关于控制性灌浆和控制性灌浆规范的几点认识

邢书龙

中国水电基础局有限公司

冯涛

云南建工水利水电建设有限公司

王东柱

云南建工水利水电建设有限公司

孙亮

中国水电基础局有限公司

夏可风

中国水电基础局有限公司

唐玉书

中国水电基础局有限公司

摘要：对控制性灌浆以及控制性灌浆规范展开了初步的探讨。认为在对待控制性灌浆时，应当从系统的角度去看待，进行综合的处置，并且要以材料选择作为起始点来进行设计与实施。控制性灌浆规范是《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》以及《水电水利工程覆盖层灌浆施工技术规范》的有益补充，它具备务实、简洁且留有余地的特点。

关键词：水泥灌浆控制性灌浆灌浆规范

1 引言

大家都知道，从严格意义上来说，所有的灌浆都属于控制性的。在《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148—2012）以及《水工建筑物覆盖层灌浆施工规范》（DL/T 5267—2012）里，处处都能体现出对灌浆的控制。在各个特殊情况处理节里，规范明确规定了一系列措施，像降压、限流、待凝等。这些措施的目的是防止浆材流失得太远，以确保成本处于受控状态。实际上，特殊情况处理在灌浆过程中是难点所在，也是精华所在，它是对灌浆工程师水平的真正考验。

覆盖层强漏失地层、基岩大裂隙地层、充填不好的断层破碎带及其影响带、岩溶发育地层等大空隙地层，进行控制性灌浆是技术可靠性、经济可行性、进度可控性和安全环保性的共同要求，且与常规水泥灌浆存在较大差别。控制性灌浆或可控灌浆概念由此发端，进而形成了控制性灌浆的狭义理解。

从某种意义而言，控制性灌浆是对常规水泥灌浆特殊情况处理的一种延伸与升级。在 DL/T 5148 和 DL/T 5267 这两个规范中，体现出了它的基本原则，然而这些原则较为宽泛，需要进一步细化。从工程实践角度来看，自 2004 年一直到现在。膏状浆液、水泥水玻璃双液、速凝型浆液、模袋灌浆法等这些方式都不再那么受推崇了。这使得灌浆行业有了前所未有的发展，解决了许多过去想都不敢想的技术难题，也积累了大量的经验和宝贵的一线数据。所以，在水利水电行业如今进入黄昏期的情况下，将大空隙地层控制性灌浆单独拿出来并形成系统，也就成了一种历史责任。在这样的条件之下，水电三局担任了主编单位。水电十三局与基础局联合起来进行了编制工作，编制出了《水工建筑物控制性灌浆施工规范》。目前，该规范已经进入到了报批稿的阶段。

本文将对控制性灌浆进行认识方面的简要分析，同时对控制性灌浆规范中的一些问题进行简要分析，请指正。

对于控制性灌浆需要有系统的认识，并且要进行综合的处置。

控制性灌浆有以下鲜明的系统化特征：其一，堵和排相结合；其二，人、机、料、法、环、测共同发挥作用；其三，以料作为基础，机法随后跟进，以系统化的形式提出成套技术方案，供设计选用以及业主参考；其四，在进行可控灌浆之后，通常还需要进行普通水泥灌浆，并且要进行统一检查。

2.2 控制性灌浆的三个类别，各有其适用性

控制灌浆的核心在于材料会发生变化，并且这种材料的变化会带来设备和工艺的变化。所以，控制灌浆规范是围绕着材料来进行编制的。

控制性灌浆分为 3 类，分别是填充式、增黏式和快凝类。实际上，只有浆液终凝且具有一定强度后，才能够真正起到抗冲作用。所以，速凝抗冲材料是最适合工程需要的控制性灌浆材料。

填充式灌浆。这种灌浆的材料是普通水泥浆或者填充型骨料。它适用于空隙较大且流速很低的地层。这类地层包括模袋灌浆以及充填砂（砂浆）、骨料或混凝土等。其中具有代表性的工程如南谷洞等。

增粘式灌浆主要指膏状浆液灌浆。其材料具有塑性黏度较高、流动性较差且可控性较好的特点。可采用单液注入，注入工艺包括连续注入或脉动注入。材料可以有一定的抗冲性，也可以没有抗冲性。这种灌浆适用于流速较低且孔隙较大的地层，其工程永久性通常较好。此外，膏状浆液灌浆一般不采用小流量，中等以上流量效果较好。

双液灌浆主要有水泥水玻璃双液灌浆以及聚氨酯 - 水泥双液灌浆。其特点在于使用双液泵进行灌浆，所以要在孔内或孔口进行混合。对泵的主要要求是流量要大，并且安全设施要齐备，不然很容易出现爆管的情况，从而引发安全事故。这是很重要的。

2.3 材料是控制性灌浆的重要出发点

控制灌浆的核心在于材料的变化，并且这种材料的变化会带来设备和工艺的变化。所以，灌浆材料是控制性灌浆的一个重要起始点。

灌浆材料的可控性主要体现在以下两个方面：其一为胶凝时间；其二为流动性。胶凝时间的长短能够决定是采用单液施工工艺还是双液施工工艺；而流动性的大小则会对施工设备产生直接的影响。这便是控制性灌浆中材料、设备和工艺之间的基本逻辑关系。

按胶凝时间来划分，浆液大致可分为 5 级。其中瞬凝（s 级）、速凝（2h）属于瞬凝和速凝型浆材，需采用双液；快凝、常规和缓凝浆材则可采用单液。瞬凝型浆材一般应在孔底混合，且要设计相应的混合器；速凝浆材可以在孔口混合。普通浆液的制浆、输浆和灌浆设备是不言而喻的。对于膏状浆液，在大流量灌注的情况下，适宜采用相应的设备，同时要注意安全。

双液浆方面，普通双液浆可以选用正常的设备进行泵送，同时只需要做好逆止阀和安全阀的工作。而特种双液浆，例如在锦屏二级辅助洞中使用的 0.4∶1 的特稠膏状浆液与特种水玻璃，就必须单独进行考虑。

双液需要考虑 4 个方面的问题。其一为逆止；其二为安全；其三为流量；其四为混合。流量对双液的灌浆效果起着决定性的作用。所以，通常会采用比较大型的制浆和灌浆设备。

3 控制性灌浆规范的基本内容

《水工建筑物水泥灌浆施工规范》包含 9 章正文，还有 4 个附录以及其他部分。其基本内容具体如下。

（1）总则。

（2）术语。

（3）灌浆材料和设备。

（4）施工准备。

（5）钻孔。

（6）水泥基双液灌浆。

（7）膏浆灌浆。

（8）模袋灌浆。

（9）质量检查。

4.1 能够共同对相关情况进行检查。

如前所述，控制性灌浆规范对 DL/T 5149 和 DL/T 5267 这两大灌浆规范中的特殊处理部分进行了深化与细化，它是这两个规范的必要补充。在使用时需对此有清晰的认识。在总则里明确规定，“控制性灌浆适宜与普通水泥灌浆或化学灌浆结合起来使用。”

4.2 水泥基双液灌浆

水泥基双液灌浆包含水泥 - 水玻璃双液浆以及水泥 - 聚氨酯双液浆，其具体采用哪种浆液可根据工程的需求以及现场的条件来决定。

在遇到较大流量、较高流速涌水时，可选用水泥基双液灌浆。

（2）孔口或孔底混合应视双液凝结时间长短选用。

灌浆应采用纯压式，浆液在孔口或灌浆段开始位置混合。

双液浆的两种组分混合后会快速反应，所以必须分别进行输送，然后在孔口或者孔底的位置进行混合。

灌浆时可以使用双液灌浆泵来进行，也可以使用两台岛分裂立灌浆泵来进行。这两种灌浆方式的压力和流量都应当能够满足施工的需求。

双液浆的两条管路上需要设置逆止阀和安全阀，在出口部位要设置混合器，以此来保证两种浆液能够充分混合。

灌浆管路上要分别安装逆止阀和安全阀，在出口部位最好设置混合装置。

（5）双液灌浆为纯压式灌浆，因此压力表应安装在进浆管路上。

压力表应安装在孔口处进浆管上。

灌浆压力应根据地层条件、灌浆目的、涌水压力等情况确定。

在设计的灌浆压力之下，当停止吸浆的时候，或者单位注入量达到设计所规定的值时，就可以结束该段的灌浆。

控制性灌浆的结束标准变化幅度较大。在现场，可依据灌浆试验所取得的成果，由设计来规定结束标准。

4.3 质量检查

控制性灌浆的质量检查方法需要依据设计要求来确定。

基岩帷幕灌浆的检查分析方法是以压水试验为主，同时辅以分析灌浆资料；覆盖层帷幕灌浆的检查分析方法是以注入试验为主，同时辅以分析资料；固结灌浆的检查方法是以声波测试或压水为主；堵漏灌浆的检查方法是以渗漏量减少量或减少比例为主。

帷幕灌浆、固结灌浆质量检查的标准与频数，需依据灌浆工程的目标、特点以及重要性等进行分析后确定。其检查方法可参照《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148）和《水电水利工程覆盖层灌浆技术规范》（DL/T 5267）。

帷幕灌浆和固结灌浆采用控制性灌浆，其目的是节约成本，它只是灌浆的一种技术手段。这种控制性灌浆的检查方法及合格标准可以执行《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148—2012）以及《水电水利工程覆盖层灌浆技术规范》（DL/T 5267—2012）。

以堵漏为目的的控制性灌浆检查，可将渗漏量的减少作为主要检查方法。若渗漏量或渗漏量减少比例达到设计容许值或合同要求，或者渗漏量下降比例达到设计规定或合同要求，那么就可以认为是合格的。

堵漏灌浆包括坝基渗漏灌浆、隧洞突水封堵灌浆、水工建筑物地基中集中渗漏灌浆等。不同的灌浆条件各异，特别是对于已建成建筑物的修补灌浆，施工条件往往受到很大限制。由于这些限制，灌浆结果无法达到原来的标准。所以，可以依据地层条件、运行安全要求等情况，确定一个渗漏减少量或减少比例作为合格标准。某围堰灌浆将渗漏减少 60%当作合格标准，某坝基帷幕渗漏则以渗漏量减少 70%作为合格标准。

5 小结

控制性灌浆存在狭义和广义这两种理解。在控制性灌浆规范中，所取的是狭义的控制性灌浆，也就是针对大空隙的控制性灌浆。

控制性灌浆需要在系统看待的前提下，以材料选择作为出发点来进行灌浆。

从整体方面来看，控制性灌浆规范展现出了“务实”这一特点，同时也具有“简洁”的特质，并且还“留有余地”，这样的规范必然会在工程领域中发挥出它应有的作用。