趙曉軍

(新疆匯通水利電力工程建設(shè)有限公司，烏魯木齊 830000)

改進(jìn)灌漿技術(shù)在小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

趙曉軍

(新疆匯通水利電力工程建設(shè)有限公司，烏魯木齊 830000)

這些年以來(lái)，新疆對(duì)多座小型水庫(kù)進(jìn)行了除險(xiǎn)加固，其中在防此壩基和壩體防滲中，多均采用了灌漿技術(shù)，文章對(duì)改進(jìn)灌漿技術(shù)在小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析。介紹了新疆某水庫(kù)概況及存在問(wèn)題，灌漿技術(shù)的產(chǎn)生，探討改進(jìn)灌漿技術(shù)在小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用，最后對(duì)全文進(jìn)行總結(jié)。

小型水庫(kù)；除險(xiǎn)加固；灌漿技術(shù)；限流模式；降低壓力形式；數(shù)次灌漿；改進(jìn)旋噴技術(shù)

中小型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固成為近幾年來(lái)水利事業(yè)中的頭等大事。為了提高水庫(kù)的使用壽命，在新疆某水庫(kù)的除險(xiǎn)加固施工中就采用了改進(jìn)灌漿技術(shù)，以達(dá)到加固地基的目的，從而來(lái)提高水庫(kù)在施工方面的技術(shù)含量。

1 新疆某水庫(kù)工程概況及存在問(wèn)題

新疆某一水庫(kù)是座引水灌注模式的水庫(kù),主要以灌溉為主，兼有城鎮(zhèn)供水、防洪、發(fā)電等綜合效益的小型水庫(kù)樞紐工程。該水庫(kù)為均質(zhì)土壩，設(shè)計(jì)壩高25.7m，壩頂高程329m。水庫(kù)隧洞工程全長(zhǎng)107m，整體為無(wú)壓明流隧洞，設(shè)計(jì)流量為0.4m3/s，隧洞進(jìn)口接矩形箱涵，隧洞斷面呈現(xiàn)城門型，凈寬度為1.5m，高為1.8m，圓弧半徑為0.75m，采用厚度為300mm鋼筋混凝土襯砌，并進(jìn)行回填灌漿。隧洞洞身經(jīng)過(guò)凝灰?guī)r質(zhì)絹云母千枚巖，洞身埋深19m，最大埋深25m。其圍巖為弱強(qiáng)巖性，抗壓強(qiáng)度超過(guò)10MPa。

2 灌漿技術(shù)的產(chǎn)生

水利工程出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，主要是兩種原因?qū)е碌模阂环N是在進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)選址不當(dāng)，因?yàn)檫@種地質(zhì)條件常會(huì)形成喀斯特溶洞和溶溝，從而導(dǎo)致漏水現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生； 另一種則是沒(méi)有先進(jìn)的灌漿技術(shù)手法，滿足不了當(dāng)前施工過(guò)程中的需要，而使得工程的施工效果也不明顯[1]。所以，工作人員為了防止這些問(wèn)題的出現(xiàn)，灌漿技術(shù)便在運(yùn)用范圍內(nèi)得以產(chǎn)生。這種技術(shù)可以在一定程度上充實(shí)原本疏松的土體結(jié)構(gòu)，在混合漿的漿刃影響下，漿液會(huì)沿著壩體的最小主應(yīng)力面形成啟劈裂縫，漿液也會(huì)繼續(xù)充填和擴(kuò)張啟劈裂縫，最終使壩體沿著縱向劈裂；停止灌漿后，孔口的壓力會(huì)逐步消散，混合泥漿也會(huì)濃縮固結(jié)，泥漿的壓力將逐漸減小，壩體就會(huì)進(jìn)行回彈壓縮漿液。此外，通過(guò)灌漿的壓力和土體的濕化變形，壩體內(nèi)部的應(yīng)力會(huì)進(jìn)行再分配，逐步趨向均衡，從而使壩體達(dá)到穩(wěn)定的變形目的。

同時(shí)，灌漿技術(shù)在很多應(yīng)用范圍內(nèi)都得到大力推廣，如在透水強(qiáng)度高的砂卵石、堆石渣層及砂卵漂石中，都是使用率非常高的[2]。并且利用泥漿固壁的方式，提出了沖擊鉆造孔的一種新方法，這不僅使得轉(zhuǎn)鉆孔技術(shù)存在的不足得以彌補(bǔ)，還擁有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)提高了成孔的效率，孔的斜度也容易控制。

2)漿液的滲透能力加強(qiáng)，能量的消耗則逐步減少。

3)加快了施工的進(jìn)度。

4)鉆孔工具消耗降低，機(jī)具的磨損也相對(duì)減少。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域的快速擴(kuò)張，使水利工程和水電工程對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用不僅可以用于松散的地層防止?jié)B漏，也可用于低水壩的壩基滲漏，還可以修補(bǔ)混凝土滲墻斷裂[3]。

3 改進(jìn)灌漿技術(shù)在新疆小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

雖然小型的水庫(kù)其庫(kù)容量不是很大，但是它在新疆省的水庫(kù)總數(shù)中占有很比重。如果水庫(kù)發(fā)生事故，就會(huì)直接危及到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，并且對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展也會(huì)帶來(lái)一定影響。因此，通過(guò)改進(jìn)灌漿技術(shù)解決水庫(kù)的除險(xiǎn)加固問(wèn)題就成為新疆省水利工作的一件大事。

3.1 采用限流的模式

灌漿技術(shù)工作人員可以將注入率以每分鐘10～15L的概率操作，從而使?jié){液以較快的速度沉淀下去。在速度逐步減小之后，在慢慢提升其注入的速度，但是要保持它的平穩(wěn)性，當(dāng)灌漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就可以停止操作了。

3.2 采用降低壓力的形式

這種方式主要用于依靠自流來(lái)進(jìn)行灌漿，一直在漿液成為凝固的狀態(tài)時(shí)，并且漿液不會(huì)在自行流動(dòng)，這時(shí)候可以將灌漿的壓力逐步提高，最后達(dá)到最開(kāi)始的狀態(tài)水平，之后就繼續(xù)按照原本的工序進(jìn)行操作。

3.3 采用數(shù)次灌漿進(jìn)行處理

數(shù)次灌漿也就是所謂的階段性灌漿，但并不是盲目，無(wú)控制，而是要按照特定的灌漿數(shù)量和灌漿時(shí)間作為依照，在達(dá)到最后的要求時(shí)就可以停止灌漿，之后過(guò)一段時(shí)間，再繼續(xù)進(jìn)行之前的工作。這樣數(shù)次灌漿之后就可以達(dá)到所要求的標(biāo)準(zhǔn)了。

3.4 采用改進(jìn)旋噴灌漿技術(shù)

改進(jìn)旋噴灌漿技術(shù)技術(shù)流程：

1)制作漿泥：使用的漿液要是密度在1.6～1.7g/m3的普通硅酸鹽水泥(425#)。高速攪拌機(jī)的攪拌時(shí)間應(yīng)>30s，而使用普通的攪拌機(jī)時(shí)應(yīng)>90s。進(jìn)行漿液篩選后，要定時(shí)的去檢測(cè)其漿液密度。

2)進(jìn)行鉆孔：這一操作工程中，首先要確定其施工的孔號(hào)以及所要求的樁位，之后要深度確認(rèn)按照設(shè)計(jì)所進(jìn)行的鉆孔程序，在鉆孔結(jié)束后，要達(dá)到孔深后測(cè)斜的標(biāo)準(zhǔn)。

3)試噴實(shí)驗(yàn)：在將噴射管放進(jìn)灌漿孔內(nèi)中之前，需要進(jìn)行地面的試噴，不能直接使用。噴頭要按照設(shè)計(jì)的深度放入，之后將符合規(guī)定的水、氣、漿放入，當(dāng)漿液溢出孔外后，提升到設(shè)計(jì)高度，同時(shí)要注意噴射時(shí)的記錄，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)定，準(zhǔn)確控制施工過(guò)程所要求的質(zhì)量。

4)改進(jìn)噴旋灌漿：在這一過(guò)程中，所要采用的噴旋技術(shù)為三重管噴射，這一環(huán)節(jié)中最重要的是要明確噴旋順序：①要固定旋噴機(jī)的位置；②要將噴管下放到預(yù)計(jì)中的孔的深度；③要將漿液回到孔口進(jìn)行反漿；④打開(kāi)高壓泵和空壓機(jī)；⑤旋噴開(kāi)始并逐步提升；⑥停止旋噴操作；⑦將孔口封閉，結(jié)束旋噴灌漿。這一步，也是最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

5)封閉孔口：當(dāng)場(chǎng)將制作好的漿液封住孔口。這種改進(jìn)噴旋灌漿技術(shù)與其他普通的灌漿技術(shù)相比，它具有以下自身的特點(diǎn)：①這種技術(shù)的成本較低；在施工操作過(guò)程中速度比普通的技術(shù)要快；而且它的可靠性也要較高。②這種灌漿技術(shù)是通過(guò)利用高速的水流運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)制性的改變土體形成另一種固結(jié)體，這種方式在覆蓋層中是一般不會(huì)出現(xiàn)可灌性等現(xiàn)象；③因?yàn)楦咚俣鹊膰娚渲辉谕馏w破碎的范圍內(nèi)實(shí)行，漿液就不容易流失，可以保證加固的范圍以及其固結(jié)體的形狀；它的噴射方式有兩種，水平方向和傾斜方向；最重要的是它具有環(huán)保作用，不會(huì)造成環(huán)境污染，噪聲污染和地下水污染。

4 結(jié) 語(yǔ)

新疆大多數(shù)水庫(kù)都是于20世紀(jì)60—70年代建設(shè)而成的，由于當(dāng)時(shí)各種條件的不成熟，比如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、技術(shù)條件差及施工方式落后都是產(chǎn)生病險(xiǎn)水庫(kù)的原因。多年運(yùn)行、管理不善、工程設(shè)施老化等因素導(dǎo)致了水庫(kù)滲漏、淤積嚴(yán)重,有時(shí)甚至發(fā)生垮壩事件。根據(jù)其產(chǎn)生病害的成因不同，其整治的方式也就不同。運(yùn)用傳統(tǒng)的常規(guī)加固方法，對(duì)于現(xiàn)在的病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固并不是都很實(shí)用，因此探索新技術(shù)，試驗(yàn)新方法，比如采用劈裂灌漿、高壓灌漿技術(shù)等。很多工程最后實(shí)踐證明,這些灌漿技術(shù)方法施工不僅簡(jiǎn)單,而且造價(jià)低,施工速度也快,水庫(kù)經(jīng)過(guò)常年的運(yùn)行,效果也是非常顯著。因此，這些具有針對(duì)性的水庫(kù)加固方式對(duì)于新疆乃至全國(guó)水庫(kù)的病害整治提供了非常好的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

[1]王小媚.小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固施工灌漿技術(shù)分析[J].江西建材,2013(05):162-163.

[2]柴敬軒.高壓擺噴灌漿技術(shù)在廟朱水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用[J].河南水利與南水北調(diào),2013(08):4.

[3]羅云清.劈裂式灌漿技術(shù)在中小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用[J].世界華商經(jīng)濟(jì)年鑒·城鄉(xiāng)建設(shè),2013(03):269.

1007-7596(2014)10-0213-02

2014-04-12

趙曉軍(1973-)，男，新疆烏魯木齊人，工程師。

TV543；TV697

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