帷幕灌浆工艺在地下空间防水抗渗中的应用

发表时间:2020/9/22   来源:《基层建设》2020年第15期   作者:盛学伟1 盛海霞2
[导读] 摘要:随着科学技术的发展,我国的帷幕灌浆技术有了很大进展,该工艺广泛应用于水利、隧道等大型厚重构筑物的施工工期和使用过程中防水抗渗,但是对于建筑结构地下室、地下车库等位置由于空间受限,防渗处理没有很好的方式,将帷幕灌浆工艺原理扩展应用到建筑物地下室等部位的防水抗渗处理,并结合工程实例对该工艺的应用推广的可行性作验证。
        1北京振冲工程股份有限公司  北京市  100020;2中天交通建设投资集团有限公司  湖北省襄阳市  441000
        摘要:随着科学技术的发展,我国的帷幕灌浆技术有了很大进展,该工艺广泛应用于水利、隧道等大型厚重构筑物的施工工期和使用过程中防水抗渗,但是对于建筑结构地下室、地下车库等位置由于空间受限,防渗处理没有很好的方式,将帷幕灌浆工艺原理扩展应用到建筑物地下室等部位的防水抗渗处理,并结合工程实例对该工艺的应用推广的可行性作验证。
        关键词:帷幕灌浆;地下空间;防水抗渗
        引言
        帷幕灌浆施工工艺常用于水利工程、隧道开挖等大型厚重构筑物的防水抗渗,不仅工艺设备简单,操作方便,施工周期短,造价相对较低,而且对地下水和环境无污染,因此,将该工艺应用到建筑物地下部位的防渗加固处理,将该工艺的应用范围上进行一定的推广。
        1帷幕灌浆法简介
        帷幕灌浆就是用钻孔机械(回旋式、冲击式、回旋冲击式)在大坝帷幕灌浆轴线上按照设计孔位造孔,冲孔洗孔合格后利用柱塞泵将设计比级的水泥浆用一定的压力注入到灌浆孔中,通过水泥浆在裂隙中的填充连成一道连续的挡水幕墙,降低坝基的渗流以及坝基的扬压力,从而确保大坝的稳定性。
        2施工技术特点
        2.1钻孔技术特点
        对于钻孔,主要是机械的选取和钻孔深度的确定,首先通过放线定位,根据设计图纸通过放线定位标示出应成孔位置其间距可根据现场灌浆情况适当调整。在设计前应详细核对结构图纸对原抗浮锚杆、设备基础等位置尽量避开。由于设计图和现场情况可能存在差异,因此,钻孔过程中,根据取出芯样核对,确保能钻孔穿透结构层、防水层、垫层至原基础层。
        2.2灌浆技术特点
       
        帷幕灌浆施工工艺流程图
        在进行灌浆过程中,对于灌浆料材料的确定尤为重要,要控制灌浆料在水中不扩散,在施工前应进行材性试验,合格后方可使用,严格遵循帷幕灌浆工艺步骤进行灌浆,采用单孔进浆,待相邻灌浆管冒出浓浆后接入下一灌浆嘴,待第二灌浆管冒出浓浆后,将第一灌浆管封闭,接入第三进浆孔,以此类推,灌浆过程中严格控制压力,《帷幕灌浆施工技术规范》针对灌浆压力有明确规定,对于灌浆压力,一般控制在0.2MPa~0.5MPa,根据注入量的大小,可适当降低或者提高灌浆压力,但最大压力不得超过0.5MPa,在灌浆压力加大过程中,压力从0.2MPa开始,按每级0.1MPa升压。灌浆过程中应低压慢灌,完成后检查灌浆情况,局部需要进行补浆区域及时补浆。
        2.3冲洗、压水试验
        在打孔的时候孔内会有很多的残渣,如不及时清理或导致孔内裂隙被封堵,需要用清水冲洗帷幕灌浆孔.在进行裂隙冲洗前,应对钻孔进行冲洗。1.钻孔冲洗应采用大流量清水冲洗,将孔内的岩粉等沉淀物冲出孔外。至回水澄清无沉淀物结束。裂隙冲洗时间可至回水清净时10min结束,但总的冲洗时间,单孔不小于30min,串通孔不少于2h。对回水达不到澄清要求的孔段,应继续冲洗,孔内残存的沉积物厚度不超过20cm。2.冲洗压力:冲洗水压采用80%的灌浆压力,压力超过1MPa时,则采用1MPa;冲洗风压采用50%灌浆压力,压力超过0.5MPa,则采用0.5MPa。3.当邻近孔正在灌浆作业或灌浆结束不足24h,不得进行裂隙冲洗。4.灌浆孔(段)裂隙冲洗后,该孔(段)应立即连续进行灌浆作业,因故中断时间间隔超过24h,应在灌浆前重新进行裂隙冲洗。
        3主要质量控制措施
        ①做好技术交底,明确质量控制重点,从作业者自身意识抓起。②严格固定底脚支座,确保钻机方位角和倾斜角度满足设计和规范要求,每钻进2m或每钻进加杆时,用罗盘校正一次。③根据廊道高度定制专用钻杆,避免长短不一影响加长后钻杆曲率。④严格控制钻进速度,实际操作中钻进速度控制在0.8~1.2m/h为宜,并每隔5~10m用测斜仪校验一次孔斜和方位角。⑤用比重计或婆美式比重计量测水泥浆液比重,每5min量测一次,计量误差小于5%,确保浆液比满足设计要求,水泥浆液温度宜保持在5~40℃。⑥经常检查和清洗压力表油杯和灌浆管路,依据灌浆试验确定的压力进行分段、分孔升压灌浆。⑦因裂隙发育和走向不定,灌浆时遇到漏浆冒浆等特殊情况,尽量采用限流、低压、间歇和表面嵌缝等措施逐步灌注至结束标准。对于串浆的灌浆孔采用单孔灌注,另一孔封堵到位,不得两孔同时灌注。吃浆量大时采用一次灌注2~3t/段次,然后间歇待凝,最后复灌该段次,直至达到设计要求。⑧加强过程监控,由专职质检员全程监控,详细记录灌浆过程和特殊情况。
        4水库工程帷幕灌浆施工中特殊情况的处理
        (1)注浆量大的问题。在帷幕灌浆过程中出现注浆量持续较大时可采用低压限流、间接灌浆和浓浆方式来进行,然后检查灌浆过程中有无浆液出漏点,若有则需要对其表面进行封堵。对一些注浆量明显异常的孔可加入水泥砂浆、水玻璃、锯末等,采用低压限流灌注0.5∶1比级的水泥浆液,从而保证水泥浆液的有效扩散,形成连续的挡水幕墙。(2)串浆问题。在灌浆的过程中会出现浆液串流到其他的孔或者是缝隙里面,对于串浆的孔位需要塞灌浆塞同时灌浆,对于灌浆孔位附近的地表面出漏的则需要封堵表面出漏点24h后重新扫孔灌浆。(3)孔口返水较大的问题。在灌浆过程中出现因孔口返水较大无法用灌浆塞封堵时,可在灌浆塞的止水橡胶周围缠绕若干海带,在封堵过程中海带持续遇水膨胀,有较好的封堵效果。
        5水利工程施工帷幕灌浆试验
        (1)裂隙冲洗。在对帷幕灌浆孔接触段钻孔进行冲洗之后,就可以开展裂隙冲洗工作,其他孔段可以不进行冲洗。冲洗阶段,可以选取压力水脉动法对单孔裂隙进行冲洗,而串通孔裂隙同样可以选用此方法进行冲洗,使用此方法冲洗后,如果效果并不理想,那么就可以选择风、水冲洗方法进行循环冲洗,保障孔段干净。孔段裂隙冲洗期间,可以同时冲洗裂隙与钻孔。在进行冲洗时,水压需要选择80%灌浆压力,如果压力大于1MPa,就可以直接选取1MPa压力;如果冲洗风压选择50%灌浆压力,就可以选择不小于0.5MPa的压力。在冲洗水变清10min后,就可以停止裂隙冲洗工作。通常来讲,单孔整体冲洗时间需要控制在30min以上,串通孔需要控制在2h以上。如果孔段回水清澈度不能够满足相应要求,那么就需要持续进行冲洗,将孔洞内的残留物厚度控制在20cm以下。(2)压水试验。在进行帷幕灌浆之前,要采用压水方法,对灌浆孔进行裂缝冲洗,从而充分保障灌浆质量。如果采用单孔冲洗的方法进行裂缝冲洗,那么灌浆压力80%为裂缝冲洗压力,如果其大于0.8MPa,就可以选择0.8MPa,直至回水清澈即可停止。然后,按照相应顺序,对先导孔一段一段进行压水试验,在实际进行灌浆之前,要对先导孔进行压水试验,方法为五点法。
        结语
        综上所述,通过对帷幕灌浆工艺在地下室的应用,并举一实例验证,结果表明,帷幕灌浆工艺原理应用于地下室等空间受限部位的防水抗渗具有很好的经济效益与社会价值,施工工艺及施工机械简单,耗量少且防水抗渗效果很好;为地下室防水抗渗处理提供了一个有效的解决途径和技术手段。
        参考文献:
        [1]郑建.地下防水工程技术浅析[J].现代物业,2019(4):77-79.
        [2]孙娟.水利施工中存在的问题分析和研究对策[J].山西建筑,2014,40(4):33-35.
        [3]朱彬,田惠详,催凯歌.浅谈水利工程施工技术中可能产生的问题及解决办法[J].自然科学(文摘版),2016(4):25-26.
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