帷幕灌浆技术的水利工程施工应用

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帷幕灌浆技术的水利工程施工应用

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-20 2765 0


摘要:水利工程建设能够有效拉动社会经济发展,为解决防洪抗旱问题提供可靠保障,全面推动水运事业发展。帷幕灌浆施工操作相对简单,施工效果良好,在水利工程建设中应用较为广泛。具体施工过程中应结合工程实际地质条件,制定科学施工方案,确保帷幕灌浆施工质量,充分发挥水利工程的积极作用。

关键词:帷幕灌浆;水利工程;工程概况

1工程概况

某水库总库容1170.2万m3,灌溉面积2.1万亩。根据相关标准规定,可水库为中型规模,为III等水库枢纽工程等级。拦河大坝、溢洪道及导流输水隧洞为构成枢建筑物的主要部分,其中心墙风化料坝为拦河大坝。本工程以5958.79m为帷幕灌浆设计整体进尺,帷幕灌浆轴线与坝轴线上游之间的距离为1.5m,布置以单排孔为主,1.5m为孔距。可选取纯水泥浆液用于帷幕灌浆,并按照由上到下的顺序一段一段进行灌浆施工。地形、岩性及构造是坝址区域岩体风化的主要影响因素,该区域无滑坡分布。本工程以泥岩、泥质粉砂岩作为坝基岩体,无发现对稳定不利的软弱夹层,目前坝基具有良好抗滑稳定条件。

2水利工程施工中帷幕灌浆技术的应用

2.1测量放线

按照设计要求,选取全站仪进行灌浆轴线、控制点的确定,并利用水准仪进行高程测定。在所有灌浆孔里程、灌浆轴线控制里程确定后,即可通过钢卷尺对孔位进行测定。随后利用水准仪将所有孔孔口高程测出,并按照设计帷幕底线,进行具体钻孔深度地计算。

2.2钻孔

根据工程实际情况,选用回转钻机进行帷幕灌浆钻孔施工,一般选取口径较小的机械钻孔,如选取其他口径机械,则必须在46mm以上控制孔径,一切以铅直孔为全部灌浆钻孔。统一标注所有类型的钻孔,相比设计孔位,帷幕灌浆孔位误差需控制在10cm以内。为防止孔壁塌陷,需严控控制坝体、坡积层等位置的送水量。如遇断层、泉眼等问题,应做好记录,及时采取切实可行的措施进行解决,避免对钻进速度及灌浆质量造成严重影响。

2.3灌浆

本工程选用循环式基岩灌浆施工,射浆管与孔底之间的距离可控制在50cm以内。按照由上到下的顺序进行施工。要求在第一段灌浆段顶灌浆盖板下堵塞灌浆塞。当遇较为复杂地质情况时,完成灌浆作业后需待凝。特殊情况下需下钻孔套管,完成灌浆作业即可拔除,且回填粘土球(含水量符合设计要求),并做好振捣、压实作业。灌浆以孔口封闭灌浆法施工时,遵循压力控制原则,可选取一次升压法施工,尽可能快速地提高压力,满足设计要求需求,如一次无法实现,则需进行第二次升压。一般以0.7P作为一次升压压力值,完成灌浆前需满足设计压力。要求将具备勘探作用的先导孔设置到灌浆孔内,根据设计图纸合理布设孔位,一般以24m作为先导孔之间的距离。钻孔时可按照由上至下一段一段进行,以便掌握帷幕设计深度内的地质、岩层等情况。通过先导孔透水率可进行渗透剖面图绘制,且以此对设计帷幕底界限进行复核,确保其合理性。应向灌浆段底部插入灌浆管,在50cm以内控制管口和孔底的间距。要求钻进、冲孔、压水及灌浆的工序进行施工。如灌浆管选用钻杆,连接以平头为主。如灌浆采取孔口封闭灌浆法施工,针对灌浆管需做好上下左右转动操作,并有效控制回浆管内的回浆量,一般以每分钟15L为准,避免在孔内水泥把灌浆管凝固。

2.4浆液控制

按照“稀―浓”的原则逐级变换灌浆浆液的浓度。根据灌浆试验进行浆液比地确定。根据灌浆实际情况,可划分为6个等级。分别为5、3、2、1、0.8、0.5,按照压水试验得出的透水率,如灌浆前透水率在5Lu以上,可选取3作为水灰比;如透水率在5Lu以内,则可选取5作为水灰比;如透水率在10Lu以上,可选取2作为水灰比。在具体应用中,可适当调整。以注浆量进行分析时,如不改变灌浆压力,不断降低浆液注入率时,水灰比可保持不变;或不改变注入率,而不断提升灌浆压力,也无需改变水灰比。

2.5封孔

按照地层情况等条件,确定所有孔段灌浆结束条件。灌浆可按照由上到下的顺序一段一段施工,在设计压力最大的情况下,且注入率在每分钟1L以内,持续进行60min灌浆施工,即可完成灌浆作业。可选取分段压力灌浆封孔法用于所有孔完成灌浆作业的封孔方法,随后应闭浆24h。

3水利工程施工帷幕灌浆试验

3.1裂隙冲洗

冲洗完帷幕灌浆孔接触段钻孔后,可实施裂隙冲洗工作,其他孔段无需实施裂隙冲洗作业。选取压力水脉动法冲洗单孔裂隙,串通孔裂隙同样可采取此方法冲洗,如冲洗效果差,可选取风、水冲洗法循环进行。孔段选用裂隙冲洗时,可同时进行裂隙和钻孔冲洗。选取80%灌浆压力作为冲洗水压,如压力在1MPa以上,可直接选取1MPa;如选取50%灌浆压力作为冲洗风压,则压力在0.5MPa以上,可直接选取0.5MPa。当回水变清10min之后即可停止裂隙冲洗,一般单孔整体冲洗时间控制在30min以上,串通孔需控制在2h以上。如孔段回水不符合清澈程度,需持续冲洗,直至孔内残留物厚度控制在20cm以内。

3.2压水试验

灌浆前,通过压水对灌浆孔进行裂缝冲洗,进而达到灌浆质量提升的目的。以单孔冲洗法作为冲水方式。以灌浆压力80%为裂缝冲洗压力,如在0.8MPa以上,可直接选取0.8MPa,待回水冲洗澄清后,即可停止冲洗。完成上述作业后,按照由上到下的顺序针对I先导孔一段一段实施压水试验,在灌前灌浆先导孔选用五点法进行压水试验。选取单点法进行帷幕灌浆压水试验,相比最大灌浆压力,压水试验压力必须控制在其80%以内。一般帷幕灌浆简易压水试验需与裂隙冲洗结合实施,以灌浆压力值80%作为其压力,且小于或等于0.8MPa。以20min作为压水时间,流量每隔5min记录一次,通过压水试验,可充分掌握基岩透水性,为施工提供方便。

4水利工程施工中帷幕灌浆注意事项

①地表冒浆。如地面冒浆现象出现于灌浆施工,需及时减小压力,保证在无压状态下进行灌浆操作,且对冒浆变化进行详细观测,随后将冒浆点堵住,避免遗漏大量浆液。如无法止住冒浆情况,需及时增强浆液浓度进行注浆

复合土工布分为一布一膜和两布一膜,宽幅4-6m,重量为200—1500g/平方米,抗拉、抗撕裂、顶破等物理力学性能指标高,产品具有强度高,延伸性能较好,变形模量大,耐酸碱、抗腐蚀,耐老化,防渗性能好等特点。能满足水利、市政、建筑、交通,地铁、隧道、工程建设中的防渗,隔离,补强,防裂加固等土木工程需要。由于其选用高分子材料且生产工艺中添加了防老化剂,故可在非常规温度环境中使用。常用于堤坝、排水沟渠的防渗处理,以及废料场的防污处理。 功能:防渗、隔离 用途: 土工坝、堆石坝、砌石坝和展压混凝土坝;堤、坝前水平防渗铺盖,地基垂直防渗层;尾矿坝、污水库坝身及库区;施工围堰;渠道、蓄液池复合土工膜的广泛应用对生态环境也起到了保护作用

。②邻孔串浆。如邻孔串浆产生,可同时灌注灌浆孔和串浆孔,也可选取胶塞封堵串浆孔,当完成灌浆孔灌注之后,可利用扫孔方式对串浆孔进行灌注,为避免在串浆孔非灌段浆材漏掉,可利用胶塞进行串浆孔非灌段隔离。③大量耗浆。灌浆中极易出现漏浆极为集中的地方,如断裂构造、裂隙较大等,于帷幕灌浆施工而言,该部位施工极为关键。为有效形成帷幕,避免大量浪费浆材,提高灌浆质量,可选取以下方式进行解决。第一,间歇灌浆。第一次灌注水泥5到10吨,再次灌注水泥4到8吨。待凝时间可控制在10到24小时,不断循环,直到满足设计灌浆压力。第二,外加剂添加。如具有较大耗浆量时,灌浆一定时间后,注浆量依旧无显著减少,且孔口压力仍无变化,则可通过砂浆泵掺砂灌注或添加水玻璃灌注。④灌浆中断。如因故障,灌浆作业无法连续进行,出现中断现象,必须及时找出原因,采取科学、有效的措施进行处理,及时恢复灌浆。如停止时间在30分钟以上,钻孔需马上冲洗,随后再次进行灌浆。如冲洗效果不佳,也可选用扫孔方式。再次进行灌浆后,相比中断前,如其注入率基本相似,灌注时应选取中断前的比级,直至完成灌浆。⑤回浆变浓。如出现回浆变浓现象,灌注时可选取水灰比一致的新浆施工,当其效果不佳时,持续进行30分钟灌注后可停止灌注,无需再次灌注。

5结束语

综上所述,伴随社会经济的高速发展,我国水利工程事业也得到了极大的发展。帷幕灌浆技术作为水利工程施工的主要技术之一,有效提升施工技术水平,规范施工工艺,做好质量控制工作,可进一步推动我国水利工程行业的发展。

参考文献:

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[5]刘文东,杨宝国.帷幕灌浆方案在水库坝基防渗工程中的应用[J].黑龙江水利科技,2010,17(4):167-173.

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作者:寇晓峰 单位:河南方正水利工程咨询有限公司


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