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

1 引言

众所周知，从严格意义上讲，所有灌浆都是控制性的。在《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148—2012）和《水工建筑物覆盖层灌浆施工规范》（DL/T 5267—2012）中，处处都能感觉到对灌浆的控制。特别是在各个特殊情况处理节中，规范规定了一系列的措施，如降压、限流、待凝等等，其目的都是防止浆材流失过远，保证成本受控。实际上，特殊情况处理是灌浆中的难点和精华所在，是对灌浆工程师水平的真正考验。

对于覆盖层强漏失地层、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来说，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，并与常规水泥灌浆有较大差别。控制性灌浆或可控灌浆概念亦发源于此，形成了控制性灌浆的狭义理解。

从某种意义上说，控制性灌浆是常规水泥灌浆特殊情况处理的延伸和升级版。它的基本原则在DL/T 5148和DL/T 5267两个规范有所体现，但较为笼统，需要细化。从工程实践看，自2004年至今，以膏状浆液、水泥水玻璃双液、速凝型浆液、模袋灌浆法等均走下神坛，使灌浆行业获得了前所未有的发展，解决了诸多以往不敢想象的技术难题，积累了很多经验和宝贵的一线数据。因此，在水利水电行业进入黄昏期的今天，把大空隙地层控制性灌浆单独拿出来形成系统，也成为一种历史责任。在这样的条件下，由水电三局为主编单位，水电十三局和基础局联合编制了《水工建筑物控制性灌浆施工规范》，现已进入报批稿阶段。

本文将从对控制性灌浆的认识和控制性灌浆规范中的一些问题进行简要分析，请指正。

2 对控制性灌浆的认识

2.1 控制性灌浆应系统看待，综合处置

控制性灌浆具有鲜明的系统化特征：一是堵排结合；二是人机料法环测共举；三是料为基础，机法跟进，以系统化的方式提出成套技术方案供设计选用和业主参考；四是可控灌浆后往往还要进行普通水泥灌浆，并进行统一检查。

2.2 控制性灌浆的三个类别，各有其适用性

控制灌浆的核心是材料的变化，以及在材料变化基础上所带来的设备和工艺变化。因此，控制灌浆规范以材料为核心进行编制。

控制性灌浆可分为3类，即填充式、增黏式和快凝类。实际上，浆液只有终凝并具有一定强度后，才能真正起到抗冲作用，因此，速凝抗冲材料是最适合工程需要的控制性灌浆材料。

（1）填充式灌浆。其材料为普通水泥浆或填充型骨料，适用范围是空隙较大而流速很低的地层，包括模袋灌浆和充填砂（砂浆）、骨料或混凝土等，代表性工程如南谷洞等。

（2）增粘式灌浆。主要指膏状浆液灌浆。其材料为塑性黏度较高，流动性较差，可控性较好的各类膏状浆液，单液注入，可采用连续注入或脉动注入工艺，材料可具有一定的抗冲性，也可以没有抗冲性，适用范围是流速较低而孔隙较大的地层，其工程永久性往往较好。另外，膏状浆液灌浆一般不采用小流量。中等以上流量效果较好。

（3）双液灌浆。主要是水泥水玻璃双液灌浆，也包括聚氨酯-水泥双液灌浆，其特点是采用双液泵进行灌浆，因此进行孔内或孔口混合；对泵的主要要求是流量大，安全设施齐备，否则很容易爆管，造成安全事故。重要

2.3 材料是控制性灌浆的重要出发点

控制灌浆的核心是材料的变化，以及在材料变化基础上所带来的设备和工艺变化。因此，灌浆材料是控制性灌浆的重要出发点。

灌浆材料的可控性体现在两个方面：一是胶凝时间；二是流动性。胶凝时间的长短决定了单液或双液施工工艺；流动性的大小则直接影响到施工设备。这就是控制性灌浆中材料、设备和工艺的基本逻辑关系。

按胶凝时间，浆液大体上可分为瞬凝（s级）、速凝（<5min）、快凝（20～60min）、常规（>2h）和缓凝（>6h）5级，其中瞬凝和速凝型浆材必须采用双液，快凝、常规和缓凝浆材可采用单液。瞬凝型一般应采用孔底混合，并须设计相应的混合器；速凝浆材可以在孔口混合。普通浆液的制浆输浆灌浆设备自不待言，膏状浆液在大流量灌注情况下宜采用相应设备，并应注意安全。

双液浆方面，普通双液选用正常设备泵送即可，只是要做好逆止阀、安全阀即可；特种双液 （如锦屏二级辅助洞中，0.4∶1的特稠膏状浆液与特种水玻璃）则须单独考虑。

双液须考虑4个方面问题：一是逆止；二是安全；三是流量；四是混合。流量对于双液的灌浆效果有着决定性影响，因此往往采用较为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》由9章正文，4个附录及其他部分组成。基本内容如下。

（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 控制性灌浆规范的几点说明

4.1 与DL/T 5148和DL/T 5267的对接（结合使用，共同检查）

如前所述，控制性灌浆规范是对DL/T 5149和DL/T 5267两大灌浆规范中的特殊处理部分进行的深化和细化，是两个规范的必要补充。在使用时应对此有清晰认识。在总则中明确规定，“控制性灌浆宜与普通水泥灌浆或化学灌浆结合使用。”

4.2 水泥基双液灌浆

（1）水泥基双液灌浆可分为水泥-水玻璃双液浆和水泥-聚氨酯双液浆，可视工程需要和现场条件而定。

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。

（3）双液浆两种组分混合后即快速反应，因此必须单独输送，至孔口或孔底处进行混合。

灌浆可采用双液灌浆泵或两台独立灌浆泵进行，其压力和流量应满足施工需求。

（4）双液浆两条管路上应设置逆止阀和安全阀，出口部位应设置混合器，确保两种浆液的充分混合。

灌浆管路上应分别设置逆止阀和安全阀，出口部位宜设置混合装置。

（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。

（6）在设计灌浆压力下，停止吸浆或单位注入量达到设计规定值时可结束该段灌浆。

控制性灌浆结束标准变化很大，现场可在灌浆试验成果基础上由设计规定。

4.3 质量检查

（1）控制性灌浆的质量检查方法应根据灌浆目的和设计要求来确定。

基岩帷幕灌浆应以压水试验为主、分析灌浆资料为辅的检查分析方法，覆盖层帷幕灌浆以注入试验为主、分析资料为辅的检查分析方法；固结灌浆应以声波测试或压水为主的检查方法；堵漏灌浆应以渗漏量减少量或减少比例为主的检查方法。

（2）帷幕灌浆、固结灌浆的质量检查的标准、频数根据灌浆工程的目标、特点、重要性等分析确定，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）、《水电水利工程覆盖层灌浆技术规范》（DL/T 5267）。

帷幕灌浆、固结灌浆中采用控制性灌浆的目的是为了节约成本，只是灌浆中的一种技术手段，其检查方法及合格标准可执行《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148—2012）、《水电水利工程覆盖层灌浆技术规范》（DL/T 5267—2012）。

（3）以堵漏为目的的控制性灌浆检查可采用渗漏量的减少为主要检查方法，当渗漏量或渗漏量减少比例达到设计容许值或合同要求，或当渗漏量下降比例达到设计规定或合同要求时，即可认为合格。

堵漏灌浆中有坝基渗漏灌浆、隧洞突水封堵灌浆、水工建筑物地基中集中渗漏灌浆等，灌浆的条件不同，尤其是已建成建筑物的修补灌浆，往往施工条件有很大限制，灌浆结果不可能达到原来的标准，因此可根据地层条件、运行安全要求等情况确定一个渗漏减少量或减少比例为合格标准。例如某围堰灌浆中以渗漏减少60%为合格标准，某坝基帷幕渗漏采用渗漏量减少70%为合格标准。

5 小结

（1）控制性灌浆有狭义和广义两种理解，控制性灌浆规范取其狭义，即针对大空隙的控制性灌浆。

（2）控制性灌浆应在系统看待的基础上，以材料选择为出发点进行灌浆。

（3）从整体上看，控制性灌浆规范体现了“务实、简洁、留有余地”的特点，必将在工程中起到应有的作用。