朱雨全

(普安縣水務(wù)局，貴州普安561500)

芻議水利工程基礎(chǔ)灌漿施工

朱雨全

(普安縣水務(wù)局，貴州普安561500)

隨著我國水利工程建設(shè)的不斷發(fā)展，人們越來越重視水利工程的地基施工。為了保證地基的穩(wěn)定性，灌漿技術(shù)被廣泛的采用在水利工程基礎(chǔ)施工中。其中帷幕灌漿技術(shù)因其具有獨(dú)特的優(yōu)勢被更加廣泛的進(jìn)行利用。文章闡述了某水利工程大壩基礎(chǔ)帷幕灌漿施工技術(shù)要點(diǎn)以及質(zhì)量控制措施。

水利;大壩;基礎(chǔ);帷幕;灌漿;質(zhì)量

0 引言

在水利工程建設(shè)中，需要采取特定的灌漿手段對其基礎(chǔ)進(jìn)行處理，這樣做的主要目的是為了對原本地基的缺點(diǎn)進(jìn)行消除，從而對原有地基的穩(wěn)定、強(qiáng)度以及抗?jié)B性能等方面進(jìn)行提高。

在對水利工程基礎(chǔ)進(jìn)行施工中，因其屬于隱蔽工程，因而在進(jìn)行灌漿施工中，需要嚴(yán)格的遵守相關(guān)施工要求以及施工規(guī)范進(jìn)行施工，，制定出經(jīng)濟(jì)有合理的施工措施。

1 工程概述

某水庫工程右岸建筑及安裝工程的帷幕灌漿施工主要包括左右岸土石壩帷幕灌漿、混凝土壩段帷幕灌漿。

帷幕灌漿為單排，灌漿孔孔距為2 m。連接壩段帷幕灌漿孔深約為基巖下29 m，擋水壩段、引水壩段、底孔壩段帷幕灌漿孔深約為基巖下27 m，溢流壩段帷幕灌漿孔深約為基巖下23 m。

右岸土石壩段帷幕灌漿孔約為1 622個(gè)，左岸灘地段帷幕灌漿孔約為266個(gè)，混凝土壩段帷幕灌漿孔約為 69個(gè)，共計(jì)1 957個(gè)灌漿孔，總長度為13 330 m。

孔位編號見施工圖紙，孔間距2 m，鉆孔孔位偏差≤100 mm，先導(dǎo)孔沿帷幕線每隔16 m布置1個(gè)，先導(dǎo)孔灌漿應(yīng)在Ⅰ序孔之前進(jìn)行，孔深至設(shè)計(jì)帷幕底線以下5 m。

2 帷幕灌漿施工要點(diǎn)

灌漿施工順序?yàn)?

1)左右岸土石壩段須先進(jìn)行防滲墻、混凝土蓋板的澆筑。

2)待防滲墻、混凝土蓋板達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行帷幕灌漿。

3)混凝土壩段在固結(jié)灌漿完畢并檢查驗(yàn)收合格后進(jìn)行帷幕灌漿［1］。

2.1 灌漿鉆孔

帷幕鉆孔分序進(jìn)行，先施工Ⅰ序孔，再施工后序孔。

其中Ⅰ序孔鉆孔采取分段鉆進(jìn)的方式施工，Ⅱ序孔鉆孔采取一次性鉆進(jìn)至要求深度的方式施工。

2.1.1 孔距

帷幕灌漿為單排，灌漿孔孔距為2 m。帷幕灌漿檢查孔位置可在基本孔之間布置，孔數(shù)為基本孔的10%。

2.1.2 孔深

帷幕灌漿孔深要求達(dá)到巖層透水率5 Lu處，檢查孔深度比所在檢查部位的灌漿孔深度少2 m。壩基帷幕灌漿孔深延至地質(zhì)建議帷幕灌漿線，遇斷層破碎帶須加深加密。

2.1.3 孔徑

帷幕灌漿先導(dǎo)孔孔徑為75 mm，灌漿孔孔徑為56 mm，灌漿檢查孔孔徑為75 mm。

2.1.4 鉆孔精度

在進(jìn)行鉆孔的過程中，要對鉆孔的位置偏差進(jìn)行嚴(yán)格的控制，必須保證與設(shè)計(jì)要求的位置之間的誤差≤10cm，孔底允許偏差見表1，孔底偏差必須滿足表1規(guī)定的要求。

如果在鉆孔過程中，出現(xiàn)的偏差超過了規(guī)定數(shù)值，那么就需要重新進(jìn)行鉆孔。其它灌漿孔和檢查孔的孔底偏差應(yīng)＜1/40孔深。

在鉆孔過程中，要對鉆孔的深度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，必須滿足工程師合計(jì)要求。

表1 帷幕灌漿孔孔底允許偏差 m

2.2 鉆孔沖洗

帷幕灌漿采用回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)和金剛石鉆頭鉆進(jìn)的方式進(jìn)行施工?；炷翂味问紫炔捎忙?75 mm金剛石鉆頭鉆進(jìn)，按技術(shù)要求或監(jiān)理工程師指示埋設(shè)孔口管后，改用小口徑Φ 60 mm金剛石鉆頭分段鉆進(jìn)，直至終孔;土石壩鉆孔時(shí)，使用Φ 91 mm合金鉆頭鉆至要求深度［2］。

鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要去的深度之后，需要對孔深以及孔底進(jìn)行嚴(yán)格的檢查工作，如果發(fā)現(xiàn)孔深不滿足設(shè)計(jì)要求或者是孔底存在過多的殘留物，那么就需要采取有效的手段對其進(jìn)行處理。

檢查合格的鉆孔就需要采用流量比較大的壓力水動(dòng)脈方式對其進(jìn)行清洗，一直沖洗到回水是比較清澈為止。

2.3 壓水試驗(yàn)

在鉆孔施工結(jié)束之后，就需要進(jìn)行壓水試驗(yàn)。進(jìn)行壓水試驗(yàn)的主要目的是對巖石的條件和情況進(jìn)行詳細(xì)的檢查，以此確定合理的灌漿參數(shù)，并且能夠?qū)酀{的質(zhì)量進(jìn)行檢查。必須逐一對鉆孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)。

壓水試驗(yàn)成果按下述公式計(jì)算q值:

式中:q為透水率，Lu;Q為壓入流量，L/min;P為作用于試段內(nèi)的全壓力，MPa;L為試段長度，m。

1)在進(jìn)行正規(guī)壓水試驗(yàn)時(shí)，需要將壓力調(diào)整到規(guī)定的數(shù)值，并且隨著注入率的不斷趨于穩(wěn)定，就可以進(jìn)行注入率的測量工作。

2)普通灌漿孔每一灌漿段在灌漿前均要做30 min的簡易壓水試驗(yàn)，每5 min讀一次壓入流量，共測六次，以最后一個(gè)讀數(shù)計(jì)算Lu值。

3)試驗(yàn)壓力:如果灌漿壓力為1 MPa或以下時(shí)，那么壓水試驗(yàn)壓力應(yīng)該采用當(dāng)0.3 MPa;如果灌漿壓力高于1MPa時(shí)，那么壓水試驗(yàn)的壓力就可以采用相同的數(shù)值，也就是1 MPa。

4)試驗(yàn)記錄:在壓水試驗(yàn)結(jié)束之后需要將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的記錄。

2.4 灌漿

2.4.1 制漿

采用集中制漿的方法進(jìn)行制漿。在制漿的過程中必須對灌漿的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，通常情況下控制在5～40℃，如果漿液溫度不在這個(gè)范圍內(nèi)，那么則需要將該漿液進(jìn)行廢棄。

在制漿的過程中，要對漿液進(jìn)行均勻的攪拌，并且在攪拌的同時(shí)對漿液的濃度等進(jìn)行測量，同時(shí)做好記錄工作。在對漿液攪拌的時(shí)間進(jìn)行控制的過程中，需要根據(jù)攪拌機(jī)的類型進(jìn)行確定，如果采用的是高速攪拌機(jī)械，那么攪拌的時(shí)間應(yīng)該≥0.5 min，如果施用的是普通的攪拌機(jī)械，那么攪拌的時(shí)間必須≥3 min。

漿液攪拌結(jié)束之后，需要對漿液進(jìn)行詳細(xì)的試驗(yàn)檢測工作檢測合格之后就可以對漿液進(jìn)行運(yùn)輸。本工程采用輸漿管道進(jìn)行漿液的運(yùn)輸，必須保證輸漿管路的平滑和清潔，在輸漿過程中，應(yīng)該將漿液運(yùn)輸速度控制在 1.4 ～2.0 m/s［3］。

2.4.2 灌漿方法

帷幕灌漿按分序加密，分段施灌的原則進(jìn)行。先施工Ⅰ序孔，再施工后序孔。

其中Ⅰ序孔灌漿采取自上而下、孔口封閉、孔內(nèi)循環(huán)的灌注方式施工，Ⅱ序孔灌漿采用自下而上的灌注方式施工。

Ⅰ序孔灌漿采用自上而下分段循環(huán)法進(jìn)行施工，每段長度5～6 m。帷幕灌漿時(shí)，首先進(jìn)行混凝土和基巖接觸段的灌漿并待凝，接觸段在巖石中的長度≤2 m。

其它孔段灌漿時(shí)，孔口無涌水的孔段灌漿結(jié)束后不用待凝，但在地質(zhì)條件復(fù)雜有斷層、破碎帶的地區(qū)灌漿后要待凝，待凝時(shí)間根據(jù)實(shí)際情況來定。

灌漿時(shí)灌漿塞塞在已灌段段底以上0.5 m處，以防漏灌。

如圖1為自上而下分段灌漿程序示意圖。

圖1 自上而下分段灌漿程序示意圖

2.4.3 灌漿壓力

1)在灌漿過程中，灌漿的壓力是根據(jù)基巖的性質(zhì)以及孔位的不同而產(chǎn)生變化的，所在應(yīng)該在試驗(yàn)階段對灌漿壓力的數(shù)值進(jìn)行確定。

2)在灌漿的過程中，必須要求灌漿壓力盡可能快的達(dá)到設(shè)計(jì)要求的極限數(shù)值。

3)在灌漿的過程中，嚴(yán)禁降壓的現(xiàn)象發(fā)生，灌漿作業(yè)應(yīng)該在恒定的壓力下進(jìn)行。初步擬定的灌漿全壓力為:土壩、擋水重力壩、溢流壩壩基灌漿為全壓力;接觸段為0.3 MPa，漸深漸增原則。

2.5 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

灌漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)采用的灌漿的方法的不同也有所不同在進(jìn)行灌漿時(shí)，如果采用自上而下分段灌漿方法是，那么灌漿的注入率為1 L/min或者以下時(shí)，在連續(xù)灌注一個(gè)小時(shí)之后就可以將灌漿作業(yè)結(jié)束;如果采用的灌漿方法是自下而上灌漿時(shí)，如果注入率為1 L/min或者以下時(shí)，那么在連續(xù)灌漿0.5 h之后就可以將灌漿作業(yè)結(jié)束。

2.6 封孔

鉆孔灌漿作業(yè)結(jié)束之后，需要由監(jiān)理工程對其效果進(jìn)行及時(shí)的驗(yàn)收工作，驗(yàn)收合格之后才能夠進(jìn)行封孔作業(yè)。

不同孔序所采用的封孔的方式是不同的，Ⅰ序孔以及Ⅱ序孔采用的封孔方式分別是分段壓力灌漿封孔法以及全孔灌漿封孔法。

3 質(zhì)量控制措施

3.1 原材料質(zhì)量控制

灌漿用水符合要求，水泥須有廠家質(zhì)保書，且按規(guī)定每200T須進(jìn)行一次復(fù)檢且合格，水泥要保持新鮮無結(jié)塊，出廠期超過3個(gè)月的水泥不得使用。

3.2 造孔

所有灌漿孔必須按施工詳圖的規(guī)定布孔，孔徑、孔深、孔距、孔斜等均應(yīng)符合施工詳圖和《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定。

3.3 灌漿壓力

裂隙沖洗、壓水試驗(yàn)和灌漿時(shí)的壓力要嚴(yán)格按照試驗(yàn)確定壓力執(zhí)行并有專人控制，以免壓力過大造成抬動(dòng)或壓力過小而影響灌漿質(zhì)量。

3.4 漿液配制

嚴(yán)格按照試驗(yàn)確定的水灰比配制漿液，對水、水泥、摻和料、外加劑等進(jìn)行稱量配制，并經(jīng)常測量漿液比重。

4 結(jié)語

綜上所述，在水利工程建設(shè)中采用帷幕灌漿技術(shù)是非常重要，也是非常復(fù)雜的，采用帷幕灌漿施工對工程施工人員的要求也是比較高的。在今后的水利工程基礎(chǔ)施工中，需要對水利工程基礎(chǔ)做出充分的研究，對施工工藝進(jìn)行不斷的總結(jié)和優(yōu)化，在施工技術(shù)方面能夠做到揚(yáng)長避短，保證水利工程基礎(chǔ)施工的順利進(jìn)行。

［1］王斌，薛紅偉.水利工程基礎(chǔ)灌漿施工技術(shù)［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012(18):56－57.

［2］許厚材.水利水電工程基礎(chǔ)灌漿中特殊地層的灌漿方法［J］.水力發(fā)電，2005(09):34－35.

［3］王麗.基礎(chǔ)灌漿技術(shù)在壩基處理中的應(yīng)用［J］.科技傳播，2010(03):89－90.

TV543

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1007－7596(2014)07－0162－03

2013－12－25

朱雨全(1965－)，男，貴州普安人，工程師，研究方向?yàn)樗姽こ淌┕ぁ⒐芾怼?/p>