的初步成果来看，该项研究将会提升环氧浆材包括耐久性在内的多方面性能
2.4.价格低廉的浆材开发
(1) 水玻璃浆材的改性.水玻璃浆材是化学灌浆史上最早使用的化学灌浆浆材，同时也是目前使用最广泛的化学灌浆浆材之一.究其原因除该浆材具有无毒、粘度小、可灌性好等优点外浆材价格较低是个重要因素.该浆材不足处为凝胶时间调节不够稳定、凝胶强度很低和凝胶稳定性较差，金属离子易脱溶等，现多半用在临时或半永久工程中.因此今后对其改性工作应着重在提高强度和耐久性方面做研究.加入某些活性物质进行改性是值得探索的方向
(2) 纸浆废液的无害化浆材开发.纸浆废液做成化灌浆材价格较低.将该废液中加铬类催化剂便可制得现称为铬木素的该浆材.因铬类催化剂中六价铬离子有毒，该浆材大家不敢用.故随后开发出多种无铬催化剂的高强木素浆材，今后应对其进行提高性能研究，以便推广应用
以上四条主要集中在无公害、多用途和耐久性浆材研究、开发上，至于浆材的定型化、系列化、标准化当然是化灌技术发展的必然要求，这里就不赘述
2.5.化灌技术的改进、提高和创新
已有化灌技术的总结、改进和提高研究.前已叙述了在过去的50年中，我国有包括水电等大量的建设工程应用过化学灌浆技术，有许多采用化灌解决工程难题的典型经验，其中有些已有初步总结，如复合灌浆技术等;有些则尚待总结，如化灌的密闭传输、自动记录、集中管理和实时监控技术等.不管过去有无总结，现有的化灌技术都需要从事化灌技术研究的专家、学者与有经验的工程技术人员相结合，在总结实践经验的基础上改进、提高，并能有所创新
2.6.化灌设备仪器的系列化、成套化、标准化和环保化
(1) 高性能化学灌浆泵的系列化、成套化和标准化.高性能化学灌浆泵是实施化灌作业的主要设备，国内有多家研究所和小企业能研制和开发，但都只能小批量生产或试生产.今后应定点、定型生产，并向产品的系列化、成套化、标准化方向发展，以方便推广应用化灌技术
(2) 化学灌浆自记仪的研制.化学灌浆自记仪的研制可有效地避免人工记录难免出现的一些差错，将对提高隐蔽工程中的化学灌浆质量起到很好的监控作用，并使化灌数据分析建立在可靠的基础之上.化学灌浆自记仪在技术原理上与己有的水泥灌浆自记仪有所不同，目前国内已有几套研制方案，但还未见样品问世，很需要加快研制步伐，以应工程化灌监理之急需
(3) 密闭式传输浆设备的研制.现己研制出的一些设备要满足环境标准要求，保证安全生产
(4) 现有产品提高质量研究.国内生产的一些化学灌浆设备仪器在加工精度和质量上与国外同类型产品还有一定差距.因此，在这方面我们会有大量改进和提高工作需要去做
2.7.化学灌浆行业标准、规程、规范的制订
化灌施工具有隐蔽性特徵，各行其道搞施工必将出现很多问题，甚至会形成工程隐患，值得我们高度警惕.然而我国至今还没有一部全国性行业标准和化灌施工规程、规范，这是很不正常的现象，应立即着手进行制订.希望政府相关部门能给于大力支持
【关键词】水利工程；水利施工技术；灌浆技术；灌浆施工；应用探讨；灌浆应用
一、水利工程中灌浆技术的应用
水利工程地基受到地质构造和水文地质的影响，天然地基常常存在一定的缺陷，这种缺陷需要人工技术处理才能作为水利工程的可靠地基。灌浆就是这种主要的人工技术，它把具有一定配合比的浆液通过钻孔用压力注入都地基裂缝或建筑物的自身裂缝中。通过胶结硬化后可以提高高岩基的整体性、抗渗性、抗震性以及稳定性。要想顺利完成灌浆工作，需要对灌浆的材料、方法、特点进行细致的研究，尤其要根据实践情况调整材料和工艺。
灌浆的主要目的有防渗、堵漏、加固、纠正建筑物偏斜。现在应用比较广泛的是水利坝体加固及防渗工程。按照目的可以分为：固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆、接缝及补强灌浆、劈裂灌浆、高压喷射灌浆。运用较为普遍的是固结灌浆、帷幕灌浆和接触灌浆。固结灌浆通过改善裂隙发育也岩石的物理性特征提高岩体的整体性与均质性，也能提高岩体的抗压强度和弹性模量。一般对混凝土重力坝，需要对坝基进行全方位的固结灌浆。对混凝土拱坝或者重力拱坝，则在坝基上下游受力较大的地方进行固结灌浆。灌浆孔的深度通常在5—8m，在平面上成网格交错布置。当遇到地质条件复杂的工程项目时，可以用现场固结灌浆确定孔距、排距、孔深、灌浆次序、压力等技术参数。
帷幕灌浆是水工建筑物地基防渗的主要手段，帷幕在上游迎水面的坝基内形成连续的防渗幕墙，阻止或减轻坝基的渗流量和地基中地下水的渗透，降低坝低的渗透压力，保证基本的渗透稳定。帷幕分为两排孔帷幕和多排孔帷幕，在施工过程中要确定帷幕轴线、深度、厚度和平面上的长度。三峡水库因为175米的水位高程采用了帷幕灌浆钻孔技术，最大深度超过100米，钻孔的直径有56—76mm，灌浆压力为5.0—6.0MPa。接触灌浆的主要作用是加强坝体混凝土与坝基或者岸肩接触面间的密实性。在岩石地基上建造混凝土坝，一旦混凝土体积收缩就会使两者产生缝隙，所以等混凝土达到稳定的温度，在坝体和岩石接触的地方，用一个灌浆段进行单独灌浆，防止混凝土收缩产生裂缝。
按照材料可分为：水泥灌浆、粘土灌浆、化学灌浆、沥青灌浆。按照钻孔灌浆顺序可以分为全孔一次灌浆和分段灌浆法。全孔一次灌浆施工比较简单，一般使用在孔深
二、灌浆压力的重要性
灌浆压力跟底层结构、孔深、灌浆要求、地质条件、有无压重、注浆方式等都有关系。因为有些因素很难确定，所以在注浆之前通过压水实验来确定施工具体参数。灌浆压力的优缺点。优点：对于细小裂缝有独特的解决方式，能够充分利用灌浆，使裂缝能够得到充分灌注；缺点：容易造成浆液扩散，在缓倾角地质软弱时，容易引起岩层活动。
一般灌浆技术施工人员要熟练掌握好灌浆技术，必须根据施工地区的详细具体情况来分析。还要提前做好施工控制工作，比如参数的选择、灌浆手法等。一般未必灌浆表层孔段的灌浆压力>1—1.5倍帷幕的工作水头，地步则以2—3倍工作水头位移；固结灌浆压力，在浅孔没有压重的情况下，采用0.2—0.5MPa，在有压重的情况下，采用0.3—0.7MPa。深刻固结灌浆则以帷幕灌浆为标准；高压灌浆的压力通常>3—4MPa。灌浆压力的适用范围。对于透水性不大，裂缝发育不完全，岩层较硬的底层。
三、灌浆技术存在的问题
1、传统灌浆模式未形式系统的控制模型，很多情况都是从子结构的角度出发，让计算精度和系统程序不能充分联系起来，全面分析问题。2、灌浆系统不稳定，会使系统分析结果失真。如果要更精准得出灌浆数据就必须在施工前就把相关理论工作做好，建议基础的施工控制概念结构。3、灌浆设计依据不足，灌浆技术门槛低，施工队伍水平参差不齐，如果设计不能从技术上对施工加以指导及限制，不仅对业主来说加大了管理难度，而且灌浆工程质量差异大。4、新型灌浆材料的研究滞后，进入上世纪90年代，灌浆材料的更新几乎停滞不前，与我国灌浆技术的应用的规模和发展态势不协调。
四、灌浆中容易出现的问题
1、地表隆起：在灌注过程中要随时观察地表有无隆起现象，一旦发现地表隆起立即停止注浆。对注浆参数进行分析和讨论，一定要严格控制注浆压力。可以降低灌浆压力、自上而下分段灌浆、反复灌浆等方法解决地表隆起现象。2、冒浆：在钻孔的时候多发生冒浆，如遇到这种情况应该用粘土回填冒浆孔，回填10—15m。3、串浆：可采用多孔联合灌浆；反复灌浆法
五、灌浆需要注意的若干问题
1、在施工之前，完善准备钻孔、注浆等设备和材料并且做好暴雨等应急措施。2、施工期间定期对地下水取样检查，如发现地下水被污染，立即采取相应解决措施。3、钻孔也是保证灌浆质量的一大环节，要确保钻孔达到良好的注浆效果要保证钻孔深度和角度符合实际情况，并且对钻孔做好记录4、严格遵守注浆工艺流程，注浆管道要密封，防止孔口跑浆。注浆采用循序渐进的过程，最开始采用小流量确保管道通畅，在一点一点增加流量，直到达到规定要求。5、有时候一次注浆并不能一次解决问题，这就需要二次注浆，二次注浆的标准是从一侧灌浆，从另一侧溢出，不能有两侧同时灌浆的情形。6、当发生跑浆时，缩短浆液的凝胶时间，用小泵梁、低压力注浆，使浆液快速凝固。
六、质量检测是灌浆工程的保障
灌浆工程属于隐蔽性工程，需要从原始记录、工艺控制、规范操作、专业检测方面加强灌浆质量的控制和检测。钻孔较小的灌浆可以通过压水测试和单位吸浆量进行检查，或者使用钻孔照相或者孔内电视。钻孔较大的可以直接派专人进行检查。在辅助检测方法中还有地球物理探测技术、弹性波速、地震衰减系数等。
七、结束语
水利工程中的灌浆技术是一项繁复庞杂的技术，包含了几个子结构的复杂系统，需要建立系统的机制进行分析和优化。特别是在中国地质复杂的情况下更要发挥灌浆技术的优势，趋利避害，使每一种灌浆技术都能得到充分发挥，这样水利工程的安全和稳定才会有很大的上升空间。
参考文献
【关键词】大直径钻孔灌注桩施工技术；桩底注浆；分析
中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号：
对于软土地层的高层建筑，在施工过程中一般会使用钻孔灌注桩基础，但是由于地质条件与施工技术的限制，难以使用钻孔灌注桩基础向超深地区扩展，加上灌注桩施工质量的控制还存在各种难点，尤其是孔底清渣与泥浆护壁工作的控制难以控制，因此，必须使用一种新型技术来进行灌注，大直径钻孔灌注桩施工技术的使用就可以很好的解决以上的问题，下面就以某工程的建设为例对大直径钻孔灌注桩施工技术及桩底注浆进行深入的分析。
1 工程概况
某高速公路分离立交桥，桥梁孔跨布置为：右幅2，左幅为，立交桥中共有52根钻孔灌注桩，最大桩长32m，直径均为2.5m，部分桩底位于软岩层和砾石层，部分桩底位于中粗砂地层，设计使用通长钢筋笼，孔底清渣厚度均小于0.6m。根据地质情况的不同，整个地层分为七层，从一到七层分别为人工填土、亚粘土、亚粘土、亚粘土（含云母）、亚粘土、亚粘土、中砂，主要施工难点为旋转钻机穿越铁板砂层和砾石的施工、超厚粉细沙与中粗砂层泥浆护壁技术以及化学泥浆的无公害处理。
2 大直径钻孔灌注桩施工技术要点
本钻孔桩工程施工采用反循环排渣钻进的方式，泥浆池同钻孔桩位连接进行循环送浆。
2.1 穿过卵石层和砾石的钻进要点
对于卵石层和砾石的钻进使用楔齿滚刀钻头，在钻进前调节好钻头吸渣口的高度、位置和直径，在钻进时逐渐的增加钻压，并控制好钻进速度，根据地层的变化逐渐增加排渣的速度。
2.2 入岩钻进技术
对于坚硬的岩层，应该使用球齿滚刀钻头，对于滚刀数量的布置要科学合理，防止重复破石情况的出现，在钻进时，可以逐渐的增加有效钻压，将钻压控制在90%到95%左右，将作用于钻头的压力控制在400kN以上，钻进的过程中要维持在1.0m/s的速度，钻头的转速则以6r/min为宜，在钻进时，遵循“短进尺、勤进尺”的原则，同时按照情况的变化情况逐渐增加泥浆流量，及时排除岩石碎块。
2.3 保证钻孔垂直的方式
本工程19m以下的地层为土层和中砂砾层，成本由长石、石英和云母组成，含砾约为10%到15%，分选性和磨圆均十分理想，但是该层土层具有致密性的特征，且厚度不均，在钻孔时很容易出现钻孔软硬不一的情况，钻头常常会向软弱砂砾层中倾斜，继而出现斜孔的情况，这就给钻进工作带来较大的困难，为了防止这种情况的发生，需要在施工过程中严格的控制好进尺速度，尽量的采取减压钻进的方式，并在钻杆中间与钻头上方配置好稳定器。
3 灌浆技术要点
本工程位于郊区，桥位处是农田，对于环保的要求非常高，加上地层中粉细砂层厚度较大，这就对泥浆的性能也提出了更高的要求。
3.1 泥浆选择要点
本工程地表是优质亚粘土，这不会对孔内造浆产生不良影响，因此，在施工初期可以使用孔内造浆法，这种护壁的效果也十分理想。但是对于中粗砂层和粗细砂，使用孔内造浆法虽然能够护住孔壁，但是灌注水下混凝土时，就会对泥浆护壁产生一些破坏，继而影响桩的总体质量。为了防止这种情况的发生，对于中粗砂层和粉细砂应该使用化学泥浆（由膨润土、纯碱与CMC构成），并使用泵送泥浆的循环系统，这样就能够改善护壁的效果，同时也可以满足施工需求。
3.2 泥浆循环简介
对于泥浆的循环需要与孔位通过地沟来进行连接，其余部分则需要使用管道进行运输，在曲线段使用软管、直线段使用钢管，整个循环系统包括沉淀池、桩井、储浆池、循环池、清水池，排除的泥渣先进入沉淀池，铁板砂块与大部分砾石就会沉淀在此，其余的泥浆则会进入循环池，如果泥浆的数量不足，那么就会通过泥浆泵将储浆池的泥浆抽至桩孔位置。
3.3 废泥浆的处理方法
对于废泥浆的处理方式使用沉淀池法，废弃的泥浆会先进入沉淀池中，大部分的铁板砂块与砾石会沉淀于此，待其沉淀完成后，即可使用机械抓斗或者挖掘机清理，这种沉淀方式取得了良好的效果，很好的降低了废泥浆的产生。本工程52根钻孔桩灌注量约为8000m³，使用该种废泥浆处理方法向外输送废泥浆数量不足一车，成果令人满意。
4 水下混凝土灌注要点
4.1 导管的选择
在灌孔初期，施工现场有直径250mm与300mm的两套导管，通过超声波检测，250mm导管灌注水下混凝土孔底沉渣厚度约为50cm，300mm导管灌注水下混凝土孔底沉渣厚度约为30cm，后者小于前者，究其根本原因，是由于300mm导管冲击力强，可以将沉渣反上来，因此，为了提高灌注的质量，需要增设一套350mm的导管，这样就可将沉渣厚度控制在10cm左右，使用该种方式基本实现了零沉渣，取得了良好的效果。
4.2 封底要点
封底工序是水下混凝土灌注的关键程序，在封底时，要保证首次埋管深度超过1m，为此，首次灌注土量必须达到7m³，因此，可以使用专用的料斗，此外，使用专用的搅拌运输机来运送混凝土，这样，即可保证封底的质量。
5 结语
本次工程桩基础经过应力波与超声波检测，证实其施工质量完全符合规定标准的要求，很好的解决了地层的护壁问题，同时，使用大直径钻孔灌注桩施工技术与泥浆无公害技术也为优质工程的建设奠定了良好的基础，为类似工程的施工积累了相关的经验。
参考文献：
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【关键词】坝体加固；劈裂灌浆；数值模拟分析
0.引言
在世界大多数国家中，土石坝建设在坝工方面一直居于首位。世界土石坝得到迅速发展的同时，也发生过较多的事故，为这种发展付出了代价。可以说每一次土石坝技术的重大进步，都和事故的教训有关。对于出现老化及异常情况的土石坝，为了防止其产生渗透破坏直至产生溃坝等工程事故，必须根据情况对其进行修补加固。土石坝建成后，经过多年运行，坝体产生老化是普遍存在的问题。当坝的力学稳定性或水力学稳定性受到损害时就要发生事故。据国内外学者统计，由渗透破坏造成事故的，约占全部事故的30%-40%。所以，土石坝的防渗加固，在世界范围的水库险坝的处理中占有很重要的位置。近年来，为了水库的防洪安全，我国政府利用国债资金，在全国范围内开展大规模的病险水库处理。本文就劈裂灌浆技术在水库土坝中的防渗加固机理分析，然后提出运用流固耦合分析方法进行模拟的思路。
1.劈裂灌浆方法研究
堤坝劈裂灌浆技术是在总结了传统的堤坝灌浆技术的经验教训，分析了堤坝裂缝的成因以及泥浆劈裂堤坝规律的基础上提出来的。美国在1970年即采用灌浆的方法处理了希尔克里格坝，该坝建成后在心墙与山坡接头处出现漏水；英国60年代初期建成的巴尔德赫德坝，发现心墙裂缝后，60年代末期也采用灌浆的办法进行处理；还有西班牙的阿尔庞上坝、墨西哥的勒克萨坝都采用过灌浆的方法进行处理，当时由于人们的种种担心，致使这门技术未能得到发展。
我国解放初期在黄河大堤首次用钢钎探测隐患，然后进行灌浆，取得了较好的效果。而后在一些中小型水库上坝上进行充填式灌浆。到了70年代该技术开始用于处理一些大中型水库的坝体隐患。到了70年代后期，人们总结了充填灌浆的经验教训，分析了坝体裂缝成因和灌注泥浆劈裂坝体的规律，提出了土坝坝体劈裂灌浆理论。劈裂灌浆与充填式灌浆有本质的区别。坝体劈裂灌浆是从产生坝体隐患的原因入手，利用坝体小主应力的分布规律进行布孔，利用水力劈裂原理，施加一定的灌浆压力，有计划有控制地劈裂坝体，灌注适宜的泥浆，通过浆坝互压和坝体的湿陷固结等作用，使所有与浆脉连通的裂缝、洞穴、水平疏松层等隐患得到充填挤压密实，形成竖直连续的浆体防渗帷幕。改善坝体内部的应力状态，改善坝体的渗透稳定性和变形稳定性。随着劈裂灌浆加固技术的推广应用，其理论研究也得到不断的发展。通过原型观测、室内试验、理论分析和工程总结对浆液劈裂坝体的规律、泥浆固结和坝体压密、浆坝互压以及坝体内部孔隙水压力和土压力的变化规律等方面获得初步成果。
劈裂灌浆技术不论在施工工艺还是在理论研究方面取得了不少进展。但是，山于该项技术的特殊性及加固对象的多样性，所以还有很多理论方面的问题没有解决。例如，灌浆轴线的布置，复灌时间的确定，浆液在坝体中的固结规律，灌浆对坝体应力应变的影响，灌浆效果及持久性问题等。劈裂灌浆的理论研究远远落后于实践需要，甚至制约了该项技术的进一步推广。
2.土坝劈裂灌浆加固机理
土坝劈裂灌浆防渗加固机理是多方面的，首先是坝体内部应力的分布规律为劈裂灌浆提供了可能性，再就是灌浆过程中的泥浆的劈裂充填作用、浆坝互压作用、坝体湿陷固结作用、坝体内部应力调整作用等。
（1）水力劈裂原理，指是在水压力作用下，使原物体产生裂缝或使原有裂缝扩大的过程。如果无限域中的圆孔受到均匀液体压力P，要计算介质中的应力，已有经典解答。如果介质初始应力为零，则当P＞σi就会被劈裂，其中σi为介质的抗拉强度。若果介质初始应力为σ，则当P≥σ+σi就会被劈裂，式中如果σ是拉应力，则P+σ≥σi就会被劈裂。
（2）土坝坝体的应力分布规律，土坝具有梯形断面的条形建筑物，通过对土坝坝体的原形观测及有限元分析，坝体内部应力分布规律一般如下：在坝轴线附近，土坝的竖向应力σi略小于土柱的自重压力，土坝横剖面的水平应力σx，比竖向应力σy小，约等于(0.3-0.5)σy，(即侧压力系数为0.3-0.5)。土坝填筑质量愈差，则侧压力系数愈小，坝顶部一定高度σx:还会出现拉应力。土坝的纵剖面的水平应力为σz二介于σx和σy之间。一般情况，土坝坝体压应力符合σy>σz>σx的规律。根据土坝坝体的应力分布情况，利用水力劈裂原理，在坝轴线附近沿小主应力面布置灌浆孔。泥浆就容易沿这个平面将坝体劈开。
（3）泥浆对坝体的劈裂充填作用。由于劈裂灌浆是以浆液为能量载体，高压泥浆对坝体有很大的充填作用。泥浆充填坝体内部被劈开的灌浆通道，以及与通道相连的各种原有裂缝、洞穴等，充填作用与劈裂灌浆作用是同时进行的。随灌、随劈、随充填，达到缝开、浆到、料满。随着复灌次数的增加，泥浆多次充填挤压，使原坝体得到挤压、密实，与浆体帷幕一起形成较高的防渗能力，因而达到充填坝体隐患和构造防渗帷幕的目的。
（4）湿陷作用。泥浆灌进坝体，其中大量水分随之进入坝体。水除了产生孔隙水压力和对土的性质产生影响外，还对坝体产生湿陷作用。湿陷作用的大小与土坝质量和土料性质有关。湿陷作用对坝体是有利的，可以增加坝体的密实度和变形的稳定性，减少弱应力区范围。停灌以后湿陷作用逐渐变缓，每次复灌都有湿陷，但湿陷率越来越小。湿陷使坝高有所降低，坝体体积缩小，在坝顶出现变形裂缝。这些裂缝经过多次复灌后都会被泥浆充填。
（5）能量的调整和转换。根据物体能量的转换和传递规律，提出了土坝的裂缝破坏是由于坝体内部的变形和能量积累转换造成的。要根除这种隐患，就必须使坝体内部分土体所积累的应变能充分释放。劈裂灌浆就是通过灌浆压力和土体湿陷变形，使原有的土体裂缝充分开裂，使己出现的弱应力区和强应力区之间的应力应变能相互传递转换，打破原坝体内部应力的不平衡，恢复正常的应力状态，使坝体内部的应力应变相对稳定。
（6）浆坝互压理论。土坝劈裂灌浆技术利用了上坝坝体的整体弹性特征，在灌浆过程中随着灌浆压力的反复增长和消失，具有弹性的坝体张开和回弹，使坝体和浆体反复挤压，形成连续的浆体帷幕和两侧压密的坝体联合防渗带。通过浆坝互压，可以补救原坝体由于不均匀变形产生的小主应力不足，改变坝体内部的应力不平衡状态，从而比较彻底地解决了土坝坝体的变形稳定和渗透稳定问题。
（7）泥浆和坝体的固结和压密。劈裂灌浆加固坝体的主要作用是利用泥浆在坝体中固结硬化后形成的帷幕进行防渗。因此泥浆在坝体内能否固结硬化，就成为土坝劈裂灌浆中最关键的问题。影响浆液固结的因素是十分复杂的，浆液固结速率和效果不但与坝体土质、施工质量、坝体应力状态、浆体土料性质、浆体厚度等因素有关，而且还受坝前水位、施工工艺的影响。
3.结语
运用流固耦合分析方法进行模拟，用劈裂灌浆防渗加固技术来改进坝体的稳定性，是堤坝加固领域的一种非常有效的加固方法，多年来该技术在中小型水库土坝防渗加固中得到广泛应用。本文通过水库土坝防渗加固机理分析，为进一步开展劈裂灌浆防渗加固技术提供理论支持与保证。
【参考文献】
关键词：坝体 防渗 帷幕灌浆
中图分类号：P343.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（c）-0087-01
我国有各种不同规模的水库约八万余座，其中大型水库约350座，中型水库约2500座，小型水库约8万座。受当时水库的建设技术水平和施工工艺，以及后期水库缺乏养护，加之地方配套资金不足等因素影响，大量的水库处于带病工作状态，病险水库的数量居高不下，给水库的管理以及水库中下游的人民群众的生命财产安全带来了严重影响，因此，研究水库坝体的安全加固技术，对提升水库的安全性，保证水库的安全运行管理工作具有重要意义。
1 水库坝体渗漏的原因及危害分析
1.1 水库坝体渗漏事故发生的原因
水库坝体的渗漏按照发生的位置一般分为三种情况，坝体渗漏、坝基渗漏和绕坝渗漏。水库出现坝体渗漏的原因主要有以下几个方面，首先，筑坝材料质量不过关，筑坝用土透水性太大，为做除湿处理，同时，土料的颗粒太大，未做充分的碾磨压碎处理，或是土料中掺杂了太多石块、土粒、杂物，使得夯实不能充分紧密；其次是筑坝的工艺技术差，在筑坝过程中铺土过厚，使碾压或夯实不密或分层回填时结合面少压、漏压造成层面不密实等引起坝体渗漏；第三是坝体的填筑面过窄，导致坝身单薄，坝体内次的水体受压力影响，渗径过短，从而发生坝身的水体渗漏事故；四是坝内涵管漏水事故。坝内涵管外壁填土质量差，夯压不密实、涵管未做截水环，引起沿管壁的纵向渗漏。五是白蚁、老鼠等动物破坏。在坝体修筑过程中以及修筑后的维护管养过程中，容易出现白蚁和老鼠在坝体筑巢、打洞，导致坝体出现贯穿洞，从而出现渗漏的情况。
1.2 水库坝体渗漏事故危害分析
水库坝体渗漏的危害主要体现在三个方面，一是浪费水资源。蓄水、调度调节水资源、防洪灌溉是水库修筑的重要目的。水库渗漏导致大量水资源浪费，使得水库的作用下降，影响水库下游的农业生产经营活动和人们的生活。特别是平原地区，水库渗漏会进一步加大水资源的紧缺度，使得水库的工程效益大打折扣。二是影响坝基的稳定。随着水库蓄水量的加大，水库大坝内外的水头差不断加大，使得坝基处的渗透压力增大，当渗透力超过坝体土体抗渗强度时，就会导致坝体的整体或部分发生位移，从事影响坝体的稳定性，严重时甚至出现溃坝或坝体整体倒塌事故，给下游群众生命财产安全造成严重影响。三是造成库外浸没和土壤的盐碱化。如果水库存在较大的渗漏量，随着库水位的上升，库周地下水位和土层中的毛细管水也随之升高，就会导致水库周围浸没、湿陷等现象产生，甚至出现沼泽化、盐渍化等现象。
2 水库坝体防渗帷幕灌浆加固及效果分析
2.1 水库坝体防渗帷幕灌浆加固技术分析
按照《帷幕灌浆施工技术规范》的定义，帷幕灌浆是指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的灌浆技术。在工程实践中，一般选用水泥浆材和化学浆材两种材料作为主要灌浆材料，具体选用两种中的哪种取决于灌浆的目的、岩土条件、工程性质、施工技术及造价高低等因素。水泥浆材一般具有很高的固结强度、且施工工艺简单已操作，具有良好的耐久性好、成本控制相对容易；化学浆液的可注性好，适合细小裂缝和深层裂缝的修补，缺点是强度和耐久性均较差，且会造成环境污染，造价高。 同时，除主要灌浆材料外的辅材、温度、时间等因素也决定了浆液的具体特性和适用范围。当前，在水工建筑物的灌浆加固防渗过程中，选择采用较稠浆液和使用增塑剂及高效减水剂已成为一种主流选择。
除材料和环境因素外，影响灌浆效果的因素还有材料的可灌性、浆液的流变性等因素。在特殊的地质条件下，防渗帷幕灌浆还呈现出一定的特点，如灌注材料量多、防渗帷幕深、防渗帷幕轴线长、帷幕灌浆工程量大、施工相对复杂、灌浆帷幕造价较高等特点。
以岩溶地貌为例，在复杂的地质条件下，水库坝体的防渗帷幕灌浆主要技术工艺包含以下几个方面：首先是灌浆方法的选择，应采用逐渐加密法分层次实施。常规施工方法是采用孔口封闭自下而上分段灌浆法，既能够保证进度，同时又能够保证质量；其次是布设灌浆平垌，以便于灌浆作业和钻孔，同时，保证灌浆过程安全可靠；第三是灌浆段长的选择，在坝体相对稳定，渗漏点较少的区域，一般5 m到6 m为宜，在渗漏严重，渗点密集的区域，一般灌浆段长在2 m左右；第四是灌浆压力的选择，一般根据渗漏发生的位置深度确定，钻孔深时，需要加大压力，使得浆液和填充物充分结合；同时，要注意合理的分配压力变化，避免过大压力导致的人为裂隙和渗漏点发生。因此，选择灌浆压力值应自下考虑，既不要因为压力过小而降低灌浆效果，也不要因压力过大而破坏岩石。一般在靠近地表的地方宜采用较低的压力，深部的岩石可采用较高的压力。
2.2 水库坝体防渗帷幕灌浆加固效果分析
通过选择合适的灌浆材料，使用科学的施工工艺，会有效提升水库坝体的防渗水平，使得坝体内部的渗漏缝隙和通道得到科学的填充，保证了坝体的整体的稳定性，同时，对坝基的防滑、抗震等能力的提升有很好的促进。通过防渗帷幕灌浆技术的使用，大量的土坝和混凝土重力坝由于施工过程中造成的技术缺陷得到了很好的弥补，提升和改善了水工建筑的整体安全性，为水库的安全稳定运行提供了有力的技术保证。我国从20世纪40年代开始防渗帷幕灌浆技术的研究工作，目前，处在水库坝体防渗工程中应用外，矿山开采、堤防加固等工程中，该技术也得到了广泛的应用。
3 结语
水库坝体的安全直接关系到整个水工建筑的安全，同时影响水工建筑的整体效益的发挥。渗漏是水库坝体较为常见且安全影响系数较高的一项指标和因素，围绕该课题的研究成果丰富。该文在分析水库坝体渗漏的原因和危害的基础上，结合特殊地质条件水库坝体防渗帷幕灌浆加固的工艺技术分析，为我国大中型水库的坝体安全加固工作提供了很好的借鉴和参考，对指导水库渗漏加固出险工作具有重要的理论和现实意义。
参考文献
[1] 孙钊.大坝基岩灌浆[M].北京：中国水利水电出版社，2004：1-6.
[2] 杨米加，陈明雄，贺永年.注浆理论的研究现状及发展方向[J].岩石力学与工程学报，2001，20（6）：839-841.
【关键词】水利工程；坝体；化学灌浆；加固
由于现代水利工程坝体结构多采用混凝土结构或土石坝结构，其在使用一端时间后长会出现坝体裂缝，坝体裂缝的出现严重影响了坝体的安全，给坝体的使用埋下了隐患。针对这样的情况，如何对水利工程坝体裂缝进行治理成为了水利工程维护、施工企业面临的首要问题。化学灌浆施工方法的出现，为坝体维护治理带来了新的契机，促进了我国水利工程的发展，为我国可持续发展战略的实施奠定了基础。
1.混凝土坝体裂缝对水利工程的影响
现代水利工程为了保障坝体的强度与使用寿命，多采用混凝土作为坝体的主要施工材料。但是混凝土工程经过长时间自然环境的影响，会出现炭化、侵蚀等现象，其中由于混凝土施工过程技术控制原因以及混凝土自身特性等原因，混凝土坝体常会出现裂缝。坝体裂缝使坝体工程内部钢筋结构受到外界物质的侵蚀，导致坝体强度降低，当裂缝宽度达到一定程度还会影响坝体的力学结构，最终导致水利工程坝体使用年限降低。针对这样的情况，加快混凝土坝体裂缝治理、加快新技术应用成为了水利工程养护部门的首要工作。
2.水利工程混凝土坝体的化学灌浆加固
化学灌浆（Chemical Grouting）是将一定的化学材料（无机或有机材料）配制成真溶液，用化学灌浆泵等压送设备将其灌入地层或缝隙内，使其渗透、扩散、胶凝或固化，以增加地层强度、降低地层渗透性、防止地层变形和进行混凝土建筑物裂缝修补的一项加固基础，防水堵漏和混凝土缺陷补强技术。
2.1水利工程混凝土坝体的化学灌浆加固处理技术概述
混凝土坝体裂缝修复的化学灌浆加固处理法适用于深层裂缝和贯穿裂缝的修补与加固。对于灌浆死缝可选用水泥浆材、环氧浆材、高强水溶性聚氨酯浆材等；活缝可选用弹性聚氨酯浆材等。其施工首先要根据原有设计要求对裂缝进行勘察和分析，确定灌浆孔。然后钻孔、洗孔、埋设灌浆管。沿裂缝凿宽、深5～6cm的V形槽，并清洗干净，在槽内涂刷基波，用砂浆嵌填封堵；进行灌浆前要进行压水检查。灌浆结束封孔时的吸浆量应小于0.02l/5min。在进行灌装时要根据裂缝类型的不同使用不同的灌浆方法，垂直裂缝和倾斜裂缝灌浆应从深到浅、自下而上进行；接近水平状裂缝灌浆可从低端或吸浆量大的孔开始。
2.2化学灌浆材料与使用注意事项
目前常用的化学灌浆浆液主要有环氧浆液及丙凝浆液两种。环氧浆液的主要成份是环氧树脂，丙凝浆液的主要成份是丙烯酰胺。环氧浆液的特点是能灌注0.1～0.2的裂缝，可灌性强，收缩性小，强度高，抗渗性能好；丙凝浆液的特点是可灌注细微裂缝，可灌性好，浓度为12～15的浆液与水相似，聚合时间可以控制；该浆液稳定性好，不析水，有一定膨胀性，抗挤力好，是良好的防渗材料。其具体使用需根据坝体裂缝情况选用适宜的材料进行，对于宽度较小，无渗水或有微渗水的裂缝用环氧浆液进行灌注。对于宽度较大，有渗水或渗水量较大的裂缝先用丙凝浆液进行灌注再用环氧浆液灌注。无论是环氧浆液还是丙烯浆液其关注施工必须在12℃～16℃温度环境下进行。
2.3水利工程混凝土坝体化学灌浆加固处理技术的具体施工
水利工程混凝土坝体裂缝的化学灌浆加固施工，首先要对裂缝进行清洁，去除表面杂质以及混凝土钙化物质。具体实施可以采用钢刷刷洗、高压水枪冲洗等方式进行。刷洗后还要对裂缝进行干燥处理，确保灌浆工作面的干净与干燥，为后期的化学灌浆施工打下基础。
其次，为了保障化学灌浆材料与裂缝块石、沙浆结台充分结合，使灌浆过程中不开裂、不漏浆，还要对封堵裂缝表面进行凿槽。凿槽后，先清理槽内碎石屑，用高压水，压缩空气冲洗吹干，然后埋管、灌浆管采用“埋入式”，间距控制在20～50cm之间，根据裂缝宽度与长度的具体情况而定。灌浆管用紫钢管，用快硬水泥埋设。为防止漏浆，U型槽中须用专用材料进行封堵，合适的封堵材料和严密的操作工序是封堵质量好差的关键，要根据坝体设计结构以及坝体受力情况选用适合的化学灌浆材料，以保障灌浆加固的施工质量。
在灌浆结束后，要对缝面进行修整，清楚灌浆管外露部分，并采用增厚涂料涂刷缝面，通过修整是缝面平整。同时还需要在坝体裂缝的顶端两侧打孔，使用环氧灌浆材料和钢箭进行锚固，将裂缝两侧的坝体拉紧。
2.4混凝土坝体化学灌浆质量控制
混凝土坝体化学灌浆过程的控制是保障灌浆质量、保障坝体加固的关键。在施工过程中要通过材料控制、操作方法控制、工艺技术控制等方式保障混凝土坝体化学灌浆质量。首先，要通过对裂缝的勘察与分析，选用适宜的灌浆材料，并在灌浆材料配置过程中严格控制配比，保障灌浆材料质量，为混凝土坝体化学灌浆施工质量打下基础。在施工过程中，还要根据裂缝的情况，单孔一次灌浆或停灌结合等工艺方式，满足裂缝灌浆要求，保障灌浆质量。例如：在进行环氧材料灌浆时，由于环氧材料需一定时间才能固化，因此在灌浆达到一定量后，需停止灌浆，待环氧浆液达到一定固化后再继续进行灌浆。
在进行灌浆施工时，还要根据裂缝走向、裂缝内混凝土情况等进行压力与渗透的控制。如混凝土裂缝内部还有其他横向裂缝，则需在灌浆过程中考虑到横向劣等情况，加大压力，使灌浆材料渗透范围增大，保障灌浆质量。如裂缝内部无其他裂缝，则需在灌浆时控制灌浆压力与渗透范围，压力过小或范围过小，将导致灌浆不饱满，裂缝没有完全堵死，影响灌浆质量。
3.坝体化学灌浆施工质量管理
混凝土坝体一旦出现裂缝其力学结构的变化将导致坝体承受力大幅下降，严重影响坝体安全。因此，即使进行坝体化学灌浆处理，加固坝体时保障水利工程安全稳定运行的关键。在日常坝体检测中，检查人员必须严格遵守职业道德，严密监控坝体情况，及时发现坝体裂缝，并向上级汇报。坝体养护企业或部门，要建立健全的施工质量管理体系，通过对坝体施工技术文件以及裂缝勘探资料的分析，选用适宜的灌浆材料与工艺。在施工过程中通过健全的质量管理体系以及施工技术管理体系的双重控制，保障坝体化学灌浆施工质量。
4.结论
混凝土坝体化学灌浆加固技术的应用已非常广泛，技术也非常成熟。灌浆施工过程只需通过对施工过程材料控制与技术管理即能很好的保障灌浆质量，保障坝体强度。水利工程坝体除在出现裂缝时及时进行化学灌浆加固，还需在日常管理过程中注意混凝土坝体的其他病害，并通过日常养护与定期养护对可能发生的损坏进行防护。减少混凝土坝体裂缝、病害的出现，在裂缝出现初期及时进行加固处理，避免裂缝进一步扩大造成坝体安全隐患。
【参考文献】
[1]钱晓强.水利工程混凝土坝体裂缝的化学灌浆加固[J].水工建设与养护.
[2]李军.混凝土坝体裂缝的处理[J].水利工程师.
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