灌漿工程施工中的誤區(qū)

灌漿工程施工中的誤區(qū)1誤區(qū)一：灌漿壓力越高越好隨著我國機械制造業(yè)技術水平的提高，高壓力注漿泵、耐壓管材及器具不斷研制出來，從設備及工藝角度來講，實現高壓力灌漿已不是什么難事。目前很多灌漿工程均設計為很高的灌漿壓力，如溪洛渡工程壩基帷幕最大灌漿壓力達到6.5MPa，小灣工程最大灌漿壓力達到8.0MPa。灌漿壓力是驅動漿液在巖體裂隙中流動的能量來源，在灌漿孔段中實施較高的灌漿壓力可以起到擴張裂隙、增加漿液的流動性及擠密改造破碎帶內泥質充填物的結構形態(tài)等的作用，有利于巖體裂隙中漿液的擴散及排除漿液中的過多水份，形成充填飽滿的、強度較高的固結體。筆者不反對在灌漿工程中盡量采用較高的灌漿壓力，但盲目的提高灌漿壓力，將會增加施工難度、增加灌漿設備的磨損、增加孔內事故風險及工程成本，有時甚至會降低灌漿效果，因此灌漿壓力的使用要講究科學。(1)不能盲目照搬其他工程的施工參數，刻意追求高壓力。近幾年來，通過對國內一些灌漿工程的調查發(fā)現，若僅從灌漿成果資料統計出的數據看，各個孔段的終灌壓力值一般均達到了設計要求的最大灌漿壓力，往往使人主觀認為灌漿質量是有保證的、巖體可以承受較高的灌漿壓力。而再進一步分析灌漿原始資料時卻又發(fā)現，有多數孔段的最大灌漿壓力大多是作用于巖體裂隙堵塞并拒漿以后，此時作用于孔段的壓力已不能通過漿液載體有效的傳遞至巖體裂隙中，已不能使?jié){液在裂隙中進一步擴散及排水擠密。如將注入率為3~5L/m時段的灌漿壓力均值定義為“有效灌漿壓力”，并選取了某巖基灌漿工程山序孔灌漿資料進行統計。（2）灌漿壓力的設計要結合處理的目的、母巖及裂隙性狀等因素并通過現場灌漿試驗確定。巖體裂隙灌漿的方式有兩種，充填灌漿和劈裂灌漿。希望進行劈裂灌漿時，灌漿壓力選擇可略大于裂隙啟縫壓力并且以不產生地表抬動為前提。在進行巖體固結灌漿時，灌漿壓力的選擇，應以滿足充填灌漿為主，不宜采用劈裂的方式去擴大或延伸巖體裂隙，破壞巖體的整體性，尤其對于花崗巖、玄武巖等堅硬巖體，其巖體自身〃搭橋”結構抗變形能力要遠大于水泥結石。2誤區(qū)二：對于漿液配比追求高精準度現行灌漿規(guī)范中規(guī)定的比級及配比精度要求，一是基于遵循由?。ǖ宛ざ龋┫驖猓ǜ唣ざ龋┑内厔?；二是基于確定開灌漿液的比級；三是便于在采用手工記錄及兩參數（壓力、流量）記錄儀時，利用流量數據計算注入水泥量的多少，配比精度的高低，會直接影響注灰量計算的準確性，現今三參數記錄儀已能直接計量漿液密度，有效解決了該問題。從技術角度來講，水泥漿液配比精度的偏差，對于灌漿效果影響是不大的，筆者認為配比無級漸變的漿液應是灌漿最理想的漿液。按照常規(guī)，一般每個作業(yè)機組灌漿泵前端配備一個雙桶立式低速攪拌機，上面漿桶儲存制漿站送過來的原漿，下面漿桶進行配漿及漿液循環(huán)，已能夠達到預期的灌漿效果。而目前在一些灌漿工程中，一些灌漿工程師為了極端刻意追求漿液配比精度，要求每個作業(yè)機組必須另夕卜再配置一個專門的儲漿桶，要通過三個漿桶實現儲存原漿、配漿、漿液循環(huán)，并且嚴禁在下部漿桶內配漿。這樣做的結果:—是無謂地增加了機械使用成本；二是無端增加了漿液的浪費；三是使灌漿程序復雜化；四是擠占有限的灌漿施工作業(yè)空間。3誤區(qū)三：孔段灌前透水率與吸漿率一定正比例關系在一些工程中，包括一些特大型工程，監(jiān)理方的一些灌漿工程師由于灌漿實際經驗欠缺，在進行灌漿記錄審核簽收時，若發(fā)現灌前透水率與吸漿率不成正比例關系，常武斷的認定該段記錄存在虛假行為，怕自己承擔責任，往往要求施工方無條件的重新掃孔復灌，由于施工方多處于弱勢，大多數時候不得不委曲而行。一般來講，孔段灌前透水率、吸漿率的大小與巖體裂隙性狀、啟縫壓力、施灌壓力密切相關。在灌漿中，多數孔段灌前透水率與灌漿吸漿率呈現正比例關系，透水率大，吸漿率大；反之透水率小，吸漿率小。但在某些條件下，透水率與吸漿率規(guī)律是多變的。如對于以微細裂隙密集發(fā)育為主、巖體自身強度高的孔段，灌前透水率多呈現大值，在灌漿時，由于水泥漿液為顆粒型漿液，在微細裂隙中的可灌性差，吸漿率多呈現小值；對于裂隙發(fā)育少，連通性差，巖體自身強度低，抗水力劈裂能力差的孔段，灌前透水率多呈現小值，而在灌漿時，由于大多數情況下灌漿壓力都遠大于壓水壓力，灌漿過程中巖體裂隙可能產生啟縫現象，吸漿率多呈現大值。因此在灌漿記錄出現異常時，應要及時檢查灌漿通道是否暢通，計量儀器是否存在故障，漿液配比是否適宜，若檢查后各項均正常，則正常灌漿結束，并且該段記錄真實有效。:灌裝結束條件與灌漿記錄儀記錄方式不匹配按照現行規(guī)范，帷幕灌漿結束條件為：在該灌漿段最大設計壓力下，注入率不大于$2/min，繼續(xù)灌注60min~90min，可結束灌漿。在采用灌漿記錄儀進行數據采集時，由于灌漿多處于高壓力狀態(tài)，人工壓力控制難度大，有時會產生瞬間壓力波動，或者在采用雙流量計計量方式時，兩個流量計計量通道存在著時間響應偏差，或者灌漿回路中存在漏漿異常，均會造成屏漿階段流量出現個別大于1L/min的異常值，若作為一個有經驗的工程師應根據實際情況進行判定，對非連續(xù)的異常數據進行忽略處理。但在現實施工中，大多數灌漿工程師卻選擇了機械地按規(guī)范相關條款執(zhí)行，造成了灌漿段因幾個非連續(xù)異常值的存在，而使屏漿時間長達數個小時無法結束。這樣做的結果，一是無謂的浪費了大量時間及資源；二是大大增加了孔內事故發(fā)生的幾率，對灌漿效果起到了負面影響。鑒于灌漿記錄儀記錄時呈現的現實問題，在不違背規(guī)范條款本意的情況下，我們在施工中灌漿結束條件可按以下原則進行靈活掌握:最后連續(xù)三個讀數（每5min測讀一次），注入率不大于1L/min，且在灌漿連續(xù)60min時段內，滿足最大設計壓力的同時，注入率不大于1L/min的時間累計值達到45min以上時，可結束本段次灌漿。5誤區(qū)五：中斷后復灌不再吸漿，則不加判斷的要求施工方在旁邊重新鉆孔進行補灌處a按照現行規(guī)范要求，灌漿應連續(xù)進行不得中斷。本條規(guī)定原則上不存在問題。但實際灌漿施工時，在灌漿過程中會出現各種異常情況，如隨機停電，灌漿機械故障等原因造成意外灌漿中斷，使得有些孔段在復灌時吸漿率較中斷前會有較大的突減。在此時，一些灌漿工程師有時會不加判定地要求施工方在旁邊重新鉆孔進行補灌處理。筆者認為，即使個別孔段在灌漿中斷后復灌吸漿率存在突減現象，一般也不宜重新鉆孔，應綜合判定酌情處理或以后伺機補救處理。因為一是重新鉆孔將增加較大的工程量，尤其對于深孔而言；二是對于帷幕灌漿而言，漿液擴散至一定范圍便可滿足成幕要求，或者說在中斷前漿液已基本充滿裂隙，重新鉆孔補灌已無必要或補灌也已無法吸漿；三是對于壩基固結灌漿而言，重新鉆孔會增加混凝土、結構鋼筋、巖體的損害；四是被處理巖體裂隙的發(fā)育不僅僅是水平向的，多呈多向發(fā)育，若采用孔口封閉灌漿法，可以利用上、下段次及相鄰灌漿孔段進行補灌，對于該部位的灌漿效果應不會造成影響。五是我們可在布置檢查孔時，側重考慮在此部位布孔，檢查結果若出現不合格，可利用檢查孔進行補強。6誤區(qū)六：必須采用循環(huán)式灌漿，純壓式灌漿無法保證質量首先來講，以純壓式為主流的水（氣）壓塞是一種舶來品，表明它在國外應已得到較普遍的應用，能夠引入國內肯定有它的優(yōu)點。再者據筆者了解，在國外，也包括一些西方發(fā)達國家，眾多已建并在可靠運行的高壩，壩基基礎灌漿多采用純壓灌漿塞配合穩(wěn)定性漿液以實現加固及防滲的目的，比如巴西的伊泰普水電站等。在國內，如某水電站的大型帷幕灌漿試驗，也采用了純壓式水壓塞配合摻加3%膨潤土的普通水泥漿液進行灌注，從工藝的可行性、施工效率及灌后效果等方面均取得了較好的結果。采用純壓式灌漿塞與自下而上分段灌漿工法完美組合，能夠大大地降低灌漿過程中的勞動強度；降低自上而下分段灌漿時管路占漿及灌后棄漿量，降低材料損耗量；能夠大大提高施工效率及減少孔內事故。在國內，有一些灌漿專家及技術人員均對純壓式灌漿塞持否定態(tài)度，要求在灌漿中必須使用循環(huán)塞，按此實施會有以下問題：一是在孔內下設循環(huán)塞時要同時下設雙條管路，以滿足進、回漿的需要，若采用鋼管，操作復雜、耗時多，勞動強度高；若采用軟膠管，下設方便，但灌漿塞出現孔內事故時，由于軟管無剛度，除了強行提拉外，無法進行上、下活動及轉動，即使采用掃擴孔處理時，孔內因有軟管，也難以實施，最終多為原孔報廢封掉再重新造孔。二是要求孔段灌漿結束后，要重新將栓塞提出孔外，重新在栓塞尾端加裝尾管，以滿足距孔底50cm的要求。在起拔栓塞過程中，若把管路內漿液提前沖掉，水泥浪費將會很大，若不沖掉，將會對上部未灌段孔壁造成水泥漿液污染，影響上部孔段后期的灌漿效果。再者每灌一段重復起下一次，也將會使施工效率大大降低。三是采用循環(huán)式灌漿塞灌漿與純壓式灌漿塞相比，灌漿效果有多大提高只是大家的一種感性認識，尚無可靠的數據支持。7誤區(qū)七：灌漿記錄儀采用大循環(huán)方式可以防止作弊首先要說明的是灌漿記錄儀不是電子警察，它準確定義應是一種灌漿過程參數的監(jiān)測計量工具。采用大循環(huán)的連接方式，較之小循環(huán)連接方式，其優(yōu)點是在小吸漿量狀態(tài)下，能夠使管路及孔內漿液循環(huán)時與桶內漿液及時交換，孔內漿液的溫度及漿液變濃幅度小。若綜合分析，大循環(huán)連接方式則弊大于利，一是多增加一個流量計，增大了施工成本及傳感器故障率；二是兩個流量計自身誤差進行疊加，計量精度會成倍降低。根據有關資料，當注入率為50L/min時，小循環(huán)連接方式記錄儀的精度是1%，大循環(huán)連接方式記錄儀的精度是±3%，當注入率為1L/min時，小循環(huán)連接方式記錄儀的精度是20%，大循環(huán)連接方式記錄儀的精度是±200%;三是存在時態(tài)及量程同步問題，由于前端流量計安裝在灌漿泵后及孔內入口前端，后端流量計安裝在孔段出口回漿管路上，由于灌漿泵工作處于一種脈動狀態(tài)，兩個流量計所處的漿液流態(tài)環(huán)境不同，在孔段大量吸漿時，兩個流量計所工作的量程也不同，均會進一步增加計量誤差；四是施工現場調試難度極大，由于兩個流量計的正負誤差變化不同步，在一些灌漿工程中，記錄儀廠家為了保證儀器的可使用性，人為將回漿流量計增加1L/min~2L/min正誤差，通過犧牲孔段注入量來保證孔段滿足灌漿結束條件的要求。8誤區(qū)A：高風壓風動潛孔鉆機不適于在壩基固結灌漿工程中應用壩基固結灌漿往往與壩體混凝土澆筑相互交叉作業(yè)，由于壩體混凝土在下層混凝土澆筑覆蓋前，混凝土齡期一般不得超過28d，壩基固結灌漿只能利用前后期混凝土澆筑檔期進行施工，因此壩基固結灌漿要具備高效率、高強度的施工要求。高風壓風動潛孔鉆機具有移動方便、前期施工準備簡單快捷、鉆孔效率高的特點，是做為壩基固結灌漿鉆孔的有效手段。但有一些工程的技術人員，由于對于其工作原理的曲解，認為高風壓鉆機鉆孔時風壓對壩體混凝土會產生抬動破壞，并且會把灌入到裂隙內的漿液負壓吸出來，影響灌漿效果，從而反對使用這種機械。實際上，該鉆孔設備使用壓縮空氣做功，工作壓力雖然很高，最高可達2.5MPa,但該壓力僅作用于沖擊器與底部扦頭之間的活塞腔內，提供扦頭鑿擊巖體的能源，壓縮空氣一旦完成做功，進入鉆具與孔壁之間的環(huán)狀開放間隙，并從孔口釋放，怎會在混凝土下部積蓄及產生抬動破壞？灌漿結束后，在用風動潛孔鉆機掃孔時，在孔口上端