□周志敏(貴州省納雍縣水利局)
帷幕灌漿是水工建筑物地基防滲處理最常用的手段。帷幕灌漿材料大概可分為水泥漿和水泥黏土漿、化學漿液等。其中,水泥漿的效果最為可靠。并且其灌漿所需設備以及施工過程中所需的技術也相對比較簡單。另一方面,水泥漿所用的施工材料成本也十分低廉,這也是水泥漿成為現(xiàn)在建筑中常用灌漿漿液的原因;但是水泥黏土漿也有其自身的不足。其缺點就是強度不高,因此,水泥漿多被用于砂礫石層防滲或是一些強度要求不高的巖基灌漿中;相比于前面所說的兩種漿液,化學漿液的成本最高,所以一般只在特殊的情況特殊的環(huán)境中才使用。
如果要在防滲墻的軸線上按設計布置出灌漿孔,一般有3個程序,孔距為2m,孔位間的軸向偏差不要超過10cm,其孔深在防滲墻的混凝土底部20~30m之間,且都要超過設計中帷幕的灌漿底線。
灌漿施工應采取這樣的方式,要對鉆孔不斷加密,加密是逐漸過渡式的,慢慢減少孔的距離。這樣做可以將漿液擠壓得更密實,加大密度,還能夠使灌漿帷幕更加連續(xù);其次,也能使灌漿壓力得到逐漸過渡式的提高,另外,漿液的擴散程度、漿液結石的密實程度都會有所加強。如果要增、減灌漿孔,則需要有可靠精準的技術保證,必須要考慮兩方面,其一是每個序孔的單位注入量,其二是單位吸水量,并按遞減趨勢進行分析,它們都可作為灌漿情況及灌漿在質量上的參考,對于鄰孔串漿這種情況,也應避免發(fā)生,進而有利于工程施工。
《水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范》規(guī)定,基防滲處理的目的在于消除滲漏或控制滲漏量,防止因滲漏而導致壩基巖體滲透變形和力學性質惡化,并減小揚壓力。帷幕灌漿是在迎水面附近的壩基巖體中打鉆孔,將配制的膠凝防滲材料漿液,以適當?shù)膲毫嗳氲姐@孔周圍巖體的裂隙中,經(jīng)凝固或膠結后形成隔水屏幕,故稱帷幕灌漿。當隔水層埋深不大時,應使帷幕插入其中,以構成封閉式帷幕;當隔水層埋藏很深時,可作懸掛式帷幕。帷幕的深度可參考壩高、巖體的透水性和削減水頭值的大小來確定。
灌漿分序。灌漿施工中應遵循合理的程序,這是保證施工質量,增強灌漿效果的前提條件。第一,排序。有三排孔以上的帷幕灌漿時,一般應先做兩邊排,再做中間排。兩邊排最好使用低一些的灌漿壓力,先封堵大的通道,然后再用規(guī)定的壓力使帷幕增實,達到要求標準。只有兩排孔時,應先做下游排,再做上游排,灌漿壓力也應是先小后大。第二,孔序。無論哪排灌漿,都應將灌漿孔分成若干次序,按先疏后密、中間插補的方法逐序進行施工。究竟分幾個次序合適,應主要視地層的狀況而定,一般來說,地層破碎、串漿距離較遠時,應至少分3個次序;完整而少有串孔情況的地層,可分為兩個次序。根據(jù)以往的多數(shù)做法,帷幕灌漿在每排孔上分成3個次序,做完后,最后在局部較差的地段再補做一些補加孔或補加兼檢查孔。第三,分期灌漿。對于帷幕灌漿,可以考慮將透水性較大,顯然有必要作防滲處理的地段先行灌漿,其他地段放在蓄水后再觀測效果,有必要時再做灌漿;或者,先按較大的孔距,將地層透水性普遍減小到≤10,是否需進一步補加,待蓄水后再定;也可以考慮先做淺層部位的灌漿,等觀察出效果后,必要時再將帷幕加深到設計深度,甚至更深。
常用的有截水墻和帷幕灌漿。截水墻,即黏土或混凝土墻,它適用于透水性強、埋深與厚度不太大的砂卵石層形成的滲漏通道。當透水層厚度大、隔水層埋藏較深時,可采用帷幕灌漿,或者上部用截水墻,下部用帷幕灌漿。截滲墻體或帷幕深度都要達到隔水層中一定深度。水平鋪蓋當庫區(qū)砂卵石層分布面積和厚度都很大,垂直截滲比較困難,且又無條件采取帷幕灌漿時,可在水庫底部水平鋪蓋黏土層或用水泥砂漿抹面。水庫滲漏不嚴重時,可利用水庫淤積作為天然鋪蓋。鋪蓋法施工容易,但不如垂直截滲徹底,滲流量和出逸坡度常較大,必須結合下游排水減壓措施。斷層帶的防滲斷層影響帶的巖石裂隙發(fā)育,含泥質較少時,可采用帷幕灌漿處理;斷層破碎帶的巖石破碎且含有泥質,可灌性很差,這時應沿斷層帶開挖斜井,清除破碎物質,回填混凝土,構筑防滲井或混凝土防滲墻??λ固囟囱▏聨靺^(qū)有較大落水洞時,由于采取鋪蓋和堵塞防滲效果不好,可在其周圍修一筒狀圍井,高出庫水面lm,可起到良好的隔水作用。當庫內個別地段落水洞集中分布,或溶洞較多、分布范圍較大時,可修堤壩把滲漏帶與水庫隔開。
灌漿段注入量比較大的情況下,有多種措施進行緩解,比如:低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿,或者在漿液中放入速凝劑,或者直接在灌注時就用穩(wěn)定漿液或混合漿液。倘若有回漿變濃的情況發(fā)生,則選用新鮮漿液,新鮮漿液應具有相同的水灰比。如果仍然沒有改善,則繼續(xù)灌30min,即可停止灌注。對溶洞、溶縫進行灌漿時,應先查明溶洞的充填類型和規(guī)模,并遵循“先封閉,再密實”的原則進行灌注。方法如下:針對不同的情況,予以分別處理,當溶洞內沒有充填物,要看溶洞的大小情況,使用混凝土時,最好用泵入高流態(tài)的,并在其中加入碎石,然后將水泥砂漿、混合漿液加入其中,當其完全凝固再進行掃孔灌漿的工作,另一種情況是溶洞里有充填物,在灌注前,要對充填物的類別、屬性、充填的程度等多方面進行考察,考察完畢后方可進行灌注,其方法有高壓灌漿和高壓噴射灌漿等。同時,對帷幕灌漿也要做必要的質量檢查,這項檢查的重點在孔壓水試驗成果,并且要從鉆孔、取芯資料、灌漿記錄、測試成果等多方面進行綜合考查。對于孔的數(shù)量,檢查時也應有所保證,不能低于灌漿總孔數(shù)的10%,當某一部位的灌漿工作結束后還要進行孔壓水試驗,一般在14d后進行。
如果裂縫長度不同,相應選擇不同的灌漿盒,灌漿盒由鋼板制成。灌漿盒四周墊上橡皮圈,用千斤頂將灌漿盒壓緊在拱頂上。灌漿盒周圍裂縫延伸部分用水玻璃水泥密封。通過水壓試驗檢查灌漿盒與混凝土面的密封性,探明裂縫貫通范圍。根據(jù)壓水量選定漿液凝膠時間、配漿量與壓漿壓力,水壓試驗的水壓為0.2~0.3MPa。
對于透水值,也有相應的規(guī)定,例如,在不合格段,若透水率值沒有超過設計要求值的100%,并且不是很集中,那么,灌漿的質量則認為是合格的,若是其他情況,要根據(jù)相關人員的指示或批準再進行處理。帷幕灌漿試驗孔試驗內容對所選料場的黏土進行顆粒分析和化學成分與性能、礦物分析,測定容量和液限、塑限,以確定料場。對漿液進行不同水灰比的粘結力、塑性粘度、抗?jié)B、收縮率、泌水性等項目測試,以確定帷幕灌漿的漿液配方。
隨著這些年我國經(jīng)濟發(fā)展速度可以說是非常快速的,而且速度也越來越快,基礎設施在我國的國民生活中占有重要的地位,它的建設也隨著經(jīng)濟的高速運轉而蓬勃興起。對于水利建筑,它也屬于國家的基礎設施,與人民的生活息息相關,因此,保證水利建筑的質量可靠安全非常重要,水利建筑的工作人員在水利建筑的施工中,一定要采取必要的防滲措施,避免出現(xiàn)滲漏情況,減少水利工程中的損失,同時,技術人員也應當加強自己對專業(yè)的學習,在每次施工中不斷積累經(jīng)驗,提高自身的技術水平,更好的服務于我國的水利工程建設,使我國的水利事業(yè)大步前進。
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