浅谈水利工程灌浆施工技术 冯光祖

发表时间:2020/1/13   来源:《基层建设》2019年第28期   作者:冯光祖
[导读] 摘要:水利工程是我国一项十分重要的民生项目,与人们日常生活息息相关。
        河北供水有限责任公司  河北石家庄  050000
        摘要:水利工程是我国一项十分重要的民生项目,与人们日常生活息息相关。如果工程质量存在问题,不仅影响工程正常运行,甚至还会对附近的生态环境和居民生活带来负面影响。灌浆施工技术作为当前水利工程建设中应用最广泛的技术,其施工成本较低、施工工艺简便,可以有效提升工程的稳定性和可靠性,对促进工程发挥价值具有关键作用。
        关键词:水利工程;灌浆;施工技术
        引言
        在水利工程建设过程,灌浆施工技术作为基础性技术,提高其应用质量利于保证水利工程建设效率。因此,作为研究人员,要深入工作实际,不断制定更加完善的管理模式,从而才能保证各项工作顺利开展。
        1水利工程灌浆施工技术概述
        水利单位在开展灌浆技术的施工工作时,需要施工人员采用极大的压力,从而实现对混合液的运输,以便其可以及时输送到有需要的施工部位。在此期间,一旦施工人员没有对压力进行合理分配,那么水利工程的相关装置也会受到影响,轻则会导致装置出现损坏,重则便会造成大型的工程事故,这不论是对水利工程的施工建设,还是对施工人员的生命安全都是极为不利的。因此,在对灌浆施工技术进行施工操作的过程中,工程单位必须有效提高灌浆施工技术压力分配水平,同时施工的过程中,施工人员也需要对相关设备进行全面的检查,有效的保障施工设备的质量。
        2工程概况
        某水库工程为Ⅲ等,主要建筑物级别为3级,校核洪水位和正常蓄水位分别为426m、420m,相应的库容依次为47.25、46.18亿m3,是一座以农田灌溉、城市洪水为主,兼顾一定的旅游、发电和航运等功能的大型枢纽工程。坝址处的地质构造以断层、剪切带以及裂隙为主。岩层倾角为SW10°-16°,走向与河流斜交呈310°-330°。
        3水利工程灌浆施工技术
        3.1基础灌浆技术
        3.1.1灌浆布置及参数设计
        通过对坝基渗水问题的调查分析,一定厚度的碎裂石灰岩层分布于大坝的左、右岸坝肩,厚约7-15m,所以设计的防渗帷幕要确保排距、孔距、排数、帷幕厚度等参数的一致性。一般情况下,根据技术规范和工程实际情况将坝址固结灌浆孔设置为5排,其中辅助帷幕兼固结灌浆孔和常规固结灌浆孔分别为2排、3排,二者分别布设在帷幕的下、上游,孔深分别为18m、8m。选择梅花形固结灌浆孔布置,孔距和排距分别为2.0、1.5m,孔排距为2.5m×2.5m,孔深为5m。另外,在施工作业过程中应根据如下条件设置帷幕底高程:上、下游排深入层的取值区间分别为1-1.5m和3-5m之间,单位吸水量ω在下游排的取值区间<0.05L/min。
        3.1.2施工技术
        首先,在趾板、防渗板达到设计强度的70%后方可进行固结灌浆施工,施工推进方式整体上满足自低向高逐渐推进的原则,为形成封闭的固结灌浆施工条件应按照先对上下游边排孔灌注,然后对各单元辅助帷幕兼固结灌浆孔和中间排灌注的原则对每排灌浆。利用XY-2型钻机对现场灌浆进行钻孔,孔径约为58mm。最后,采用孔内循环、分段阻塞和自上而下的施工方法进行固结灌浆,采用多路灌浆自动记录仪J31-B型控制、记录灌浆施工过程,根据灌浆施工的技术要求将阻塞接触段位置设定为:选择基岩面以上0.2m左右的混凝土处作为趾板接触灌浆阻塞位置。
        考虑到防渗板、大坝趾板厚度较薄的情况,厚度分别0.3-0.5m、0.6-1.2m之间,加之卸荷裂隙、层间及岩溶洞穴断层与剪切带、坝基岩层产状平缓等地质构造发育,岩体的整体抗动性较差。所以,设定0.1MPa、0.2MPa分别作为防渗板Ⅰ、Ⅱ序孔的灌浆压力。大坝趾板及其下部岩体的抗抬动能力由于锚杆加固措施的实施得到较大程度的提升,一般设定0.3-0.6MPa作为灌浆压力,局部地区的最大灌浆压为1.0MPa。采用水灰比为0.5∶1、0.8∶1、1∶1、1∶3的4个等级的P.O32.5纯水泥浆液进行固结灌浆,一般选用1∶3作为开灌水灰比。
        3.2帷幕灌浆技术
        3.2.1防渗帷幕设计
        对断层、宽大裂隙、岩溶洞穴、其他长大结构面以及层间剪切带等可能发生渗漏的通道采取混凝土或灌浆回填处理措施,减少渗流量并控制两岸山体与坝基的渗流,另外可提升岩溶洞穴、软弱夹层等填充物的抗渗能力。虽然该水库坝址的岩溶化程度高且地质条件十分复杂,但是具有较好防渗性能的砂页岩相对隔水层存在于坝基深部区域,其走向顺岩层且在左岸的出露高度达410.0m,由于断层切割影响使得隔水岩层迅速抬升并形成全封闭式防渗条件。所以,预计采用以砂页岩为基础的全封闭式防渗方案作为可研阶段的防渗设计方案,帷幕工程量为58m×105m,防渗面积为105m×62m。
        3.2.2施工技术要求
        按照下游、上游、中游排的顺序帷幕灌浆作业,根据分序加密的原则对每排帷幕孔进行施工。一般情况下,选取型号为XY-2的钻机进行帷幕灌浆钻孔,先导孔孔径相对于其他段较大为φ90mm,其他段为φ75mm;相对于其他段帷幕灌浆常规孔口段孔径较大为φ75mm,其他为φ55mm;质量检查以及物探测试孔经均为φ75mm,质量控制标准见表1。
       
        表1孔径质量控制偏差
        3.2.3压水试验
        工程实践中,简易压水法因具有操作简单、原理清晰等特点为孔压水试验较为常见的方法,利用点单进行试验。设定灌浆起始段压力的80%作为灌浆之前的水压力,在实际操作过程中若大于1.0MPa则按照1.0MPa进行控制,设定灌浆孔次最大压力的80%作为灌浆之后的水压力,在实际操作过程中若大于2.0MPa则按照2.0MPa进行控制。重视施工质量水平为保证基础防渗效果的重要基础,将施工质量状况按照相关规定进行检测评价,可为水库大坝的安全稳定运行和建设质量提供重要保障。根据灌后室内试验、孔内摄像、物探测试以及压水试验等检测结果,高压灌浆可在很大程度上提高基岩的整体性,帷幕防渗性稳定可靠且能够达到设计标准,透水率小于3Lu要求。
        4水利工程中提升灌浆施工有效性的措施
        4.1基于施工基地选取钻孔具体位置
        灌浆施工期间重点涉及钻孔施工与灌浆施工2项内容,在选取科学的灌浆种类之后,要进行相应的钻孔和灌浆工作。其中钻孔部位的选择应该依据施工基地的地质特点,包括在岩石地质特点良好时,在坝基以及下游应力较大的水利工程部位开展钻孔工作,并且确保钻孔孔壁以及直孔之间保持均匀化,不可以忘记钻孔的清洗流程。
        4.2科学选择灌浆施工技术
        对于灌浆实际作业,若孔口位置上出现较小的裂缝,可以选择孔内循环方式或者孔口循环方式进行灌浆;若孔口位置上出现较大的裂缝,可以选择纯压式类型的灌浆技术,由此保证水利工程中灌浆施工的质量。除此之外,若在施工中产生串浆问题,也就是注浆期间引起水泥浆向外流出,这时要适当地延长注浆时间,并且同时在串浆孔以及注浆孔位置上加以压浆处理,或者对串浆孔进行封堵,减小水利工程出现安全隐患的概率。
        结语
        对于水利工程施工而言,灌浆施工技术有着极为重要的作用。在灌浆施工技术进行应用的过程中,施工人员需高度重视相关的施工环节,只有这样,才能保证整体施工质量。
        参考文献:
        [1]赵文刚,孙军,崔明星.浅谈基础灌浆施工技术在水利工程中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2018(17):157.
        [2]陈凤琪.帷幕灌浆施工技术在水利工程中的应用分析[J].智能城市,2018,(21).
        [3]王俊,曾秀芳.关于对灌浆技术在水利工程建设管理中的应用研究[J].建材与装饰,2018,(42).
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