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摘要:當前,我國水利水電取得了高速的發展,隨著發展的迅速,越來越多的問題也出現了,在我國,小型水利水電樞紐工程為數眾多,存在著分布廣,壩型多樣,一方面,他們為我們發揮著防洪減災的重要作用,另一方面,也為農業灌溉生產和人民生活用水以及用水提供水源。本文介紹水利水電工程壩基灌漿施工的各個環節,施工工藝及施工質量的控制,及壩基的帷幕灌漿和固結灌漿施工注意事項,并對壩基防滲處理進行探討。
關鍵詞:帷幕灌漿;固結灌漿;施工技術;應用
Abstract: at present, our country water conservancy and hydropower made high-speed development, with the rapid development, more and more problems also appear, in our country, the small hydropower project engineering a large, there are wide distribution, dam type variety, on the one hand, they play for us to the important role of flood control and disaster alleviation, on the other hand, also for agricultural irrigation production and people's living water and water supply water. In this paper, the construction of the dam foundation in water conservancy and hydropower projects, the grouting of each link, construction technology and construction quality control, and of the dam foundation and the curtain grouting consolidation grouting construction points for attention, and the dam foundation seepage prevention are discussed.
Key words: the curtain grouting; Consolidation grouting; Construction technology; application
中圖分類號: U445.55+2 文獻標識碼:A 文章編號:
灌漿施工是通過地層或建筑物的鉆孔(或預埋的灌漿管),將具有流動性的漿液,按一定的配比要求,在一定的壓力作用下壓入地層或建筑物的縫隙中,使其充填密實,膠結硬化成整體,達到防滲或加固的目的。
1 防滲的特點和處理
水利水電工程中防滲處理是水利工程的主要話題,對于水利工程來說,防滲墻是處理防滲的重要措施,其特點一般是墻體厚度小、滲透系數低、柔性強、耐久性好及單位面積造價低。
近幾年來,國家對水利水電行業投資額逐年增加,水電項目的規模正逐年擴大。而防滲工程作為水電站、水庫工程的重要組成部分,對電站、水庫運行安全與穩定有著決定的作用,所以防滲工程越來越引起政府、業主、監理、設計、施工等各方的高度關注。不同的地質條件、工程性質和用途決定了所采用的防滲地基處理方法。目前國內外常用的地基防滲處理方式為:混凝土防滲墻、水泥土截滲墻、防滲墻與墻下帷幕灌漿結合、帷幕灌漿等。而防滲灌漿投資少、通用性強、效果好、工期質量有保證,在水利水電行業得到了廣泛應用。
針對防滲灌漿地基處理工藝的特殊性,為盡量杜絕合同實施過程中發生不必要糾紛和資源浪費,保護業主和施工單位共同利益,建議業主根據地質、試驗條件選擇招投標中合適的承包價方式,以有效控制投資造價。首先是在灌漿工藝方面,選用適宜的灌漿材料和較優的漿液配比-直接影響帷幕質量、灌漿工效、工程投資等;灌漿工藝-直接影響帷幕質量、灌漿工效、工程投資等;鉆灌工效-指導合理安排灌漿工期;其次,灌漿壓力、灌漿段長防滲帷幕的防滲能力,確定多種地層及巖溶區帷幕灌漿的消耗量,確定高壓帷幕灌漿的施工工藝、施工參數、質量管理經驗及遇較大溶洞時的處理方法。在灌漿施工組織方面要注意施工條件和施工總布置。對于施工總進度計劃要合理,對于主體工程施工,灌漿中斷、回漿變濃、溶洞、溶縫灌漿等特殊情況的處理措施,對于資源配置、質量保證的合理性等。
2 灌漿孔鉆孔施工
2.1 孔斜率要求
一般要求直孔。孔壁正直均勻,尤其帷幕深孔,且孔距較近時,應該特別注意測斜工作。
2.2 鉆孔順序
不論帷幕灌漿或固結灌漿孔,灌漿孔施工順序采用逐步加密的辦法。先進行一序孔灌漿,而后依次進行第二、第三序孔的施工,這樣,后序孔的灌漿孔即可作前一序孔的檢查孔,經過壓水試驗,如吸水率達到設計要求,即可以省去后序孔的灌漿。
2.3 鉆孔和裂隙的沖洗
在灌漿之前,要進行鉆孔及裂隙的沖洗,將裂隙中的巖粉,鐵砂粉等物沖出孔外,使漿液與巖石膠結良好,沖洗可以通過鉆桿用壓力或壓縮空氣輪流吹洗。單孔的沖洗一般用于較完整的,裂隙較少的巖層,其方法有以下幾種:(1)高壓水沖洗;(2)高壓,低壓反復沖洗(高壓脈沖沖洗);(3)揚水沖洗(水、氣輪換沖洗)。
3 灌漿施工
3.1 灌漿方式
3.1.1 純壓式灌漿
即單純的把漿液沿灌漿管壓入鉆孔而不返回循環,適用于裂縫較大的巖層,孔深不大(如10~12 m),并用較濃漿液灌注,缺點是:容易堵塞細小的裂隙的進口,阻礙灰漿填滿縫隙,效果難令人滿意。
3.1.2 循環式灌漿:又分孔口和孔內循環,孔口循環為漿液僅在孔口進行循環,實質上還是一種純壓式。孔內循環則是用內外兩管之間的空隙返回到孔外。此法特點是:漿液在孔段中始終保持流動狀態,減少了顆粒沉淀,灌漿質量較高,應用廣泛。
3.2 灌漿順序
3.2.1 一次灌漿法(單級法):即將孔一次鉆到全深再沿鉆孔全長進行灌漿,適用于孔深<10 m的孔內灌漿,且巖石裂縫較少或透水不大的情況,否則應分段采用不同壓力進行灌漿。
3.2.2 自上而下分段灌漿法(逐段法):為自上而下分段鉆孔和灌漿,它可采用較高的灌漿壓力,因而能獲得較好的灌漿質量,并可減少施工中的事故,在巖層傾角比較發育和巖層比較破碎的地區,應首先考慮此法,開始鉆孔3~5 m深,隨即沖洗,壓水,灌漿,待灌漿凝固后(不少于36 h),再進行下一段鉆孔和灌漿工作,但較費時間,且須多次移動鉆機和灌漿機械。
3.2.3 自下而上分段灌漿法(孔塞法):鉆孔一次鉆好,自下而上分段(3~5 m)灌漿,灌漿時以灌漿塞分段塞孔,允許上段灌漿緊接在下段結束時進行,不用搬運灌漿設備,加快了施工速度,但質量不易保證,適用于巖層傾角不大,巖石比較堅硬完整的地區。
3.3 灌漿壓力的選擇與控制
基本原則為:最大允許灌漿壓力不得高于灌漿塞以上巖層及該處建筑物壓力之總和,所以最大灌漿壓力的允許值P可以按下列公式計算:
固結灌漿:P=P0+PH
帷幕灌漿:P=P0+PH+ 0.24h
P0——地表灌漿段允許壓力,一般規定它為2.5~3 at:帷幕灌漿取大值;P——自巖層頂面每降1 m允許單位壓力升高值,在固結灌漿采用1.5~2 at,帷幕灌漿采用1~2 at;H——固結灌漿為灌漿塞以上巖體及砼厚度,帷幕為灌漿塞以上基巖垂直深度(m);h——帷幕灌漿巖面以上,已澆筑的深度(m)。
一般認為,決定灌漿壓力的方法,還是通過代表段的野外試驗的結果來確定,用不同壓力進行的一系列灌漿試驗,直到掀動巖層為止。試驗可以用稀漿,以防淤堵鉆孔,并用不同段長在不同段深度上試驗,低壓時,巖石吸漿率與壓力成正比,當掀動巖層時,吸漿率會突然增大。
控制灌漿壓力有兩種方法,即一次升壓法和分段升壓法。在透水性不大,裂隙不甚發育,較堅硬和完整的巖石中灌漿,采用一次升壓法,灌漿開始后,即盡快將壓力升到規定的壓力,不管其單位吸漿量的大小,在規定的壓力下,漿液的累計吸漿量達到一定限度后,調換漿液配合比,改變漿液濃度,逐級加濃,單位吸漿量將逐漸減少,直至達到灌漿結束標準為止。
3.4 灌漿結束標準與封孔
灌漿結束條件:原則上均按吸漿量和灌注的延續時間確定。一般在規定的灌漿壓力下,所灌的孔段在30 min內,其吸漿量一直<0.2~0.4 L/min。即結束這一個灌漿段的灌漿。經檢查合格后,必須及時封孔,以保證封孔質量。
4 質量檢驗
灌漿屬隱蔽工程,必須在施工過程中強調質量,竣工后要認真檢查,灌漿結束28天后,應在灌漿區鉆孔檢查,做壓水試驗,觀察巖芯膠結情況,鑒定質量。通過多種途徑取得數據,互相來印證,不能單憑壓水試驗取得吸水率作為唯一的標準。評價灌漿質量,只有蓄水后,灌漿效果才能受到考驗,在蓄水前,可按下列方法檢查灌漿質量。
4.1 檢查原始記錄,分析灌漿資料。
4.2 鉆設檢查孔,帷幕和固結灌漿要鉆取巖芯,觀察膠結情況,所有檢查孔均作壓水試驗,帷幕灌漿檢查孔數,要求按灌漿孔總數10%布置。固結灌漿按5%布置,其位置應該在可能出現問題的位置,帷幕灌漿檢查孔徑不宜<110 mm,固結灌漿檢查孔不宜<140 mm。
4.3 檢查孔的壓水試驗,應按照單孔壓水試驗操作規程,并分三個壓力階段進行(50.6、101.3和151.9)kPa。但是在試驗前要用相當于1.5倍左右設計水頭的壓力進行壓水沖洗,獲得穩定流量以后,再進行三個階段的正式壓水試驗工作。所得結果凡≤設計規定的吸水率數值,即可認為灌漿符合要求。
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