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        水利水電工程地基防滲帷幕灌漿法研究

        2017-01-14 03:26:00于仲離
        環(huán)球市場(chǎng) 2016年23期
        關(guān)鍵詞:序孔壩基帷幕

        于仲離 宣 焱

        中國(guó)水利水電第一工程局有限公司 遼寧省大連市旅順口區(qū)中水山莊基礎(chǔ)工程分局

        水利水電工程地基防滲帷幕灌漿法研究

        于仲離 宣 焱

        中國(guó)水利水電第一工程局有限公司 遼寧省大連市旅順口區(qū)中水山莊基礎(chǔ)工程分局

        近些年來,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,筑壩技術(shù)水平不斷提高,越來越多的高壩逐漸呈現(xiàn)在人們的視野之中。壩體高度的增加迫使兩岸及壩基帷幕灌漿的深度越來越大。這樣一來,對(duì)帷幕灌漿的鉆孔就提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。鉆孔越深,地質(zhì)條件就會(huì)越復(fù)雜,鉆機(jī)客觀存在的機(jī)械誤差也會(huì)越來越大,最終很可能導(dǎo)致鉆孔實(shí)際位置偏離設(shè)計(jì)位置較多,帷幕底部將變得參差不起,不能起到應(yīng)有的防滲效果。本文針對(duì)帷幕灌漿設(shè)計(jì),提出了合理的設(shè)計(jì)方案,有效地解決了搭接處的帷幕削弱問題。

        水利水電;帷幕灌漿;技術(shù)應(yīng)用

        隨著社會(huì)的發(fā)展,成功地修建了許多水利水電工程。但由于地質(zhì)條件復(fù)雜或勘察研究不夠,出現(xiàn)了一些病險(xiǎn)漏庫(kù)。在各種巖溶滲漏水庫(kù)中,又以淺切型巖溶縱向河谷地區(qū)壩基的滲漏問題最為普遍和最為嚴(yán)重。因此,對(duì)這些病漏水庫(kù)的再勘察及加固處理也就成為水利水電工程地質(zhì)研究的一項(xiàng)重任。

        1 工程概況及主要地質(zhì)情況

        瓜峪水庫(kù)位于山西省河津市境內(nèi)汾河支流瓜峪河上,水庫(kù)控制流域面積145km2,壩型為堆石混凝土重力壩,最大壩高68.5m,水庫(kù)總庫(kù)容250萬m3。大壩壩址位于瓜峪河碳酸鹽巖峽谷區(qū),距峽谷區(qū)出口約3.62km。壩址區(qū)河道呈“S”型,壩址選在云頭堡左側(cè)河流順直地段,云頭堡是右岸宏厚山體的一個(gè)凸出山梁,左岸為凹岸,兩岸山頂高程逐步抬高至850m以上。壩址巖層產(chǎn)狀N25°E/ NW∠5°,傾向下游,無斷裂構(gòu)造,地質(zhì)構(gòu)造以高傾角長(zhǎng)大裂隙密集帶及節(jié)理裂隙為主。

        2 滲漏原因分析

        對(duì)大壩壩體填筑土采取原狀樣作室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn),經(jīng)對(duì)試驗(yàn)成果進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)后得出大壩壩體填筑土壓密度指標(biāo)見表1。

        表1 大壩填筑土①2壓密性指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

        由表1看出,大壩填筑土①2壓實(shí)度為84.5%。不符合《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》(SL189-96)提出的中小型土壩壓實(shí)度為95%~97%的要求,壩體密實(shí)度欠佳。取大壩壩體原狀土樣作室內(nèi)土工試驗(yàn)成果結(jié)果,壓縮系數(shù)0.17~0.25MPa-1,平均值為0.21MPa-1;壓縮模量7.2~11.4MPa,平均值為9.1MPa。鉆孔實(shí)測(cè)浸潤(rùn)線水位見表(略)。對(duì)壩體填筑土①2層進(jìn)行鉆孔注水試驗(yàn),注水試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)見表(略)。由上述數(shù)據(jù)分析大壩滲漏原因是建壩時(shí)接觸了帶填土含較多風(fēng)化石,分層過厚,碾壓不緊,引起的滲漏。

        3 帷幕灌漿施工技術(shù)

        3.1 帷幕灌漿施工程序

        施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→抬動(dòng)孔鉆孔及觀測(cè)裝置安裝→下游排先導(dǎo)孔鉆孔、壓水、灌漿及封孔→下游排I序孔施工→下游排II序孔施工→下游排III序孔施工→上游排I序孔施工→上游排II序孔施工→上游排III序孔施工→檢查孔施工

        3.2 施工工藝

        1)帷幕灌漿范圍

        工程勘察地質(zhì)資料表明,壩址處地下水位比壩基低20m左右,為減少壩基滲漏,降低滲透壓力,提高壩基抗滑穩(wěn)定性,在壩軸線上游2.2m處壩基設(shè)置防滲帷幕,帷幕伸入地下水位以下1―2m。帷幕灌漿設(shè)計(jì)底高程617m,壩基最大灌漿深度為21.5m。為減少左、右岸繞壩滲漏,在大壩左、右壩肩設(shè)置防滲帷幕,左壩肩帷幕灌漿范圍為大壩0-004.00―大壩0+031.00,右壩肩帷幕灌漿范圍為大壩0+055.00―大壩0+095.00,左、右壩肩灌漿頂高程為707.00m,底高程為617.00m,壩肩最大灌漿深度達(dá)81.80m。壩肩及壩基帷幕灌漿孔均設(shè)一排,孔距2.0m。施工時(shí)帷幕灌漿按分序加密的原則分三序進(jìn)行。

        2)灌漿鉆孔

        1.灌漿鉆孔。采用回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)和金剛石鉆頭鉆進(jìn),但溶洞情況復(fù)雜,采用常規(guī)鉆孔的經(jīng)過多種方案比較,最后采用套管跟進(jìn)的方法較好地解決了鉆孔困難的問題。

        2.沖洗灌漿孔。在灌漿前應(yīng)進(jìn)行孔壁與裂隙沖洗,孔內(nèi)沉積厚度不超過在斷層,大裂隙等地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū),是否需要進(jìn)行裂隙沖洗以及如何沖洗,應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)確定。

        3.制漿。采用集中制漿,分部位供漿,漿液濃度采用標(biāo)準(zhǔn)漏斗粘度計(jì)檢測(cè),要求漏斗粘度小于細(xì)度主要采用沉降法,用激光粒度儀校核,要求每10t水泥檢測(cè)1次。

        4.灌漿。漿液配比與變換參照帷幕灌漿的施工要求按以上要求及規(guī)范要求的特殊情況處理。灌漿施工后灌漿仍無法結(jié)束,采用限量灌注,待凝、掃孔復(fù)灌,仍無法結(jié)束灌漿的,灌漿方法原則上采用巖溶堵漏實(shí)施方案,視情況采用灌注砂漿或雙管雙液灌注。

        5.灌漿壓力。灌漿壓力以孔口回漿管處壓力表指示為準(zhǔn),開灌后如無特殊情況,應(yīng)盡快將灌漿壓力調(diào)至設(shè)計(jì)壓力灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)與封孔方法灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn),在規(guī)定壓力下如灌漿段單孔的吸漿量小于繼續(xù)灌注、灌漿即可結(jié)束,灌注砂漿或雙管雙液灌注的灌漿壓力及結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)要求,方可結(jié)束灌漿,在設(shè)計(jì)壓力下,注入率小于時(shí)延續(xù)灌注時(shí)間不少于灌漿全過程中。

        3)灌漿質(zhì)量控制

        灌漿所用水泥須有廠家質(zhì)保書,且按規(guī)定復(fù)檢合格,水泥保持新鮮無結(jié)塊,出廠超過三個(gè)月的水泥不得使用。

        孔壁沖洗和脈動(dòng)裂隙沖洗工作直接影響灌漿質(zhì)量,沖洗和脈動(dòng)裂隙沖洗結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

        每臺(tái)灌漿設(shè)備安裝自動(dòng)計(jì)量裝置,控制灌入量。壓水試驗(yàn)認(rèn)真檢查有無鄰孔,特別是在鉆進(jìn)的孔段,如果發(fā)現(xiàn)串通,正在施工的鉆孔停鉆,沖洗、下管阻塞。

        結(jié)束語

        水利水電灌漿的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮地質(zhì)條件的復(fù)雜性,根據(jù)建筑物的使用功能及規(guī)模,選擇有代表的試驗(yàn)地段確定合理的灌漿參數(shù),用試驗(yàn)來指導(dǎo)施工。水利水電灌漿的施工困難較大,不可預(yù)見的因素多于施工單位的經(jīng)驗(yàn),對(duì)工藝的選擇,施工技術(shù)水平的好壞將直接影響工程的成敗。

        [1]王聰.帷幕灌漿技術(shù)在大藤峽水電站導(dǎo)流圍堰工程中的應(yīng)用研究[D].吉林大學(xué),2016.

        [2]薛千明.防滲灌漿在水利水電工程中的應(yīng)用及招標(biāo)承包方式分析[D].吉林大學(xué),2004.

        [3]李柏霖.帷幕灌漿施工技術(shù)在水利水電工程施工中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2016,07:229.

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