GIN灌浆法在清水库大坝基础中的应用

248
YAN JIU
JIAN SHE
GIN灌浆法
在清水库大坝基础中的应用
GIN guan jiang fa
zai qing shui ku da ba ji chu zhong de ying yong
吴勇
本文主要是结合清水库大坝基础的施工特点对GIN 灌浆法展开了研究和讨论，但是由于自身知识水平和经验所限，文中仅对GIN 灌浆法施工的部分内容进行了阐述，希望能给相关研究人员提供一定的参考。

近些年来，随着经济水平和科学技术的不断发展，我国的基础设施建设也在不断地加强，投资规模也在日益增大，灌浆技术作为一种对建筑物、构筑物基础地基进行加固、改造、修缮和防渗的施工技术而被广泛应用于土木工程和岩土工程领域中，相比于传统的灌浆工艺，GIN 灌浆法具有工艺过程简单、控制难度低以及施工效果好等诸多优点，因此在大坝基础施工中的应用效果更好。

一、工程概况
本工程项目中的清水库大坝基础施工主要是采用GIN 灌浆法进行固结灌浆施工，灌浆孔间距为4.0m，孔深为4.0m，设计图纸中GIN 灌浆孔数总计为646个，分别分布于大坝的13个坝段以及导水渠的底部。

二、GIN 灌浆法概述、主要技术特点及其施工优势1.GIN 灌浆法概述
灌浆施工技术涉及多门学科，与工程地质、水文地质、环境地质、流体力学、岩体力学、材料力学、土力学、矿物结构学、化学、地球物理学等多个学科都有很紧密的联系，同时也与机械和电子信息等技术密不可分，这些学科也在促进着灌浆技术的不断发展。

灌浆法施工的原理是将一定比例的材料配制成浆液，然后采用气压或液压设备将其灌入至基层岩体或土体的裂隙、孔隙等结构中，使得浆液经过充分扩散、胶凝和固化等过程来提供岩体或土体的强度，增加其抗渗性能和稳定性能，从而起到改善岩体、土体物理力学性质的作用。

现阶段，较为常用的灌浆技术是GIN 灌浆技术。

GIN（Grouting Intensity Number）灌浆法是由瑞士的灌浆专家隆巴迪（(Lombardi）等人提出来的，是目前在国际上推行较广的一种灌浆新技术。

这种灌浆技术主要是利用一定的压力作用来将具有宾汉流体特性的稳定浆液压入岩体等裂缝中，在此过程中主要是根据浆液背身的粘度来控制浆液的流动速度，利用浆液本身的内聚力来控制浆液的渗透范围，也就是通过控制压力作用和浆液的浓度来调节和控制浆液的扩散半径。

在浆液被压入岩石裂缝后，
一旦所形成的阻力与设计的压力值二者达到平衡时，可以
视为灌浆施工结束。

虽然我国的GIN 灌浆技术起步较西方发达国家晚一些，但是随着快速发展的基础设施建设，这种灌浆技术也得到了快速的发展，同时不断发展和进步的科学技术水平也促进了GIN 灌浆工艺的进步以及相关施工设备的更新，比如现代施工技术中采用先进的计算机技术控制灌浆过程，不仅能够简化灌浆工艺，能够提高工作效率，还能够保证浆液达到较大的灌入度，进而避免了水泥等材料的过量消耗，不仅提高了施工的效果，而且能够有效地降低工程的施工成本，保证工程项目的实施效果。

2.GIN 灌浆法主要技术特点
（1）要充分结合现场的实际施工条件。

灌浆前需要对现场的探勘资料进行全面的分析，准确地掌握工程项目的地质状况，这样有助于科学合理地确定灌浆压力值，选取合适的灌浆段长度以及灌浆孔的密度等，从而能够为GIN 灌浆施工的效果提供良好的保障。

（2）室内和现场实验相结合。

灌浆前需要挑选具有代表性的孔段，然后进行多次的室内和室外试验，从而选取适用于工程项目本身的浆液浓度值，通常情况下要选取性状稳定以及成分单一的中等稠度浆液，进而避免初期低浓度浆液、高压力试验情况下对岩石结构造成的水力劈裂现象。

（3）灌浆时保证岩石体具有一定的湿润度。

如果灌浆段处于地下水位以上，灌浆前一般需要向灌浆段内注水，使得岩石体能够得到充分的浸润而达到饱和状态，因此能够避免灌浆时岩石体吸收浆液中的水分而影响浆液的浓度，进而会限制浆液在岩石体中的扩散效果和扩散范围。

3.GIN 灌浆法较传统灌浆法的优点
（1）GIN 灌浆法主要是采用稳定性能好、单一水灰比的浓稠浆液进行灌注，是一种可预测可控的宾汉流体，其粘聚力具有固定不变的特性，从而使浆液具有良好的流动性能及穿透性能。

因此，相比于传统的灌浆法，GIN 灌浆法的浆液能够实现长时间和长距离运输的特点；同时GIN 灌浆的浆液在缓慢流动情况下沉淀也较少，浆液透过细微狭小裂缝时即使经过了挤压和过滤后所析出的水量也较少，所以它对岩体产生水利劈裂破坏的危险性就降低了很多。

（2）GIN 灌浆法采用单一稠度的稳定浆液以及统一
图1 GIN固结灌浆曲线图
四、GIN灌浆施工
根据坝体坝段的划分情况，坝体GIN固结灌浆孔共分为12个区，其中导流渠底部为一个区，其它每个坝段为一个区。

GIN灌浆施工分两序进行，灌浆时先进行Ⅰ序孔施工，Ⅱ序孔施工时与周边Ⅰ序施工间隔时间不少于12小时。

图2 GIN灌浆施工示意图
1.施工工艺流程
施工准备→勘探孔及压水试验→钻孔→冲洗钻孔及浆液拌制→灌浆→封孔→灌浆质量检查。

2.施工工艺说明
（1）施工准备
在进行GIN灌浆作业前，首先需要在坝体选择适合位置进行试灌作业，检查设备的完好性，同时需要培训作业人员，使其具有施工操作的熟练性和作业的准确性。

（2）勘探孔及压水试验
灌浆作开始前，根据坝体情况，每40m范围内选取
YAN JIU。