探讨水利水电工程钻探与灌浆技术

韩家洵

摘要：伴随社会经济发展，民生工程逐渐受到人们广泛关注，特别是水利水电工程，其是民生工程的重要组成部分，工程质量是建筑工程需要面对的主要问题，本文从钻探技术和灌浆技术出发，并与实际情况相结合提出相应改进建议和意见，以期为水利水电工程质量提升提供参考。

关键词：水利水电工程；钻探；灌浆

在水利水电工程中，钻探和灌浆均属于重要施工步骤，同时也是系统且复杂的技术内容，直接影响着工程的质量。而要想实现这两个步骤，则需要控制好施工技术，控制钻探技术和灌浆技术，只有不断改进和完善这两项施工技术才能使水利水电工程质量得到根本保障，使工程效益得到充分发挥。

一、水利水电工程钻探技术应用原则

就水利水电工程而言，不同工程的钻探施工也不尽相同。同时需要对水利水电工程下土石情况进行准确地分析之后才能开展钻探工作，同时还需要对岩层状况和特性进行分析，对地下岩层划分位置进行确定，另外还需要对地下岩层稳定情况进行进一步评定，而采矿等工程的钻探施工的关键在于钻进工艺等，这与水利水电之间存在很大差异，因此在工程施工中应予以重视。

水利水电工程中涉及到钻探施工，需要从水文地质、物理力学方面对不同层位原状进行测试，还需要从稳定性、渗透性方面对地层、区域进行评定，以保证水利水电工程的质量，使实际工程造价得到准确确定。在钻探施工中应从多角度和多方位地对作业环境进行了解，明确覆盖层的厚度以及地质组成情况，形成合理施工方案，以顺利完成钻探施工。

二、水利水电工程中灌浆技术的注意事项

就水利水电工程而言，灌浆施工属于重要环节之一，因此对其质量要求非常高，因此需要对施工中多个关键点进行有效控制。在灌浆施工中，首先应注意灌浆工程施工方案的合理性，其次需要注意监管和管理施工过程中施工人员的技术操作是否符合要求。最后需要注意质量控制的关键点，以工程预案为依据，对施工现场进行勘探，并以勘探结果为依据形成与之相适应的灌浆工艺技术，主要包括浆材选择，以施工环境的地质分布情况和温度状态为参考，尽量使灌浆工艺与工程特点和实际需求相符合。

在水利水电工程中，通常采用劈裂灌浆技术灌浆。通常情况下，此种灌浆技术是以曲线法结合数值法的方式对水力劈裂出现的性质进行确定。在水头与流量之间呈现出线性关系时，裂隙中水则呈现出层流状态，而此时灌浆载体中没有出现水力劈裂；与此同时，当水头与流量之间呈现出平方根函数关系时，渗流则呈现出紊流状态，此时裂隙中可能出现阻塞现象，或压密了裂隙中充填料；当流量增长幅度比水流增长幅度高时，说明已经扩大了渗流断面，这主要与裂隙变形、裂隙充填物被冲走以及载体劈裂等因素相关。除此之外，低透介质中化学浆液的渗透则为吸渗作用，主要是因为对于载体来说，浆液不仅具备亲和力，还具备一定的浸湿能力，如果浆液润湿用接触角θ来表示，则当θ＞90°时，则表示浆液对载体有润湿作用，可以吸渗，亲和力F＞0；当θ＜90°时，则说明浆液无吸渗作用，需要外界压力的作用辅助使浆液灌入载体中。

三、水利水电工程钻探与灌浆技术的应用方法

（一）钻探技术

在钻探技术应用过程中，根管清水钢粒钻进法的应用可以通过钢粒的冲击力使岩土层结构发生破坏，然后用清水进行冲洗，需要注意的是，在钻探过程中应避免套管持续跟进前端，使钻探截面更加完整。通过专用卡料结构实现岩土层取样。清水冲洗方式有优势同时也弊端，一方面清水的应用可以降低工程造价，且容易制备，另外还可以是钻头工作前端处得到水冷，使其温度降低，但清水也可能使卡料结构所取试样被破坏，使工程施工的地质条件难以得到准确、可靠的分析和判定，即便通过对返回清洗液中残渣进行提取可以补救清水冲洗的不足，但仍难以具体判断出岩土地貌。在钢粒钻进过程中，应合理地控制冲洗液量，因为冲洗液量过多则难以保证钻探速度，若冲洗液量过少则难以对岩土试样进行提取，所以需要对其进行合理估计。

通常情况下，钻探施工涉及到单管钻具，其口径主要包括φ89、φ108、φ127、φ146、φ168等，此种钻探方式钻探距离为月均50米，且给设备造成较大损害。对于此，实际施工中修改了转头外形及尺寸，使其工作效率得到提升。同时，在钻探施工中也经常用到合金钻头，此种钻探方式通常应用于与坚硬岩土层相遇时，可以与实际情况相结合适当的调整转动速度和冲洗液量，不仅可以提升钻探施工效率，还可以提升工程施工进度。通常情况下，合金钻头孔径包括φ76、φ90、φ108、φ127，包括单管和双管两种钻具。水利水电工程质量与钻探效率分不开，而钻探技术的发展为多种条件的地层钻探提供了支持。

（二）灌浆技术

近些年，在水利水电工程中，灌浆技术得到一定进步和发展，不仅是在耐久性方面，而且在环保方面，均取得了一定突破，同时还可以与苛刻施工环境相适应，降低灌浆成本。从灌浆所用工程材料方面分析，其品种也呈现出多元化趋势，灌浆技术的研究也得到了创新；在灌浆所用仪器设备方面不仅实现了成套化、产能化以及系列化，同时也实现了产能化、标准化以及固定形式化，灌浆所用仪器设备在多种施工场合中均可以得到有效应用，其可以取得良好施工质量。诱导灌浆、混凝土灌浆、无塞灌浆是水利水电工程中较为常用的灌浆技术。

诱导灌浆技术作为新兴灌浆技术，其有较为特殊的工艺流程，以电化学原理为依据，通过浆液温度和成分或施工阻力等控制岩层侧压力以及浆液流动范围，以加固建筑物。

混凝土灌浆技术作为水利水电工程中用于加固和堵漏坝体的技术，伴随灌浆技术的进步和发展，这一技术也得到了发展，可以充分发挥混凝土的特性，因此此种灌浆技术在水利水电中占据重要地位，且具有广阔前景。

无塞灌浆技术是循环式灌浆技术，其不仅不待凝，而且孔口封闭。如需要在帐幕灌浆孔为56mm的基础上钻出20mm孔，且孔长度为1.5-2.5米，在不将原灌浆塞下入其中的前提下，仅下入一根无缝钢管或钻杆作为射浆管，可以将L壁与钻杆间空隙作为回浆管进行循环灌浆。灌浆施工现场图如图1所示。

图1灌浆施工现场图

结语：

总而言之，对于水利水电工程而言，钻探、灌浆均属于重要施工步骤，对工程质量和进度有直接或间接的影响。从钻探施工方面来说，应先对岩层土质状态进行全面、细致的了解，必要情况下需要采集土质样品，对其进行进一步分析，并以分析结果为依据确定钻探方案，保证有序、顺利的完成钻探施工；从灌浆施工方面来说，其本身具有一定的复杂性和繁琐性，对工程技术的要求比较高，也具有较强的综合性，因此应具备先进理念，并以工程结构为依据实现灌浆操作，使工程对环境产生的污染减少，同时实现工程费用的合理化控制。通过工程预案的合理化制定，并强化控制各施工环境，保证科学地建设水利水电工程，将工程的经济效益和社会效益充分发挥出来。

参考文献：

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