張 偉
(綿陽(yáng)佳成建設(shè)有限公司,四川 綿陽(yáng) 621000)
由于我們國(guó)家的水庫(kù)修建主要集中在上世紀(jì)50年代至60年代,至今這么久的時(shí)間,不可避免的會(huì)受到水庫(kù)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、時(shí)間和管理等原因的影響,因此工程存有自然侵蝕和人為破壞等情況,故而為了確保水庫(kù)在后緒使用中能夠平穩(wěn)和安全,必須對(duì)當(dāng)前存有的問(wèn)題進(jìn)行逐一修補(bǔ)、排查,所以除險(xiǎn)加固是重中之重。
充填灌漿指的是對(duì)底層有空隙的部分進(jìn)行低壓灌注。是以填充和滲透為理論前提,應(yīng)用低壓與漿液自重來(lái)完成灌注工作。
例如某水庫(kù)主壩的上游壩未出現(xiàn)滑坡跡象,可是由于它的土壓實(shí)度未達(dá)到規(guī)范要求,對(duì)壩外坡坡腳造成破壞,使排水效果大打折扣,壩體也發(fā)生了滲漏。為了徹底清除工程隱患,我們對(duì)除險(xiǎn)加固進(jìn)行擬防滲工作,并且改建了壩面護(hù)坡。根據(jù)實(shí)際情況,加固設(shè)計(jì)應(yīng)用的是充填灌漿技術(shù)。以壩體防滲和壩基防滲為主。其方法為采用機(jī)械灌漿,對(duì)壩體和壩基形成密實(shí)保護(hù),大大提升防滲透效果,進(jìn)而確保堤壩的安全。
水泥黏土漿液為主要灌漿材料,其中水泥為20%。因?yàn)楸舅畮?kù)主壩壩高是17.6米,結(jié)合地質(zhì)勘測(cè)數(shù)據(jù),灌漿深度必須達(dá)到巖層以下三米。其左岸均為較厚的山體,所以帷幕灌漿范圍向兩側(cè)壩肩各延長(zhǎng)5m,灌漿長(zhǎng)度則為566m。灌漿孔中心線距離壩頂上游側(cè)2米,分兩排來(lái)布置灌漿孔,孔距是2米,排距為1.5米,需要安置376個(gè)灌漿孔。
劈裂灌漿是在灌漿前,采用大于臨界水壓的壓力值對(duì)土層進(jìn)行劈裂。這等同于在充填灌漿的前提之上增強(qiáng)壓力,有計(jì)劃的對(duì)壩體劈裂進(jìn)行控制,之后對(duì)洞穴及裂縫采取灌漿施工。
比如某水庫(kù)對(duì)壩坡開裂縫隙施行過(guò)開掘與回填夯實(shí)措施,并且加固加厚了此大壩??墒怯捎谒畮?kù)使用年代較久且缺乏維修資金,部分設(shè)施存在老化情況。對(duì)于這種情況,就需要對(duì)壩體進(jìn)行劈裂灌漿的加固措施。具體操作為,沿著壩軸線的方向按照梅花狀進(jìn)行布置,采用這種操作方法能夠使灌入的漿液比較集中,能夠形成一個(gè)防滲帶,從而達(dá)到止水防滲的目的。灌漿孔為兩排,排距約1m,孔距約2m,孔徑為100mm,根據(jù)各孔位置,孔深超過(guò)壩基地1m 深為準(zhǔn),灌漿孔110 個(gè)。
在這一情境之中采用劈裂灌漿進(jìn)行防滲,重點(diǎn)考慮了該大壩的特定的應(yīng)力分布狀況,并不是說(shuō)所有的土體都能夠進(jìn)行定向劈裂。假如灌漿施工沒(méi)有控制好,很容易對(duì)大壩造成傷害。劈裂灌漿的施工具有一定專業(yè)性,要保障灌漿質(zhì)量,除了需要一個(gè)技術(shù)精良的施工隊(duì)伍,同時(shí)還需要擁有對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)的手段和方法,即使出現(xiàn)了問(wèn)題也能夠及時(shí)地采用相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。相反,如果不具備這些條件,劈裂灌漿則會(huì)變成破壞灌漿。
固結(jié)灌漿:這種灌漿方式的應(yīng)用是為了達(dá)成提高地基或者圍巖完整性的目的。同時(shí)增強(qiáng)地基或者圍巖的綜合性能,例如提升邊坡的穩(wěn)定性、增強(qiáng)圍巖的防滲效果等等,從而對(duì)發(fā)生破碎的巖層進(jìn)行灌漿加固。
某水庫(kù)出現(xiàn)漏水現(xiàn)象,雖然對(duì)壩體進(jìn)行了水泥固結(jié)灌漿的修補(bǔ),但是水庫(kù)仍然沒(méi)有徹底除險(xiǎn),還存在著許多問(wèn)題,威脅著水庫(kù)的安全運(yùn)行。針對(duì)這一狀況,需要采用灌漿技術(shù)對(duì)壩體進(jìn)行灌漿,做好邊坡?lián)p壞部分、排洪通道以及壩身內(nèi)坡陷坑部分的除險(xiǎn)加固施工。具體操作為,對(duì)壩體做好水泥固結(jié)灌漿工作,順著壩軸線布置,使之呈梅花狀。此種操作方式能夠確保灌漿更集中,進(jìn)而成為有效的防滲帶,從而達(dá)到止水防滲的目的。灌漿孔為兩排,排距約為1m,孔距3m,孔徑約100mm,依照每個(gè)孔的位置,孔的深度需要超過(guò)壩基1 米,孔的總數(shù)為101 個(gè)。待施工完成之后,通過(guò)圍井布置模式來(lái)檢查施工作業(yè)。
靜壓灌漿就是確保進(jìn)漿管不動(dòng),通過(guò)漿液來(lái)完成灌注。靜壓灌漿分為充填灌漿和固結(jié)灌漿。整體來(lái)講,有一定壓力,進(jìn)漿管若保持不動(dòng)這稱之為靜壓灌漿技術(shù);從狹義上看,這主要指的是基巖灌漿。靜壓灌漿主要適用于淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、砂土、礪石等松散的地層。如果遇到漂卵石地層,這需要分析漂卵石大小,再做定論。漂卵石塊徑過(guò)大的話,靜壓灌漿無(wú)法噴開,攪動(dòng)效果不好,導(dǎo)致膠結(jié)效果差,達(dá)不到防滲的目的。所以,如果想在這種漂卵石地層進(jìn)行靜壓灌漿是必須要進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的?,F(xiàn)在,針對(duì)大的漂卵石,尤其是含泥沙的,灌漿工藝還是存在很多問(wèn)題的,例如高噴灌漿不能噴開,那么靜壓灌漿肯定也不能灌好。
分析充填灌漿的優(yōu)缺點(diǎn):這種方法不用降低水位,也不需要圍堰就可以進(jìn)行施工,但是施工期較長(zhǎng)。可以在壩體內(nèi)形成筆直而連續(xù)的放滲透墻,堵住漏水的通道,增強(qiáng)壩體的防滲透能力,同時(shí)還通過(guò)漿與土的互壓使得壩體、壩基內(nèi)部的應(yīng)力進(jìn)行重新分布,提高其穩(wěn)定性。同時(shí)還能夠充分利用上游的干砌石。灌漿防滲的技術(shù)要求比較高,同時(shí)整個(gè)施工的過(guò)程必須要對(duì)大壩的穩(wěn)定性進(jìn)行嚴(yán)密而及時(shí)的檢測(cè);而從施工的質(zhì)量上來(lái)看,灌漿防滲的施工過(guò)程都是在壩體內(nèi)進(jìn)行的,其質(zhì)量難以把控,而且灌漿防滲的壽命較短。
灌漿壓力必須要合理控制,所采用的壓力不可能超過(guò)土體的抗裂能力。土層防滲透處理最先使用的就是充填灌漿技術(shù),可是實(shí)踐證明,此種技術(shù)封閉效果不理想,防滲透作業(yè)較差,所以不適合土層大面積防滲透處理,而僅適用于性質(zhì)和范圍都已明確的局部隱患的處理。
(1)為了方便調(diào)查巖石的透水率,在壓水試驗(yàn)時(shí),需要應(yīng)用高壓方法將水壓進(jìn)鉆孔,之后依照巖石吸水率計(jì)算巖體裂縫的發(fā)育程度。壓水試驗(yàn)是采用止水設(shè)備把一定距離的鉆孔試驗(yàn)段隔開,之后通過(guò)水頭向此段鉆孔并壓水,那么水就能夠經(jīng)過(guò)孔四周裂縫向巖石內(nèi)滲透,最后滲透的水量會(huì)逐漸趨于一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值。
(2)對(duì)于灌漿壓力的控制需要灌漿盡可能地采用較高壓力,但是還應(yīng)該控制在一個(gè)較為合理的范圍內(nèi)。灌漿壓力的大小與巖層性質(zhì)和孔深等因素相關(guān),需要通過(guò)實(shí)踐來(lái)確定,并進(jìn)行下一步的檢驗(yàn)和調(diào)整。
(3)劈裂灌漿在土壩中的防滲透應(yīng)用,主要是從堤壩特定的應(yīng)力分布狀況進(jìn)行考慮,這不代表著所有的土體都適用此種方式。這種施工方法假如在施工過(guò)程中控制不當(dāng),容易對(duì)堤壩造成非常嚴(yán)重的傷害。這些防滲透加固措施的工程措施又可以分為好幾種施工方法,同時(shí)在處理復(fù)雜的堤壩滲透狀況時(shí),豐富的防滲措施能夠提供許多參考依據(jù),可是這也讓技術(shù)選擇的難度增強(qiáng)了。所以,靈活應(yīng)用各種技術(shù),才可以使其達(dá)到最優(yōu)效果。總之,現(xiàn)在劈裂灌漿技術(shù)較成熟,效果顯著,所以被應(yīng)用在許多水利工程中,并發(fā)揮了優(yōu)良效果。此種技術(shù)在實(shí)際操作過(guò)程當(dāng)中還存在著一些問(wèn)題,比如施工時(shí)間長(zhǎng),施工技術(shù)理論不完善等,所以還需要對(duì)其整個(gè)施工工藝流程進(jìn)行進(jìn)一步的探究。
綜上所述,由于灌漿施工技術(shù)具有環(huán)節(jié)多且復(fù)雜,會(huì)受到很多因素的影響,同時(shí)各種施工技術(shù)都存在一點(diǎn)的優(yōu)劣點(diǎn)以及其各自適用的范圍和條件,因此當(dāng)我們對(duì)各項(xiàng)灌漿施工技術(shù)進(jìn)行選擇時(shí),必須要將實(shí)際情況以及工程進(jìn)度等因素考慮在內(nèi)。在實(shí)際施工過(guò)程中,必須從原材上把好質(zhì)量關(guān),控制好工程環(huán)節(jié)中影響施工質(zhì)量的各種條件和因素,并且還需要把施工后的養(yǎng)護(hù)工作和驗(yàn)收工作做好,通過(guò)應(yīng)用高效、科學(xué)、恰當(dāng)?shù)墓酀{防滲加固技術(shù)為水利水電工程的建設(shè)保駕護(hù)航。