【摘要】在水庫工程施工中,帷幕灌漿是十分常見的基礎(chǔ)施工技術(shù),本文首先介紹了幾種常見的帷幕灌漿施工技術(shù),然后以貴州省仁懷市埡石慶水庫工程為研究對(duì)象,對(duì)水庫工程帷幕灌漿施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)探究。以期為類似工程提供借鑒。
【關(guān)鍵詞】水庫工程;帷幕灌漿;質(zhì)量控制
1、引言
水庫工程在長期運(yùn)行狀態(tài)下,由于受到水流沖擊侵蝕作用,容易出現(xiàn)滲漏問題,如果水庫工程出現(xiàn)滲漏問題,則會(huì)直接影響整個(gè)水庫工程的穩(wěn)定性和安全性。因此,在水庫工程建設(shè)中,必須切實(shí)做好防滲工程施工。帷幕灌漿技術(shù)是水庫工程防滲處理的重要施工技術(shù),因此對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用方式進(jìn)行深入研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2、帷幕灌漿技術(shù)應(yīng)用原理
帷幕灌漿技術(shù)主要被應(yīng)用于水利工程大壩施工以及砂礫石地基施工中,其應(yīng)用原理為,對(duì)于縫隙以及通道,采用高壓灌注漿液的方式進(jìn)行封堵,隨著漿液的流動(dòng)以及凝固,漿液逐漸灌入巖土層縫隙中,能夠形成防滲帷幕,不僅能夠有效提升擋水建筑的防滲性能,而且還能夠起到很好的加固作用。通常情況下,在帷幕灌漿施工過程中,帷幕頂部能夠與大壩工程底板進(jìn)行有效連接,帷幕底部深入巖土層中,從而形成相對(duì)密封的、沒有搭接的防滲體。近年來,帷幕灌漿施工技術(shù)日漸完善,并逐漸得到廣泛推廣和應(yīng)用。
3、帷幕灌漿施工技術(shù)概述
3.1 自上而下分段灌漿法
在水利工程施工中,有些巖層地質(zhì)條件比較差,存在裂縫數(shù)量較多,滲漏問題比較嚴(yán)重,對(duì)此,可以采用自上而下的分段灌漿施工技術(shù),即根據(jù)由上至下的順序,分段鉆孔灌漿。在實(shí)際施工過程中,采用由上至下的鉆孔灌漿施工方法,不會(huì)產(chǎn)生過多廢料,而且有利于對(duì)施工資源進(jìn)行科學(xué)合理的配置。另外,灌漿塞安裝在底部,因此在灌漿施工過程中,漿液不會(huì)從孔洞中溢出,隨著漿液的流動(dòng)和凝固,能夠有效填補(bǔ)裂隙,提高帷幕防滲能力。除此以外,采用自上而下的鉆孔灌漿施工技術(shù),還能夠有效增加灌漿壓力,確保漿液能夠注入預(yù)計(jì)補(bǔ)強(qiáng)部位,由于空洞內(nèi)壓力均勻,因此不會(huì)發(fā)生坍塌事故。但是,這種自上而下的鉆孔灌漿施工技術(shù)也有一定的應(yīng)用缺陷,比如施工工序復(fù)雜,對(duì)于每個(gè)孔洞,都需要進(jìn)行鉆孔灌漿,施工完成后才可以進(jìn)行下一個(gè)鉆孔灌漿施工,因此施工周期比較長,而且在孔洞斜度的控制難度比較大。
3.2 自下而上分段灌漿法
在水利工程施工中,有些地層的裂隙比較少,并且?guī)r石條件比較好,對(duì)此,可以采用從下至上的分段灌漿施工技術(shù)。其在實(shí)際應(yīng)用中,首先需要根據(jù)工程設(shè)計(jì)方案中的鉆孔深度進(jìn)行鉆孔施工,然后從下至上進(jìn)行灌漿施工。這種灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在施工周期比較短,與自上而下的灌漿施工技術(shù)相比,不需要停工待漿液凝固后再繼續(xù)灌漿,而且鉆孔與灌漿施工之間不存在交叉作業(yè)問題,因此施工快速。但是,這種灌漿施工技術(shù)也有其應(yīng)用缺陷,在漿液灌注施工過程中,容易受到裂縫因素的影響,另外,灌漿壓力控制難度較大。
3.3 綜合分段灌漿法
在水利工程施工中,有些施工段的地質(zhì)條件比較復(fù)雜,對(duì)此,可以應(yīng)用綜合分段灌漿施工技術(shù),即將上述兩種灌漿施工技術(shù)相結(jié)合。在實(shí)際施工中,可以將其應(yīng)用于部分透水性穩(wěn)定性較差以及巖層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的灌漿孔施工中,施工效果比較好。
3.4 孔口封閉自上而下灌漿法
這一灌漿施工技術(shù)指的是在實(shí)際施工過程中,首先封閉灌漿口,然后采用自上而下的灌漿方法進(jìn)行施工,在灌漿施工中不需要停工待漿液凝固。這一施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)為施工方式便捷,灌漿周期比較短,在實(shí)際施工過程中不需要等待,施工效率比較高,另外,鉆孔比較小,可以進(jìn)行重復(fù)灌漿,因此施工質(zhì)量比較高。
4、水庫工程帷幕灌漿施工實(shí)例
4.1 工程概況
貴州省仁懷市埡石慶水庫正常蓄水位937.00m,相應(yīng)庫容438萬m3,總庫容507萬m3,興利庫容397萬m3。該水庫為?。?)型,工程等別為Ⅳ等,水庫樞紐區(qū)擋水建筑物、泄水建筑物、取水兼放空建筑物為4級(jí)建筑物,次要建筑物為5級(jí)建筑物,臨時(shí)建筑物為5級(jí)建筑物。貴州省仁懷市埡石慶水庫工程灌漿工程施工分基礎(chǔ)固結(jié)灌漿與防滲帷幕灌漿。
4.2 帷幕灌漿施工前準(zhǔn)備工作
4.2.1 帷幕定位
在進(jìn)行帷幕灌漿施工前,技術(shù)人員首先需要經(jīng)過現(xiàn)場勘查,綜合考慮工程設(shè)計(jì)方案以及施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行鉆孔測量放樣。在帷幕關(guān)鍵施工過程中,只有確定鉆孔位置才能夠保證工程建設(shè)的順利完成,這就要求技術(shù)人員在施工現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)勘察,并準(zhǔn)確定位。另外,還需要注意的是,灌漿孔的位置是由地質(zhì)條件以及水頭所決定的,通常情況下,帷幕灌漿孔距一般在2~3m之間。在本工程中,帷幕灌漿按主、副帷幕共雙排設(shè)計(jì),帷幕孔序?yàn)?序,其中一序孔距12m,二序孔距12m,三序孔距6m。
4.2.2 鉆孔
在鉆孔施工中,施工人員必須根據(jù)工程設(shè)計(jì)方案確定鉆孔位置,并對(duì)孔位偏差以及孔斜率進(jìn)行有效控制。在本工程施工中,孔徑為110mm,終孔孔徑為91mm,另外,抬動(dòng)觀測孔孔徑為Φ91mm。鉆機(jī)在鉆進(jìn)過程中,孔內(nèi)情況應(yīng)詳細(xì)記錄,包括巖性實(shí)際變化情況、鉆孔轉(zhuǎn)速、回水失水、孔洞涌水、塌孔、結(jié)構(gòu)面等等。除此以外,需要注意的是,在鉆進(jìn)施工過程中,可能會(huì)遇到塌孔或者掉塊問題,在這種情況下,鉆孔施工難度比較大,對(duì)此,首先需要進(jìn)行灌漿施工,然后再鉆孔施工,在鉆孔施工過程中,如果出現(xiàn)涌水問題,則應(yīng)該及時(shí)查明問題產(chǎn)生原因,然后采取有效的處理措施,最后再進(jìn)行鉆進(jìn)施工。
4.2.3 壓水試驗(yàn)
在帷幕灌漿施工過程中,如果采用自上而下進(jìn)行灌漿施工,則對(duì)于各個(gè)灌漿段,都應(yīng)該進(jìn)行壓水試驗(yàn),在此過程中可以結(jié)合裂隙沖洗技術(shù)。在進(jìn)行壓水試驗(yàn)時(shí),壓水時(shí)間一般為20min,并且壓水壓力應(yīng)該控制在1MPa之間,除此以外,在壓水過程中,每5min都需要對(duì)壓入流量進(jìn)行測量,另外還應(yīng)該根據(jù)壓水成果指導(dǎo)灌漿。在進(jìn)行壓水試驗(yàn)(先導(dǎo)孔壓水試驗(yàn)及普通灌漿孔的簡易壓水試驗(yàn)),在鉆孔底層殘留巖屑量應(yīng)該控制在20cm以內(nèi),在沖洗施工過程中,如果返清水,并且肉眼觀察沒有沉淀物,則既可完成沖洗施工。
4.2.4 漿液準(zhǔn)備
在水庫工程帷幕灌漿施工中,水泥材料是十分重要的灌漿材料,常用水泥材料包括普通水泥、超細(xì)水泥、磨細(xì)水泥等等。在帷幕灌漿施工中,一般選用普通水泥,如果有特殊需要,則可以選用磨細(xì)水泥或者超細(xì)水泥,這樣能夠有效擴(kuò)大灌漿擴(kuò)散半徑,并且有效增加水泥材料貫入量。
4.3 帷幕灌漿施工
灌漿方法采用自上而下分段灌漿注入法,段長一般5~6m,先導(dǎo)孔采用自上而下分段卡塞壓水、然后采用自下而上分段卡塞灌漿施工,灌漿采用高壓孔口封閉器。漿液濃度改變條件如表1所示,漿液濃度的變換標(biāo)準(zhǔn)要遵循由稀到濃的原則、逐漸改變,全孔灌漿結(jié)束時(shí),套管上拔0.3m,采用濃漿復(fù)灌一次,漿液變換原則要嚴(yán)格按照《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》(SL62-2014)嚴(yán)格執(zhí)行。
4.4 封孔
灌漿結(jié)束后,要進(jìn)行封孔,這是帷幕灌漿技術(shù)實(shí)施中的最后一步,當(dāng)灌漿孔和檢查孔以此灌漿結(jié)束后,即可進(jìn)行封孔。封孔時(shí)講究一定的方法,工程中常采用置換和全孔壓力灌漿封孔法,這種方法應(yīng)用原理為,當(dāng)終孔段灌漿結(jié)束后,首先將孔內(nèi)余漿置換成比例為0.5:1的濃漿,然后,使用全孔壓力灌漿將孔口封閉,封孔時(shí)所用的壓力值與該孔灌漿的最大壓力相等,其灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)與常規(guī)段次相同,封孔結(jié)束后,將孔口部分使用0.5:1的水泥砂漿填滿、搗實(shí)、抹平。
5、結(jié)語
綜上所述,帷幕灌漿施工技術(shù)包括自上而下分段灌漿技術(shù),自下而上分段灌漿技術(shù),綜合分段灌漿技術(shù)等等。本文以貴州省仁懷市埡石慶水庫工程為研究對(duì)象,對(duì)自上而下分段灌漿注入技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)探究。在帷幕灌漿施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中,需要結(jié)合工程實(shí)際情況合理選擇施工材料,同時(shí)制定科學(xué)合理的施工方案,在施工過程中也應(yīng)該加強(qiáng)施工質(zhì)量控制,這樣才能夠有效保證工程建設(shè)質(zhì)量。
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