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        水工大壩灌漿技術探索

        2015-10-29 07:36:38余瑞麗
        建材與裝飾 2015年7期
        關鍵詞:帷幕水工壩體

        余瑞麗

        (云南省水利水電勘測設計研究院 云南 昆明 650000)

        水工大壩灌漿技術探索

        余瑞麗

        (云南省水利水電勘測設計研究院云南昆明650000)

        隨著我國水利工程規(guī)模的增大、數量的增多,且在施工技術不斷提高的情況下,水利工程的質量有了很大程度的提升,其中灌漿技術是水工建筑物地基處理中常用的施工工藝,對提高水工建筑的地基穩(wěn)定性和牢固性起到了積極的促進作用。本文主要分析水工大壩灌漿的重要性和施工技術要點。

        水工大壩;灌漿技術;重要性

        引言

        就目前而言,在水利工程建設中,地基不穩(wěn)問題經常出現,給工程質量造成很大影響,這就需要借助灌漿技術對地基進行加固,在提高其穩(wěn)定性的同時,最大限度的提高其防滲透能力,為提高水利工程的質量奠定堅實的基礎。水庫大壩灌漿,是一項特別復雜的系統(tǒng)工程,在具體實踐過程中,需要綜合考慮諸多方面的因素,結合工程具體情況,嚴格按照相關的規(guī)定和要求進行施工,保證工程的施工質量。

        1 水工大壩工程中灌漿施工的重要性

        在水工大壩施工中,為減少地基失穩(wěn)問題的出現,經常需要對地基進行加固處理,為水利工程的發(fā)展創(chuàng)造穩(wěn)定安全的環(huán)境,這就需要借助先進的施工工藝,其中,灌漿技術就是加固水工大壩的有效措施。灌漿對水工大壩的建設起著積極的促進作用:①灌漿具有填充作用,填充物多是由漿液凝結而成的結石,填充起地層的空隙,以有效的阻值水流從地層的通過,大大提高了地層的密實度和強度;②灌漿有密實作用,在灌漿過程中,需要將漿液壓入地層,地層就會受到巨大的擠壓作用,進而對細小的裂縫和空隙產生一定的擠壓填充作用,大大提高了地層的密實度和力學性能;③灌漿有粘合作用,漿液是實施灌漿技術的主要材料,具有較高的膠凝性,這樣就可以將地層中的巖塊和建筑裂縫等進行有效的粘結,大大提高地基的承載能力。此外,灌漿具有固化作用,漿液中的某些材料可以與地層中的土壤發(fā)生化學反應,形成具有較強牢固性的類巖體,對提高整個地層的密實度和堅固性有著積極的促進作用。可見,灌漿技術在水工大壩的施工中具有十分重要的意義,是提高大壩質量的有效手段。

        2 水工大壩灌漿技術的類型和特點

        2.1帷幕灌漿

        帷幕灌漿可采用兩種施工方法,分別為自上而下、自下而上,其施工工藝見圖1,灌漿接觸段可以設置成2m,其余的段設置成5m為一個階段進行施工,如果碰到特殊情況,可以根據施工現場的實際情況,對段進行適當的增減,但是不能超過1.0m。在巖基段進行固結灌漿孔的施工,孔之間的距離不得小于6m,使用全孔一次灌漿的方法進行;超過6m時,需要在監(jiān)理總工程師和參建各方負責人的指示下進行施工。進行帷幕灌漿施工時,需要使用孔內循環(huán)方式的分級升壓方式進行施工,在距離灌漿段底部0.5m處塞上灌漿塞,防止漏漿現象的出現。

        圖1 帷幕灌漿施工方式

        2.2固結灌漿

        固結灌漿施工技術和水工大壩施工中是常用的,這種施工方法多與其它施工方法結合起來使用。其主要目的是加固基巖,以提高其強度和整體性,減少巖基壓縮變形,固結灌漿往往在壩基上游或下游1/3底寬范圍內進行一群低壓淺孔(一般孔深3~8m)灌漿,見圖2。固結灌漿孔由于鉆孔淺,一般均為直孔,可采用風鉆或淺孔鉆鉆進。固結灌漿的沖洗方法可分為單孔沖洗和群孔沖洗。整個過程在大的壓力下進行,以便將裂隙中的充填物向遠處推移或壓實,但要防止巖層抬動變形。固結灌漿前,選擇有代表性的孔作壓水試驗,壓水試驗孔數為總孔數的50%,壓水試驗壓力可采用0.3MPa逐漸增大至規(guī)定壓力,在規(guī)定的壓力下,每5min測一次壓入流量,滿足下列條件之一,試驗即可結束,且以最終流量值為計算流量。固結灌漿施工,因無先導孔,故僅是每一灌漿段在灌漿前做簡易壓水試驗即可。

        2.3模袋灌漿和雙漿液灌漿

        模袋灌漿和雙漿液灌漿對加固地基,防治大壩滲漏問題具有十分好的效果。在模袋的作用下,水泥漿中的水分會析出,水泥顆粒仍然留在袋內,降低了水灰比,提高了固結強度,進而為灌漿質量的提高創(chuàng)造了有利的條件,為了更好的保證灌漿的質量,需要選擇合適的模袋,一般采用的是尼龍、聚丙烯等材料的工藝織品。雙漿液灌漿也是解決特大通道漏水的現象,這既是一種化學灌漿方法,又是一種控制灌漿的方法,即將水泥漿液和速凝劑分別從兩個管內注入,使其進入混合器,兩者充分混合以后進入孔底,進而增加防滲漏效果。此外,為了有效的提高灌漿的可靠性,需要對漿液的擴散距離進行有效的控制,在保證不浪費材料的基礎上,最大限度的增加防滲體的強度。

        圖2 固結灌漿和帷幕灌漿

        3 結合實例對水工大壩灌漿技術進行具體分析

        3.1工程概況

        某水庫樞紐工程在當地經濟發(fā)展中起到十分重要的作用,其基本情況如下:組成部分包括大壩、泄洪表孔和防水鋼閘三個組成部分,應用漿砌石重力墻式干砌石壩,最大壩高為25m,壩頂長度和寬度分別為50m和5m,上游壩坡和下游壩坡分別為1:0.1和1:0.6。壩體上游為漿砌石重力墻,頂寬和底寬分別為2m和4.5m,下游面為漿砌石壩殼,厚度為1m,有干砌毛石和砂礫石填隙存在于上游重力墻和下游壩殼之間。壩頂和壩上游則是混凝土防滲面板。壩體內的毛石砌體填筑較為松散,存在著較大的空隙,有著較強的透水性。

        3.2水工大壩灌漿施工方案

        在本工程中,一共對66個壩體固結灌漿孔和35個帷幕灌漿孔進行了布置,因為在基巖和坡積土中,有著較為成熟的帷幕灌漿技術,制定了相關的技術規(guī)范,因此,本文主要探討了干砌毛石壩體固結灌漿技術。

        3.3施工技術要點

        結合本工程的實際工程特點,其固結灌漿施工技術如下:①灌漿孔的布置:將兩排灌漿孔布置于壩頂,沿著壩軸線方向布置,第一排孔和大壩上游面的距離為3.5m,和第一排距離為2m的地方,對第二排孔進行布置,孔間距嚴格控制在2m左右,布置形狀為梅花形。②灌漿材料:在漿液方面,利用水泥砂漿來灌注固結;搭配采用了水泥砂漿和酸鹽水泥;將中細沙應用進來,含泥量在5%以下;按照飲用水的標準,來選擇拌和用水;在外加劑方面,結合具體情況,將速凝劑和減水劑等添加進來,嚴格依據灌漿試驗來對添加量進行控制,加入時候,選取的都是水溶液狀態(tài),用量要比4%的干料重量更小。③灌漿壓力:嚴格控制灌漿壓力,避免有變位問題出現于灌漿層頂和下游壩殼,并且不會掀動壩體漿砌石,孔口壓力需要保證在0.05MPa以下。④灌漿結束條件:當不吸漿,或者最終吸漿量在1.5L/min以下,經過0.5h左右的延續(xù),灌漿作業(yè)就可以結束。此外,不管有多大的壓力,只要灌入的干料達到了每米兩噸,本段灌漿作業(yè)就可以結束。完成了全孔灌漿作業(yè)后,封孔工序需要及時進行,通常情況下,利用水泥砂漿來進行封孔。⑤質量檢查:灌漿結束28d之后,需要將檢查孔鉆于基本孔之間,按照5%基本孔的數量來控制孔數,孔深需要比灌漿孔深度略大。灌漿后,砌體孔隙率需要在10%以內,結石體強度需要比M7.5水泥砂漿強度大。

        3.4大壩防滲加固處理措施

        為了防止?jié)B漏的出現,還需對本工程進行防滲處理,對此,可結合工程特點來操作,因為壩體上游只有較為單薄的漿砌石重墻,它的抗滑和抗傾安全系數與斷面強度與規(guī)范要求不相符合,壩基也沒有對防滲帷幕進行設置,則需要進行防滲加固處理。具體的方案是這樣的:固結灌漿處理壩體內重力墻后的干砌毛石,促使?jié){砌石墻斷面尺寸得到增大,墻身強度和墻體穩(wěn)定性得到顯著提升。帷幕灌漿處理壩基巖石和右壩肩坡積土,這樣壩體滲漏和壩基滲漏的問題得到有效解決,并且壩體抗滑穩(wěn)定性得到顯著提升。

        4 結束語

        綜上分析,在水工大壩施工種,灌漿技術對保證施工質量具有十分重要的作用,直接關系著大壩的穩(wěn)固性和防滲性能,因此,需要加強對這一先進工藝的重視和探討,結合施工的需要采取合適的灌漿方法,以達到預期的效果。

        [1]徐龍元.淺析水工建筑中水庫大壩灌漿施工及防滲加固處理探究[J].建筑工程技術與設計,2013(12):56.

        [2]莫文平.著重探討灌漿施工技術在水庫大壩除險加固工程中的應用[J].中華民居(旬刊),2011(15):308~309.

        [3]李欽智.淺談某水庫大壩灌漿施工技術及其質量控制[J].科技與生活,2010(14):33.

        TV543

        A

        1673-0038(2015)07-0169-02

        2015-1-26

        余瑞麗(1987-),女,蒙古族,云南宣威人,助工,本科,主要從事水工設計方面的工作。

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