孫耀波
(安徽水利開發(fā)股份有限公司,安徽 蚌埠 233000)
帷幕灌漿作為地基與基礎防滲處理的一種重要手段,已越來越多地被應用在各種水利水電建設工程中,同時帷幕灌漿技術也在不斷的發(fā)展,以適應不同的地層條件和施工要求。本文根據幾年來作者認真研讀、調查多家水電站帷幕灌漿中的總結,就現(xiàn)行灌漿方法中的一些問題做一探討。
所謂帷幕灌漿,是指在設計位置上先成孔、清孔,然后進行止水、壓水試驗,最后配漿灌注,以達到預期目的。灌漿原則一般是:對單排孔先灌邊沿孔逐漸加密,最后加密孔可作、檢查孔,對多排孔先灌上、下游排,后灌中排,逐漸加密。其施工中的主要技術有鉆孔、沖洗等。
帷幕灌漿鉆孔常采用回轉式鉆機的鉆孔方法。一般有硬質合金鉆進、鉆粒鉆進和金剛石鉆進兩種方式。鉆孔的方向主要由施工條件,裂隙角度和巖層構造來決定。最有利的鉆孔方向是與裂隙面或巖層面垂直,這樣鉆孔才能穿過較多的裂隙或層面,能節(jié)省鉆孔數量,達到好的灌漿效果。
工程中常用的方法為鉆孔沖洗和裂隙沖洗。鉆孔沖洗:為了將殘存在孔底和粘附在孔壁處的巖粉、碎屑等雜質沖出孔外,以便灌漿液的流入。裂隙沖洗:裂隙沖洗的目的是用壓力水將填充在巖石裂隙或空洞中的松軟的、風化的泥質填充物沖出孔外。根據規(guī)范要求,對溶巖、斷層、大型破碎帶、軟弱夾層等地質條件復雜的地段,應通過現(xiàn)場試驗確定。
止水:當某一段成孔并清洗后需要進行止水,對于土壩來說,可采用先砸下部分套管,然后把止水器下到套管內適當位置止水,其效果較佳;而重力壩可選擇不使用下套管方式,根據止水位置選擇孔壁完整的地方止水。
帷幕灌漿的方式通常采用循環(huán)式分段灌漿,但在帷幕灌漿過程中通常出現(xiàn)漏漿、串漿、吸漿量過大或灌漿中斷等常見的問題。
灌漿時出現(xiàn)漏漿的主要原因如下:裂隙發(fā)育井相互溝通;受地下水流動的影響,使地上形成一通道并與灌漿孔相通;有較大的溶洞。
所造成的危害有以下幾種:灌漿壓力達不到要求,帷幕線難于形成;漿液孔內裂隙難于灌入,影響灌漿質量;漿談流失,造成浪費。
灌漿孔與孔串漿的主要原因如下:巖層裂隙發(fā)育并相互串通,或壩上松散,使灌漿孔與鄰近孔之間直接或間接相通,造成漿液通路;鄰近鉆孔一起施工,土層內應力尚未消除,造成孔壁坍塌,使巖土內原狀結構被破壞,一經漿液擠壓便從鄰近鉆孔串出;灌漿路堵塞或壓力表失靈,判斷不準確,造成灌漿壓力超大。
所造成的危害有以下幾種:使灌漿無法繼續(xù)迸行,停灌后灌不進漿或因待凝后重新掃孔,影響工期;浪費灌漿材料;影響其它串漿孔的鉆進及灌漿質量。
灌漿中斷的主要原因如下:灌漿管堵塞、破裂或接頭崩脫;灌漿設備發(fā)生機械故障;儀表失靈;止水塞止不住水而發(fā)生孔口返漿;停水、停電或附近爆破時躲避等。
所造成的危害有以下幾種:灌漿中斷后單位吸槳量比中斷前明顯減小,甚至不吸漿。特別是漿液中水泥顆粒的沉淀和漿液的凝固使灌漿無法繼續(xù)進行,影響灌漿效果;當中斷時間較長時,止水塞被固在孔內,起拔困難,造成事故;由于灌漿不合要求,需重掃孔,延誤工。
灌漿孔斜的主要原因如下:地質條件不良;技術條件不適宜;操作方法不當等。
所造成的危害有以下幾種:會加劇孔內的掉塊、坍塌,甚至會造成卡鉆、埋鉆等現(xiàn)象;增大鉆具折斷事故發(fā)生的機率,而出現(xiàn)斷桿后會影響處理孔內事故的復雜性,甚至出現(xiàn)報廢孔的現(xiàn)象。
根據以上帷幕灌漿主要出現(xiàn)的技術問題,本文從以下幾個角度進行采取不同的處理措施。
在鉆進過程中,如發(fā)現(xiàn)大裂隙或溶洞應做好詳細記錄,灌前投入泥球、細砂等,以此填充和堵塞漏道(洞)。
采用低壓,濃漿起灌,或采川自流式灌注。
加大孔序之間的施工間距,進行跳打鉆孔,待鄰近鉆孔灌注后1-2天才施工附近的鉆孔,并保持孔壁完整。采用多級升壓法灌漿,即壓力從小到大逐級增加,待第一級壓力灌注30m加后如沒有發(fā)現(xiàn)串漿再升到第二級壓力,直至達到設計壓力。使用自山而下分段灌漿,使其在上部灌完后待凝24h后再鉆進下一段。管路暢通,儀表準確,壓力均勻平穩(wěn)。
選用符合要求的輸槳管材,連結牢固,使用前無堵塞,無破損。選用性能較好的灌漿設備,保證在規(guī)定的最大灌槳壓力下能長時間的連續(xù)運轉,用后清洗干凈。儀表淮確并及時維修。止水要嚴密,灌前用壓水檢查,如孔日返水則重新止水。灌漿工程所用水、電宜設專線,并安排專人看管。
鉆機的安裝要水平牢固,立軸中心與鉆孔中心應在同一條垂直線上,并按要求的孔向對準孔位開孔??卓诠鼙仨毨喂滩M足要求,在開孔鉆進與淺孔階段鉆進中,立軸鉆桿不能太長,否則鉆進時擺動性大,致使立軸轉動不穩(wěn),造成鉆具擺動性增大;使用符合規(guī)格的各種鉆孔器具;孔較深以后,特別要注意鉆壓的調整,同時要注意提升吊環(huán)必須與立軸及鉆孔中心線在一條直線上;鉆進中,當巖石換層時,應減壓減速鉆進,對其進尺的速度和沖洗液的流量及壓力也應加以適當的控制;鉆進中應勤檢查鉆機有無移動,立軸鉆進的方向有無變化,發(fā)現(xiàn)問題應及時糾正;為防止孔斜發(fā)生,必須熟悉所使用機械性能和鉆孔方法的特點。在深孔帷幕的鉆孔中,應對孔斜及時測量,及時準確地掌握鉆孔的偏斜情況,以利于及時處理。
總之,帷幕灌漿的工作從某種程度來講,是多程序,多技術性的工作。目前該技術多用于大壩建筑物、基礎加固處理等重要工程設施的施工上。技術難度大,質量要求高,這就要求我們對基礎灌漿的一系列技術問題,進行認真的總結,并完善施工工藝,以確保質量。
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