水利工程中帷幕灌浆施工工艺探讨 王龙

发表时间:2020/6/15   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:王龙
[导读] 摘要:本文将采用理论联系实际的论证方法,从坝基工程入手,对水利工程中帷幕灌浆施工工艺的相关流程以及细节进行研究探讨。
        绥化市安澜水务投资建设有限公司  黑龙江省  152200
        摘要:本文将采用理论联系实际的论证方法,从坝基工程入手,对水利工程中帷幕灌浆施工工艺的相关流程以及细节进行研究探讨。
        关键词:渗漏;帷幕灌浆;施工
        引言:
        水利工程建设由于长期工作于水下并受到地质等因素的影响,地下水侵蚀其基础结构,漏渗问题极其严重。坝基表面出现不同程度的裂缝现象,这是导致漏渗问题的主要原因。因此防渗工作成为保障水利工程质量的首要任务。帷幕灌浆技术是水利工程建设中最为常用的防渗处理方式,。采用帷幕与坝基排水系统相结合,不仅降低了坝基面渗透压力值,同时在灌浆的共同作用下,降低了绕坝与坝基的渗漏量,而且有效的防止了渗漏对坝基及两岸边坡的稳定性产生不利影响。
        1帷幕灌浆材料
        帷幕灌浆的材料主要使用硅酸盐水泥,如遇到特殊的环境或岩层含较强酸性,则采用耐酸或含特殊功能的水泥种类[1]。水泥要存放于干燥的储存空间中,防止水泥结块。水泥性能要符合相关特殊规范,如强度高于PO.32.5,满足GB175。
        2帷幕灌浆施工准备
        帷幕灌浆施工工程的准备工作主要有确定帷幕的位置,标记钻孔的深度、帷幕的厚度,根据位置确定孔距与排距。在帷幕灌浆工程中,施工作业的工程量一般在6752m左右,帷幕以线型排布。钻孔较深导致灌浆压力大。帷幕一般含 1到3排灌浆孔,要在水库蓄水工作开始前完成主帷幕。
        (1)根据工程项目提供的文件材料要对大坝的现场情况、地质环境以及水文进行详细的勘探,收集灌浆施工工程所需的信息,如水质、流速、岩石结构以及渗水性能等[2]。材料收集工作完成后,要对钻孔根据工程图的指示进行试验。在试验过程中要详细记录灌浆工程中的各项参数,之后按照要求检验灌浆效果,并向监理提交生产性检验报告。
        (2)确定好基础条件后,制定安全性高的灌浆方案以及防渗漏方案,保证帷幕灌浆工艺的准确性。
        (3)对施工人员进行详细的技术培训以及技术考核,确保施工人员的专业技能。
        (4)对施工材料、机械配备以及施工人员的分工做好明确分配,确保人员稳定,保障工程顺利进行。
        3帷幕灌浆技术的施工流程
        3.1.1测量。钻孔位置的确定要严格按照相关设计要求,要在帷幕灌浆工程施工前测量完毕。钻孔确定位置采用全站仪测设灌浆轴线,当测量中产生转折点或较大高差时,要在问题位置上设置控制点。为了保证参数精确无误,在施工过程中对各项数据进行核对测量,要将灌浆孔位置的布控以及孔口高程作为核对的重点对象,确保帷幕灌浆工程的质量。
        3.1.2成孔作业分为四项,钻孔位置、孔径、钻孔深度、钻孔顺序。钻机位置的选择与钻孔位置的选择同等重要。钻机的位置要选在平整的场地以确保钻机摆放牢固。如平整地方稀缺可根据实际情况在钻机场地铺设垫层或平台[3]。钻机位置固定后要调整平台、调节钻杆和灌浆孔,确保“三点一线”。为了保证钻孔的机械设备以及运行系统达到正常标准,试机和试钻是必不可少的准备工作。在此过程中同时将钻机的动力以及施工地区供电供水等必备条件进行考量。部件的检查工作也是极其重要的,要着重检查钻具、钻杆,这对成孔的效果与质量起着支撑作用。
        3.1.3洗孔与清理裂缝是帷幕灌浆工程中不可或缺的一部分。地质拥有一定的保护结构,而在钻孔过程中将部分孔洞保护结构破坏,同时残存孔洞内部形成沉渣,由于规定孔底沉渣厚度不得超过20cm,因此要将这些沉渣进行清理,待钻孔结束后,要清洗孔壁,利用高压水从孔底到孔边,保证水压在灌浆压力的80% 以内,清理成孔的时间不能少于2 小时。在钻孔过程中,坝基表面部分结构出现卸荷松弛现象,由于污水浸泡以及裂缝发育,大量泥浆进入裂缝。这时需要采用自上而下钻孔分段的方法,对每段进行单独清洗。
        3.1.4灌浆、封孔。帷幕灌浆采用分段、自下而上进行。注入率是规定灌浆时间的准则,注入率< 0.4L/m in→灌浆时间≥0.5h;注入率≤1L/m in灌浆时间≥1h。灌注时间要附和灌浆速度,最佳的时间间隔为0.5h→1h。如在观察进浆量和回浆量过程中,出现回浆加浓情况,要立刻更换配比与之前相同的新浆。
        封孔作业采用分段、自下而上的纯压全孔灌浆封孔法。采用0.5∶1的置换配比置换孔内余浆为浓浆。封孔时间尽量在 1小时之内,封孔压力≥ 1.5 MPa。

3.1.5压水试验、灌浆检验压水试验是对水利工程中帷幕灌浆工艺的检验,水压试验有利于保障施工的异质性。水压试验依旧采取分段检验的方法,对检查孔和灌浆孔进行分段试验,16m为压水的试验间隔,以上为了保证帷幕灌浆工程的施工效果。
        压水试验在正式开始时,为了确保试验结果达到相关标准以及注入率的稳定性,要求分别进行≥4次的注入率测量。压水试验时间一般规定为20min,实验过程中要定时观察水的流量并做出记录,同时要根据施工作业的相关准则,做出参数记录。灌浆工程结束后,至少要在14天内完成检验工作,而检验灌浆效果的方式一般采用补孔,补孔的数量应控制在灌浆孔数的10%左右。
        3.2灌浆压力
        3.2.1在帷幕灌浆工程中,灌浆压力要求达到规定数值,部分区域为达到设计压力可依据分级升压方式逐步升压,分级压力亦可根据实际情况管控。分级升压的速度可以0.5MPa/10min为准,升压同时纯灌时间要≥15min。
        3.2.2岩石及混凝土抬动是灌浆过程中最为常见的突发状况,有效调控灌浆注入率及其压力是首要条件,灌浆注入率≤ 30 L/min。
        3.2.3不同部位依据其高程设定灌浆压力。在施工中抬动变形值发生增加时,监理人及设计人应及时采取措施降低压力值。
        3.2.4在施工过程中,通常以安装灌浆压力表来调控回浆管路上出现压力大于 3.0 MPa的情况。
        3.3变浆标准
        3.3.1变浆标准应由稀到浓逐渐变换。当灌浆注入率减少,灌浆压力不变时,水灰比不得改变;或当灌浆压力不断升高,注入率不变时,水灰比同样不得改变。
        3.3.2更换水灰比浆液灌注级别是注入率及灌浆压力无改变时的最佳方案,前提条件是灌注时间30min,或比级浆液注入量≥ 300 L。
        3.3. 3在监理及设计人员同意的情况下,注入率≥ 30 L/min时,可根据实际情况转换灌浆浓度。
        3.4灌浆质量检查
        3.4.1灌浆质量检查共分为两部分;(1)检验钻孔压水试验;(2)相关项目综合评定成果,包括钻孔、灌浆记录数据、测试结果、取芯资料等。
        3.4.2钻孔灌浆部位灌浆结束后的14天为压水试验最好的检验时间,检验方式选用从上至下分段钻孔。根据钻孔地质情况,选取不同程度的灌浆压力与灌浆方法,依据位置、水头,检验灌浆长度与分段长度是否相同。
        3.4.3检查灌浆质量时,首先要绘制钻孔柱状图。根据总孔数10%的比例来控制检验数量,要求每个单元至少检查一孔。
        4施工后控制管理
        4.1整理施工资料。一切项目资料都应具有真实性、可靠性与准确性。施工资料作为帷幕灌浆工程管理效果与质量效果的体现依据,整理与归档相关资料是施工后控制管理的首要任务。
        4.2实行“三不放过”政策[4]。在验收过程中,出现质量问题时应立即纠正,将问题消除在萌发状态,监管要贯穿整个施工过程。定期现场抽查,加大监督力度,管理部门应及时安排专业人员解决存在质量隐患与疑问的地方,为帷幕灌浆工程质量提供保障。
        5结语
        “质量”永远站在帷幕灌浆工程的关键位置上,质量关乎着帷幕灌浆建设的成败。作为能够极大解决渗漏问题的帷幕灌浆技术,合理的利用帷幕灌浆技术,不仅保证了水利建筑的稳定性与安全性,而且推动了水利工程建设的飞速发展。希望通过本文的研究,能够为帷幕灌浆施工工艺在其他项目中的运用起到借鉴作用。
        参考文献:
        [1]罗志卫. 水利工程大坝基础帷幕灌浆施工技术.科技与创新[M],2019(11):84-85.
        [2]陈爱兵.水利工程中帷幕灌浆施工工艺探析.江西建材[J],2018(09):50-52.
        [3]闫先熙.水利工程中帷幕灌浆施工工艺.中华建设[J],2016(05):140-141.
        [4]杨洁琼.水利工程施工中帷幕灌浆技术初探.科技创新导报[M].2016(04):13-14.
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