帷幕灌浆施工技术在水利大坝基础防渗加固中的应用

发表时间:2020/1/2   来源:《建筑实践》2019年38卷第19期   作者:史许涛
[导读] 帷幕灌浆技术是一种地基防渗技术,一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段,其浆液配制方便,实用性强,对保证水工建筑物的安全运行起着重要作用
        摘要:帷幕灌浆技术是一种地基防渗技术,一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段,其浆液配制方便,实用性强,对保证水工建筑物的安全运行起着重要作用。某水库坝基采用帷幕灌浆技术进行防渗处理,达到了设计坝基防渗处理要求。文章根据某水库的具体情况,主要从施工工艺以及防渗效果方面进行了总结和分析。
        关键词:帷幕灌浆技术;水库坝基;防渗加固
        引言:
        对于水库大坝使用过程中产生的质量问题,现阶段水利建设单位主要是采用大坝防渗加固的方式来保证水库大坝质量。在水库大坝防渗加固施工过程中,帷幕灌浆施工技术是较为重要的一项技术,具有经济效益高、防洪效益强等特点。随着近年来水利工程建设质量的提升,水库防渗加固工程大坝帷幕灌浆施工工艺的应用也愈发广泛。
1大坝帷幕灌浆施工概述
        大坝帷幕灌浆施工,指的就是使用合适的施工工艺,将配置好的浆液灌入大坝主体土层缝隙或者岩体缝隙当中,并在此基础上在大坝表面形成一个连续的阻水帷幕,主要的作用在于减少工程的渗流量以及降低工程的渗透压力。对于大坝帷幕灌浆施工而言,特点为成本低、安全性高,主要在岩石或者砂砾石地基开展相应的帷幕灌浆工程施工,最终的目的在于提升水工建筑运行的安全与稳定。作为水利水电工程建筑地基防渗处理的主要措施,将大坝帷幕灌浆施工工艺应用到水库大坝防渗加固工程当中,可以更好的保证水工建筑的安全性及稳定性,只有这样,才能更好的发挥水利工程在经济发展中的积极作用。
2水库防渗加固工程帷幕灌浆流程
2.1土料配置
        在进行大坝帷幕灌浆施工技术开始之前,应首先完成土料配置工作。对于我国水利工程而言,在进行土料配置过程中,其塑性指数应在10%~25%之间,土料粘粒含量应控制在20%~45%范围内,除此之外,在进行土料配置时,还应结合具体的施工设计,对粉粒、沙粒、有机物等相关物质的含量进行控制,并严格依据标准规范要求进行土料配置。
2.2存储浆液
        在帷幕灌浆施工过程中,将水泥黏土浆液应用其中,不但可以提升浆液的凝固速度,还可以保证其应用效果,但是在实际制备过程中,为了保证应用效果,则可以对水泥含量、颗粒大小、浆液比、粘度进行控制,保证其在合理范围内。此外,在进行泥浆制备时,还应存储已经制备好的浆液,以便下次使用。
2.3泥浆泵送
        泥浆泵送环节是帷幕灌浆过程中非常重要的一个环节,在具体的施工过程中,宜采用离心式灌浆机进行泵送,并且在泵送过程中,应加强对灌浆口压力的控制,以此来保证泵送的顺利进行。
2.4布孔
        待填满灌浆之后,施工单位应开始布孔操作,一般来说,布孔主要是按照序号顺序进行钻孔,其排列布置主要是按照由稀到密的方式逐渐递增以及根据施工具体要求合理调整钻孔布设工作。
2.5制孔灌浆
        待布孔工作完成后,则需要开展相应的制孔作业,在这一过程中,施工单位应使用钻机进行连续不断的钻孔,并在钻孔过程中保证其一次成型[1]。钻孔完成之后则需要进行灌浆作业,按照相应的顺序开展相应的作业操作,并同时对灌浆孔口的压力进行控制,避免孔洞变形或者裂缝等不良问题发生。
3帷幕灌浆施工技术在水利大坝基础防渗加固中的应用
3.1项目概况
        某水库位于1343.20m位置出现渗漏问题,以降低水位的方式维持运行状态。

其水库的正常高水位为1344.70m,在进行应急处理前的限制水位,应该保持1344.20m以下,两水位之间的库存容量达到1300万m3以上,由于水库采取降低水位的方式维持运行,会对水库效益造成严重影响。
3.2大坝帷幕灌浆施工准备工作
        首先,施工单位应通过建立高位水池、结合对于潜水泵的使用实现持续输水,还可以通过建设沟渠的方式来为灌浆以及钻孔设备应用提供充足的水源;其次,做好供电系统的设计及安装工作,并严格按照国家规范进行作业[2]。只有这样,才能保证现场生产机械设备(如灌浆泵、搅拌机等)及照明系统的正常运行。需要注意的是,为了防止施工过程中停电等相关问题,还应在施工现场配备相应的柴油发电机,以此来保证施工的顺利进行。最后,施工单位还应建立综合性浆站,浆站主要由库房、堆聚场、储浆池以及搅拌机等组成。
3.3钻孔施工分析
        对于帷幕灌浆空而言,主要借助回转钻机开展钻孔作业,按照地质层的实际情况,选择硬质合金、金刚石等做头开展钻进施工,钻孔孔径在56mm以内,需要严格先导孔,并借助压水试验对终孔进行确定[3]。在盐水低于5Lu的情况下,应该加深一段,在加深段的水压在5Lu以下时,就可以终孔;在其高于5Lu时,需要继续加深,到符合终孔的规范要求为止。
3.4钻孔冲洗与压水
        在进行钻孔冲洗处理时,主要以大泵量水方式为主,在回水较为清澄时,停止冲水作业,孔内的沉积物厚度需要控制在20cm以内,并在灌浆施工前,对裂隙进行冲洗,其冲洗压力为各个灌浆段80%的灌浆压力,并将其最大值控制在1MPa以内。在完成裂隙冲洗工作之后,开展连续灌浆施工工作。
3.5灌浆施工
        借助自上而下、孔口封闭以及孔内循环灌浆方法。对于灌浆段长度,其第一段与第二段分别为2.00m与3.00m,其余各段均为5.00m,对于特殊地段可以对其进行适当加长以及缩短等处理,浆液主要为P.O42.5普通硅酸盐水泥浆液。在标准要求下,在注入率低比1.00L/min,继续进行灌注操作,时间为30min,在完成30min灌注之后可以结束灌浆。在出现长期无法达到结束标准,需要报请监理人员。在地质条件十分复杂,地下水流量较大、灌浆压力低、注入量较大的情况下,需要延长灌注时间。在岩体完整、注入量较小的情况下,可以缩短灌注时间。3.6渗漏观测设备、设施分析观测设施主要设置在主坝下游,其中,1号观测点在主坝桩号0+130.0位置,2号在主坝桩号0+380.0位置,3号在主坝桩号0+990.0位置。另外,工程施工对2号量水堰产生的影响较大,无法对防渗墙的实际防渗效果进行充分反映,因此,在分析防渗效果时,应该选取1号与3号的测量数据加以分析。
4帷幕灌浆过程中存在问题及处理对策
        在帷幕灌浆过程中,由于受诸多因素的影响,极易产生各类问题,比如返浆问题、串浆问题、漏浆问题等。在对这些问题进行处理时,应根据施工现场的实际,采取有针对性的措施[4]。比如,返浆问题,主要的处理措施就是做好壁套管保护以及使用水泥进行止水处理;串浆问题,可以使用专用胶带封堵孔口,及时停止灌浆,待其初凝后再采取有效措施进行处理;漏浆问题,则可以通过使用岩石回填防止漏浆产生。
结语:
        综上所述,大坝帷幕灌浆施工作为水库除险加固过程中较为重要的技术,在保障水库安全、高效运行方面发挥着积极的作用。在实际施工过程中,施工单位应结合具体的工程实际,选择最为合适的施工工艺,并严格按照施工技术相关规范标准开展相应的施工工作,此外,还应准确把握施工中的质控要点。只有这样,才能真正发挥大坝帷幕灌浆施工在水库除险加固工程施工质量中的积极作用。
参考文献:
[1]刘喜才.水库除险加固工程大坝帷幕灌浆施工工艺[J].工程技术研究,2018(15):215-216.
[2]沈福学.帷幕灌浆施工技术在水利工程大坝基础防渗加固处理中的应用[J].科学技术创新,2018(18):118-119.
[3]于丹.帷幕灌浆施工技术在水利工程大坝基础防渗加固处理中的应用[J].建材与装饰,2018(02):284-285.
[4]丁敬君.帷幕灌浆施工技术在水库大坝基础防渗加固处理中的应用[J].绿色环保建材,2017(06):106-107.
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