水利水電防滲灌漿技術要點

時間:2022-02-22 09:09:09

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水利水電防滲灌漿技術要點

摘要:近年來,我國水利水電施工技術有了很大發展,尤其是灌漿施工技術受到了所有施工單位的重視。它的應用十分廣泛,特別是在水利工程項目的地基處理、加固、抗滲等方面的運用。但是灌漿施工的過程監控是一項十分繁雜的過程,牽涉到各方面的工作配合。因此,加強水利水電灌漿施工技術的分析和控制十分有必要。

關鍵詞:水利水電工程;施工;防滲灌漿

隨著我國社會主義建設步伐的加快,我國的水利水電工程建設水平亦迅速提高。然而,我國的水力資源是有限的,不可能隨著水利工程項目的增加而增加,所以我國用來進行水利水電工程建設的基地正在逐漸減少,因此必須要求水利水電建設項目保證工程質量。在水利水電工程建設過程中,基礎施工質量的高低對工程主體有著舉足輕重的影響,因而,對水利水電工程基礎的防水防滲性和堅固穩定性要求比較嚴格。通常來說,灌漿具有填充、嚴密、粘合、加固等重要作用,通過灌漿技術的運用,不但可以對地層施加壓力從而有效提高地層的密實性,并且可以使脫落的巖塊、裂縫等得到填充而粘合在一起,從而改善結構的承載力。防滲灌漿技術是根據水利工程中地層及地質的情況,通過孔口進行灌漿、加壓從而提高工程的整體防滲功能的技術,具有施工操作簡單、省時省力等特點,不但可以有效提高灌漿的質量、縮短施工工期,還可以全面地提升工程的抗滲性能及穩定性。

1灌漿技術在水利水電工程中的作用

水利水電工程與人們的生活、生命息息相關,所以,如何提高工程的質量一直是工程施工中關注的問題,工程的防滲功能又直接影響著水利水電工程的整體質量,所以,對水庫的地基進行加固處理成為了水利水電工程施工的重要環節。灌漿施工是水利水電工程建設中常用來對地基進行加固的技術,灌漿技術的質量直接影響著工程的防滲性能,進而關系著水利工程的整體功能及效益的發揮,所以,在灌漿施工過程中,一定要根據地質的條件,綜合考慮氣候、環境等影響因素,合理選擇灌漿的方法,對灌漿質量進行嚴格的把關。

2防滲灌漿技術的類型及施工要點

按照灌漿施工目的來劃分,灌漿施工可分為固結灌漿、接觸灌漿和帷幕灌漿三種。其中,固結灌漿受堤壩地基的地質條件、壩型等條件影響比較大,固結灌漿不僅可以有效改善巖基的物理學性能,而且可以降低開挖的深度,從而使防滲效果得到增強。灌漿的孔深一般在5~8m之間,并在平面中網格型交錯布局,群孔沖洗和群孔灌漿是常用的施工方式。接觸灌漿是以提高壩體的抗滑穩定性能及增強地基防滲性能及固結強度為目的的,它的施工要點是:為避免混凝土拉裂和冷縮現象的出現,應該在壩體混凝土穩定后在進行灌漿,并且對灌漿壓力有嚴格的要求,一般在0.1~0.3MPa之間。為了確保壩體地基的滲透穩定性,有效減少滲流量及降低滲透壓,就可以采取帷幕灌漿,它是一道連續而垂直或者向上游傾斜的幕墻,一般布置在壩基迎水面內。它的施工要點是:灌漿孔要求比較深,多采用單孔灌漿,一般在水庫蓄水之前完成施工,灌漿壓力要求也比較大,整個灌漿施工過程都是在基礎灌漿廊道中完成。

3水利水電施工防滲灌漿方式的選擇和控制

3.1純壓式灌漿。如果壩體地基的巖層裂縫很大,但是孔深不是很深,那么就可以選擇沒有返回循環壓灌的純壓式灌漿方式。因為這種方式只是簡單的把濃度較高的漿體通過管口壓入孔內,所以在施工過程中容易出現細小裂隙的堵塞問題,使得縫隙填充施工受阻,施工很難達到預期效果。3.2循環式灌漿。該方式通過保持漿體在孔段中的流動性而使得顆粒的沉淀量比較少,從而使灌漿質量得到有效的提高。包括孔口循環和孔內循環式灌漿的兩種方式,孔口循環即為漿體在孔口位置的循環,是一種純壓式循環方法;孔內循環是一種返回孔內的循環模式,循環是在內外兩管間的縫隙進行的。3.3高壓灌漿。高壓灌漿就是指通過高壓進行灌漿的一種施工方法,由于這種灌漿方式可以有效提高填充材料的密實度,所以在巖溶地帶運用此灌漿方法,巖溶的穩定性和抗滲性能可以得到最大的提高,同時,高壓灌漿還可以確保水泥成條形狀態灌注到土體中,并呈現網格包裹狀,從而大大提高了壩體的整體性能。3.4高壓旋噴灌漿。高壓旋噴灌漿方法主要是利用高壓脈沖力對地基加固的方法。這種灌漿方式中,灌漿管通常安裝有特殊的噴嘴,并利用鉆機把噴嘴鉆進土層的設定位置,然后利用高壓脈沖泵將水泥漿液高速的射入土體中,利用漿液流體巨大的沖擊力使得土體遭受破壞。因為在鉆機高速旋轉的同時,還一面低速地緩緩上升,使得土體與水泥漿液得到更加充分地攪拌、混合,地基得到更好的加固。

4灌漿施工對于漿液材料的基本要求

灌漿材料對灌漿水平有著重大的影響,所以,要確保灌漿的質量,就首先要對灌漿的材料進行嚴格的把關。就目前水利水電工程施工情況來看,水泥漿是灌漿中最為常用的材料,它是一種以水泥為主要原料,通過按照一定的比例添加其他材料以增加漿體粘合性的灌漿液體。一般情況下,灌漿漿液要達到以下要求:第一,具有5MPa以上的壓強承受力。為了保證漿液的壓強,一般采用抽樣的方式對漿液進行漿液壓強檢測,即正常施工條件下,將漿液進行一個星期的養護后再進行壓強檢驗,看漿液承受的壓強是否在規定的范圍內,如果檢驗不合格,就需要對漿液進行重新配置并檢驗。第二,漿液要有一定的保水性及機械泵施工性能。也就是,灌漿漿液的粘稠度一定要合適,既不能太稠,也不能過于稀釋,粘稠度只有在一定的范圍內才能使灌漿達到理想的效果,保證抗壓力。第三,漿液要有流動性。漿液的流動可以保證灌漿施工能夠勻速的進行,所以,灌漿漿液一定要保持流動狀態。

5不同工程條件下灌漿方法的選擇

5.1冒水地基灌漿方法。由于水利水電工程地質的復雜性,大部分壩體地基在灌漿施工過程中都存在冒水的情況,這種情況下就需要根據實際的冒水量及水量集中等情況進行相關的灌漿處理。如果冒水量較大,就要通過埋入孔口管等方式將水導出,并以砂漿填堵裂縫,然后通過先低壓后高壓的方式對孔進行灌漿。對于冒水量比較小的地基,可以運用U形槽等方式對裂縫進行處理后再進行灌漿。5.2大吸漿量灌漿方法。在水利水電工程灌漿施工過程中,還經常遇到吸漿量大的地基,這種情況就要采用降壓或自流式的灌漿方式。這種方式主要通過速凝劑的添加來加快漿液的凝結,并對漿液的注入率進行一定的限制,在設定的壓力下經過反復的灌注來進行灌漿。5.3漏水通道灌漿方法。對于漏水比較嚴重的通道進行灌漿,如果通道內的水流作用較強,且傾角較大,可以通過在中途利用稠度比較大的水泥漿對裂縫進行封堵;如果通道內沒有水流作用或水流作用比較小,且傾角也較小,定量灌漿的方式就比較適合。5.4巖溶地段灌漿方法。有無填充物是巖溶地段灌漿處理的依據。如果有填充物,可以通過在溶洞內插入帶孔鋼管,并將水泥漿經過高壓灌漿設備注入孔壁中的方法進行灌漿,施工過程中,由于高壓水泥漿具有劈裂作用,可以使漿液以帶狀的形態穿插于土體中,并形成網格包裹結構。對于沒有填充物的情況,可以通過高流態混凝土的回填等方式直接往孔內填入碎石后進行水泥砂漿灌注即可。

6水利水電施工防滲灌漿質量監控要點

6.1嚴格工作制度,全程控制質量。在水利水電工程中運用灌漿技術雖然投資小,防滲防漏效果顯著,但是灌漿技術的要求也比較高,技術運用得好才能達到預期的效果。所以,在整個灌漿施工中,一定要制定嚴密的施工方案,施工前后都要按照嚴格的規范和技術要求對灌漿的質量進行嚴格把關,以確保灌漿施工高質量的完成。首先,要制定嚴格的質量監督制度和檢查制度。根據工作經驗,為確保灌漿施工技術的規范性和可靠性,做好施工過程中灌漿各個環節的檢查和跟蹤工作。其次,抓好灌漿質量控制要點,明確施工要求,嚴格按照要求和規范進行灌漿施工操作。第三,還要重點抓好灌漿施工中的各項自檢和初檢工作,按照相關的工序安排相關人員負責灌漿施工執行情況,做好工作跟蹤記錄,并且發現情況及時匯報,以便做好相關調整,對每一個工序的施工都要嚴格把關。此外,對灌漿施工中用到的各種設備和儀器要做好相關的檢查和準備工作,檢查各種設備和儀器的性能,確保灌漿施工的順利完成。最后,做好灌漿施工的現場監督、交接以及驗收工作。6.2灌漿壓力控制。對灌漿壓力的控制是否合適直接影響防滲灌漿的質量,所以,在灌漿施工過程中,一定要注意對灌漿壓力的控制。目前,一般使用一次升壓法和分段升壓法兩種方法來對灌漿壓力進行控制。其中,一次升壓法通常被用于縫隙不是很大、透水性小而且巖石比較結實和完整的情況下。在使用一次升壓法灌漿時,一定要在最短時間內把壓力升到標準壓力,在漿液吸漿量達到一定比例后,進行漿液配合比的調配,在漿液濃度逐漸增加中減少吸漿量,直至灌漿施工完成。分段升壓法即分階段把壓力升到規定壓力值的方法,一般適用于地基巖石滲水較大及吸漿量也較大的情況。在分段升壓灌漿中,為防止吸漿量過大等情況的出現,一定要在合適的壓力等級中進行灌漿,且壓力分級不要太多,一般分兩級或三級就可以。6.3質量檢驗。為了確保防滲灌漿的質量,對質量的檢驗非常必要。首先,灌漿前一定要對灌漿孔的設置進行檢查。孔的位置要達到巖心才能更好地進行固結和帷幕方式的灌漿,且孔徑要在規定范圍內,同時,還要密切關注膠結的情況。灌漿過程中,對孔數的檢查也很有必要,其中,帷幕灌漿一般按孔總數的10%進行布置,孔徑要大于110mm;固結灌漿法按5%,孔徑在140mm以上,而且通常把孔設置在容易出現情況的位置。其次,要認真核查原始記錄,分析灌漿情況。原始記錄在確保灌漿質量方面也有很大的作用,通過對原始記錄的檢查和對照,并綜合性的分析灌漿資料,可以簡便全面地了解整個灌漿過程,把握灌漿的質量。此外,一定更要重視灌漿孔的壓水實驗檢查。一般在試驗前都要對孔進行壓力沖洗,沖洗中對的壓力的大小及水流量的穩定性等都有嚴格要求;試驗過程中,要嚴格按照操作規程對單孔進行壓水試驗,按照逐級增加的壓力階段進行檢驗,在嚴格控制中完成三個階段的灌漿孔壓水試驗。最后,竣工后續檢查。我們不僅重視灌漿的質量,灌漿結束后也要做好后續檢查工作。這些檢查主要包括灌漿竣工28天后的鉆孔檢查以及蓄水效果檢驗。其中,鉆孔檢查一般是在灌漿區進行,通過壓水試驗、巖心膠結情況來進行灌漿質量鑒定;蓄水檢驗是對灌漿質量的重要檢驗,蓄水后,工程的整體防滲防漏功能好才是灌漿質量的最好評價。

7結束語

綜上所述,水利工程建設是國家經濟發展的基礎力量,也是惠及廣大人民的重要民生工程。針對我國地質復雜和施工環境多樣化的特點,在施工之前要做好施工設計規劃,全面考慮影響施工效果的地質、環境因素,選擇合理的灌漿方式,對施工中容易出現的問題進行全面的防范,并在施工完成后進行嚴格的質量檢驗,從而確保灌漿施工的效果和水利工程的質量。

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作者:朱恩濤 單位:中鐵十八局集團第四工程有限公司