中国葛洲坝集团路桥工程有限公司 湖北宜昌 443000
摘要:灌浆技术作为水工大坝坝基处理中常用和重要的工程技术措施,随着我国水利水电建设的发展,采用灌浆法处理水工大坝不良地基防渗和加固技术得到广泛的应用。
关键词:不良地基;水泥灌浆 处理
灌浆技术作为水利水电工程最重要的施工措施之一,其在大坝坝基的建设和维修上有很广泛的应用。我国已经研究和应用灌浆技术很多年了,其技术已经相对成熟,也取得了良好的研究成果。但是在使用的过程中还存在一些问题,在不同情况下灌浆的技术掌握不成熟,且应用不是很广泛,导致很多水利水电工程不能顺利进行。因此,我国水利水电企业要加强对灌浆技术的研究,充分发挥其优势性能,促进我国水利水电工程的快速发展。
一、不良地基土的表现形式及特征
我国幅员辽阔,地域特征十分明显,不同地区进行工程项目建设时,不良地基的表现形式也不同。不良地基土主要具有高灵敏度、低渗透性、高压塑性的特点,工程建设中主要有以下四种表现形式:
1,软粘土。软粘土普遍存在于工程项目建设中,其抗压性能弱,渗透性能低,且软粘土的承压力较差。在高负荷的压力下,受力不均易发生变形现象,严重影响着工程项目的正常运行。
2,饱和松散砂土。饱和松散砂土是由粉砂和细砂构成,不受外力作用时,其强度非常高。然而,其受到地震或是大型机器震动的影响时,饱和松散砂土地基容易发生塌陷。
3,充填土。充填土又称垃圾土,由生活、生产过程中遗留的垃圾进行堆积,再经过长期的分解,逐步形成成分复杂的垃圾土。垃圾土是人类后天堆积而成,其具有堆积不规则、承重性能弱、厚薄不均等特点,易造成地基不均匀沉降现象的发生。
4,膨胀土。蒙脱石是膨胀土的矿物质主要构成成分。由于膨胀土具有反复膨胀的特点,导致其性质及其不稳定,降低了大坝工程的安全性。
二、 大坝基础灌浆简述
2.1灌浆
修建大坝之前,首先要先修建好坝基,建基工作通常是利用浆液本身的流动性,从预先打好的小孔中灌入,填充到建基用的岩石的缝隙中去,所以灌浆技术主要是为了提高坝基整体的的抗渗性和稳定性,保证在大坝上进行工程建筑时,有较为扎实的根基。
2.2大坝灌浆的作用
灌浆的目的在于通过这种基层处理技术,使大坝的地基变得更加稳定,满足工程环境施工的需要。
2.3大坝灌浆的分类
(1)根据灌浆的不同功能,大坝灌浆可分为固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆和回填灌浆。
(2)根据大坝地基本身成分的不同,大坝灌浆可以分为岩石灌浆和砂砾石层灌浆[2]。
(3)根据灌浆时产生的压力,压力高于3Mpa时称为高压灌浆,压力范围在0.5到3Mpa之间称为中压灌浆,压力低于0.5Mpa称为低压灌浆。
三、大坝不良地基的灌浆施工技术应用
大坝不良地基的灌浆方法的应用当中,要结合不同的情况选择实施灌浆方法,对于正冒水的情况进行堵水灌浆实施就是比较重要的,比较大的集中漏水的情况实施灌浆施工中,这就是特殊的地层,一般是在岩溶区域以及混凝土特大缺陷的时候会出现这一现象。
在对这种地层灌浆方法的实施中,就要结合出水点以及出水量大小来设置相应的直径孔口管,然后把水集中到引导管中排出,将周边的冒水岩缝通过泥浆进行封堵,通过孔口管当中反压灌浆。冒水大的情况采取灌浆施工,就要在裂隙间钻深孔并埋孔口管,把裂隙当中水引出来,沿着裂隙口进行凿槽处理,通过棉纱以及麻刀实施封堵。而对于相对浅的孔就要通过低压实施灌浆处理。处理冒水量小的就要通过沿着裂隙凿出深度在五到十厘米的“U”型槽,底部进行铺设铁皮,然后穿透铁皮进行埋设灌浆管,通过速凝砂浆把槽填平达到强度后,就可通过裂隙低端向上进行灌浆处理。
对吸浆量比较大的地层灌浆处理的时候,就要充分注重和实际的情况紧密结合起来,这一类型的地层主要是裂缝岩层,灌浆实施在三小时内完成,吸浆量比较大的时候灌浆就不能在有限的施工时间内完成,所以这就要求在灌浆方法的应用环节要加强质量的控制,主要可从几个层面加强重视。通过采用限流的方式进行灌浆操作是比较重要的,灌浆率控制在每分钟十到十五升比较合适,通过对浆液流动速度进行有效控制,保障浆液沉积速度变快,在注入率减小的时候压力增加,增加到规定要求。通过采用降压处理的方法也是比较重要的,在这一施工当中,主要是让浆液形成自流的灌浆方法,在裂缝充满浆液后使浆液流动性大大降低,通过增加压力然后正常灌浆。除此之外,通过加速凝剂以及灌注水泥砂浆等方式进行实施,这些都能对吸入量大的地层灌浆施工质量加以控制。
另外,大坝不良地基的灌浆施工当中,岩溶区的基础灌浆施工质量控制是比较关键的。具体施工当中岩溶基础施工有填充物基础施工,结合实际的岩溶深度和大小进行确定。施工当中通过高压灌浆方法的应用来实施基础灌浆,通过不冲洗高压水泥灌浆的操作下,保障基础的稳定和防渗性能提高。具体的灌浆实施后水泥就会呈现网状的结构形态,从而能提高基础的抗裂性能,保障基础的稳定性。基础施工中对没有填充物的情况,为避免混凝土离析,灌注后就要扫孔灌注水泥浆,通过将孔径扩大的方式向其中投入干净碎石,在达到相应程度后灌注水泥砂浆,这样就能从整体上提高灌浆的质量。而在深层的岩层处理方面就要在周边灌浆,通过岩溶填充物实施挤压以及固结的处理,然后钻孔灌注。在这样的方式应用下,岩溶区的基础灌浆施工质量就能有效控制。而对于漏水严重的地层施工中,灌浆技术的应用方法就比较多样,通过模袋灌浆方法的应用,以及充填级配料方法的应用,对于充填级配料处理的方法,就是使用粘稠的水泥冲灌砾石和粗砂,应该根据实际情况使用适合的砾石粗细,如果没有进行有效的收敛,使用比较粘稠的水泥冲灌级配料。通过重复灌浆的方法应用,使用多次灌浆的方法就是对岩缝进行间歇的灌浆,对于每次灌浆都应该有一定的间隔,而且一直保持灌浆的时间间隔,其中根据具体情况进行控制灌浆的时间,但是一般情况下都不会大于八个小时,都能起到比较好的灌浆施工效果。还有降压处理法。降压处理的方法就是降低灌浆的压力,这样可以有效的减小灌浆的流速,根据砂浆的自流性能,等到其不断的凝结,等到不在流动以后再加压继续灌浆处理。
结束语:
总之,大坝不良地基的灌浆施工技术是一项需要在技术层面上不断进行深究的工艺,虽然现已对其进行了技术上的许多分析,但在水利工程的基础工程简述的过程中任然要因地制宜,充分运用每一分能够应用的优点,避开相应的缺点,进而使基础灌浆技术在其大坝建基施工中发出最大的功效,保证整体工程的安全性达到最佳。
参考文献:
[1]许厚材.水利水电工程基础灌浆中特殊地层的灌浆方法[J].水利发电设计与施工,2005.
[2]刘伟,金涛,杨晓娟.浅议大坝基础灌浆设计思想[J].水利科技与经济,2005.07:151-153
[3]王丽.基础灌浆技术在坝基处理中的应用[J].科技传播用用科学,2010.