摘 要:水利工程中的灌漿施工工藝按照不同劃分可以分成很多種,帷幕灌漿法的施工工藝要點(diǎn)非常多,施工工藝決定了水利工程的施工質(zhì)量和施工成本,起到了整體施工的核心作用。本文通過(guò)實(shí)際案例解析了水利工程帷幕灌漿施工工藝,研究總結(jié)了各項(xiàng)施工要點(diǎn),對(duì)同行業(yè)研究人員和水利工程行業(yè)工作人員均具有很強(qiáng)的參考價(jià)值。
中圖分類(lèi)號(hào):TV543.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1004-7344(2018)36-0165-02
1 前 言
使用一些可以原本狀態(tài)為流動(dòng)態(tài),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間可凝固成固態(tài)的物質(zhì)灌進(jìn)水利工程的裂縫中,以達(dá)到增加整體穩(wěn)定性能,減少因裂縫引起的水利工程整體或局部的倒塌危險(xiǎn),即為灌漿法。劈裂灌漿、壓密灌漿、電動(dòng)化學(xué)灌漿等均為灌漿法的常用方法。劈裂灌漿和充填灌漿到土壩(堤防)防滲、加固到帷幕灌漿再到壩基抗?jié)B。劈裂灌漿適用于處理范圍較大,壩后坡侵潤(rùn)線出逸點(diǎn)過(guò)高,發(fā)生洇濕或滲透破壞現(xiàn)象。壩體分段分層填筑施工質(zhì)量差的部位,是帷幕灌漿的重點(diǎn)施工位置,只有將這類(lèi)施工質(zhì)量差或施工重點(diǎn)位置加強(qiáng)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的建筑。
2 水利工程帷幕灌漿施工工藝
水利工程的大壩整體以及周?chē)慕ㄖ锘驑?gòu)筑物結(jié)合不到一起,存在空隙和滲水通道,壩體內(nèi)存在洞穴也是局部軟弱的位置,此類(lèi)位置是加強(qiáng)水利工程施工的重點(diǎn)位置,帷幕灌漿是重要的解決方法,實(shí)際工程中應(yīng)采取不同的漿液,根據(jù)不同的情況選擇灌入合適的漿液,以使水利工程的裂縫得到修補(bǔ),形成防滲帷幕,壓水試驗(yàn)壓力見(jiàn)表1。
基礎(chǔ)進(jìn)行帷幕灌漿,防滲帷幕位于防滲槽底部,壩軸線位置,單排布置,孔距2m,灌漿法的深孔在隔水層的位置應(yīng)處于(q≤5Lu)以下5m,并向水利工程的左右兩邊開(kāi)始伸展到隔水與不隔水的兩邊的交界處;壩基防滲槽位置要求開(kāi)挖至強(qiáng)風(fēng)化基巖下部,其余部位要求挖除表層松散土層,厚度約1m;1#副壩:大壩基礎(chǔ)要求置于弱風(fēng)化基巖上,并進(jìn)行固結(jié)灌漿和帷幕灌漿;固結(jié)灌漿孔深入基巖5m和8m,孔中心距3m,梅花形布置;防滲帷幕單排布置,孔距2m,灌漿孔深入相對(duì)隔水層(q≤5Lu)以下5m,并向左右兩邊開(kāi)始伸展到隔水與不隔水的兩邊的交界處,壩基灌漿一般按照先固結(jié)、后帷幕的順序進(jìn)行;固結(jié)灌漿:堰體基礎(chǔ)混凝土2m,鉆孔的次序應(yīng)逐漸加密。
灌漿采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥作為加固劑,其質(zhì)量與相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)必須符合相關(guān),并具有經(jīng)過(guò)水泥的開(kāi)采過(guò)程的相關(guān)合格證書(shū),確保在有效期內(nèi)使用;水泥細(xì)度要求80μm方孔篩余量小于5%,每隔15d左右應(yīng)進(jìn)行一次細(xì)度檢測(cè)。截滲槽驗(yàn)收后由測(cè)量工程師按照設(shè)計(jì)圖樁號(hào)放樣的誤差不能夠超出10cm;使用過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常檢查、校對(duì)壓力計(jì),檢查回漿管路上的壓力表讀數(shù)和記錄儀顯示的壓力值是否一致。壓力誤差不得大于5%,否則應(yīng)查明原因并校正。物探測(cè)試孔、帷幕先導(dǎo)孔、質(zhì)量檢查孔鉆孔時(shí)應(yīng)取芯;先導(dǎo)孔、物探測(cè)試孔取芯獲得率要求達(dá)80%以上,質(zhì)量檢查孔90%以上。每一鉆進(jìn)回次取出的巖芯從巖芯管退出時(shí),不可猛烈敲擊。按從孔口到孔底的順序?qū)r芯依次排放在巖芯箱內(nèi),并用巖芯牌隔開(kāi)。凡長(zhǎng)度超過(guò)5cm的巖芯,按順序統(tǒng)一編號(hào)。每孔巖芯應(yīng)及時(shí)進(jìn)行巖芯描述,并繪制柱狀圖。巖芯一般不需永久保存,業(yè)主工程師有特殊要求的巖芯應(yīng)保存、攝影、存檔。巖芯順序自左而右、自上而下列放。單孔多箱時(shí),巖芯箱自下而上編號(hào)存放。裂隙沖洗:接觸段必須進(jìn)行裂隙沖洗;單孔用壓力水脈沖方式?jīng)_洗,串通孔用風(fēng)水輪換沖洗;水壓會(huì)不大于水利工程的最大壓力的80%,但不超過(guò)1MPa;風(fēng)壓會(huì)不大于水利工程的最大壓力的50%,但不超過(guò)0.5MPa;沖洗的壓力不大于水利工程的最大壓力的30%,整體耗時(shí)不少于30min,串通孔不少于2h。
對(duì)于水利工程中的帷幕灌漿法沖洗過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)章操作進(jìn)行,例如不及時(shí)清洗會(huì)產(chǎn)生額外的水泥漿附著在水利工程上,對(duì)水利工程的應(yīng)用和維護(hù)會(huì)產(chǎn)生影響,嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生附加的荷載,對(duì)水利工程產(chǎn)生額外的負(fù)擔(dān),此類(lèi)施工情況會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。首先清洗裂縫過(guò)程中不能采用水壓超過(guò)灌漿最大承受壓力的50%,否則會(huì)對(duì)裂縫內(nèi)的灌漿產(chǎn)生沖擊作用,破壞裂縫封堵的最初作用。沖洗后24h內(nèi)必須進(jìn)行灌漿,否則應(yīng)重新進(jìn)行沖洗。當(dāng)沖洗的灌頭旁邊周?chē)霈F(xiàn)已經(jīng)灌漿完畢或正在關(guān)鍵點(diǎn)水利工程孔,則不能使用沖洗的方法操作。沖孔用風(fēng)必須經(jīng)過(guò)油水分離器過(guò)濾。常規(guī)固結(jié)灌漿采用普通水泥漿液灌注;制漿工藝流程:配漿→高速攪拌-普通攪拌-送漿-現(xiàn)場(chǎng)灌漿用;普通制漿機(jī)攪拌時(shí)間大于3min,制備至用完不超過(guò)4h;外加劑摻量要求準(zhǔn)確稱(chēng)量,如為固相外加劑,應(yīng)先將外加劑和水溶液按配比充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笤偻度胨喟柚瞥蓾{材;如為液相外加劑,在水和水泥充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?,可直接加入制漿桶內(nèi)進(jìn)行攪拌。固結(jié)灌漿第1段以下各段的灌漿壓力按下式計(jì)算:
P=P0+ah
其中:P為水利工程的灌漿段最大承受壓力,P0為第1段的灌漿壓力;h為阻塞器栓塞以下的基巖段長(zhǎng);a為取決于巖石破碎情況的系數(shù),一般可取0.05,斷層發(fā)育帶、破碎帶和強(qiáng)透水地帶可取0.025。
3 帷幕灌漿施工影響因素
在水利工程的帷幕灌漿具體操作時(shí)以壓水試驗(yàn)壓力為基礎(chǔ),以0.05MPa逐級(jí)升壓,當(dāng)注入率大于30L/min時(shí),用比重計(jì)檢測(cè)時(shí),必需將比重計(jì)擦干凈。首先先將水灰比0.6:1或0.5:1的濃漿制作完畢,再將水利工程的灌漿塞設(shè)置在孔口進(jìn)行只做壓灌漿封孔,封孔時(shí)間不小于30min;裂隙沖洗:接觸段必須進(jìn)行裂隙沖洗;單孔用壓力水脈沖方式?jīng)_洗,串通孔用風(fēng)水輪換沖洗;水壓一般采用灌漿最大承受壓力的80%,不能大國(guó)1MPa;風(fēng)壓采用50%的灌漿壓力,但不超過(guò)0.5MPa;將剩余漿液沉淀并進(jìn)行沖洗,待內(nèi)部泥漿清洗完畢后,總共耗費(fèi)的時(shí)間不多過(guò)30min,串通孔不少于2h。沖洗后24h內(nèi)必須進(jìn)行灌漿,否則應(yīng)重新進(jìn)行沖洗。沖孔用風(fēng)必須經(jīng)過(guò)油水分離器過(guò)濾。此法適用于檢查孔、物探孔、先導(dǎo)孔及其它要求采用單點(diǎn)法壓水的灌漿孔。
水利工程施工過(guò)程中同建筑施工過(guò)程相似,很多技術(shù)都是借鑒市政工程、道路橋梁工程或機(jī)械工程的工程經(jīng)驗(yàn),例如本文的核心內(nèi)容帷幕灌漿施工工藝,此項(xiàng)施工方法即是借鑒了建筑工程施工過(guò)程中對(duì)于地下連續(xù)墻、地基基礎(chǔ)的施工方法,在實(shí)際施工過(guò)程中除了施工工藝和施工方法的控制外,最重要的應(yīng)該是人為因素,人是決定施工質(zhì)量、施工安全的最為重要的一環(huán):①施工現(xiàn)場(chǎng)單位的相關(guān)管理人員應(yīng)對(duì)實(shí)際施工的上崗人員進(jìn)行資格審查,對(duì)于水利工程施工應(yīng)具有相關(guān)國(guó)家要求的資格證書(shū),嚴(yán)查未考取資格證書(shū)便上崗的施工隊(duì)或個(gè)別施工人員,對(duì)于發(fā)生此類(lèi)現(xiàn)象的人員應(yīng)采取嚴(yán)厲措施,防止此類(lèi)現(xiàn)象再次發(fā)生。②施工前應(yīng)對(duì)施工人員進(jìn)行上崗教育,定期采取考試的方法考察項(xiàng)目上的施工人員對(duì)水利工程的基礎(chǔ)知識(shí)和上崗操作步驟,對(duì)于不能通過(guò)考試的人員應(yīng)進(jìn)行二次教育,再不能通過(guò)考試的施工人員應(yīng)進(jìn)行取消上崗資格的處理,此外,施工人員、技術(shù)人員的工作狀態(tài)決定了項(xiàng)目施工過(guò)程中的施工質(zhì)量,應(yīng)對(duì)相關(guān)人員及時(shí)采取補(bǔ)充能量和督促休息的方法,盡量保證人員安全,項(xiàng)目順利施工。
4 總 結(jié)
水利工程行業(yè)的施工過(guò)程復(fù)雜,基礎(chǔ)施工時(shí)帷幕灌漿尤為重要,本文對(duì)施工要點(diǎn)和施工質(zhì)量均做出了探究,未來(lái)我國(guó)水利工程行業(yè)從業(yè)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際工程更深刻的了解各類(lèi)施工方法,為我國(guó)水利貢獻(xiàn)出更多的力量。
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收稿日期:2018-11-16
作者簡(jiǎn)介:王志遠(yuǎn)(1989-),男,助理工程師,主要從事水利基礎(chǔ)處理工作。