关于岩溶地区水利水电工程帷幕灌浆施工技术研究

发表时间:2020/11/2   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:刘本欣
[导读] 摘要:我国帷幕灌浆施工技术经过多年的发展,已经在水利水电工程施工中成为了不可或缺的部分,是大坝安全蓄水的重要保证。
        中国水利水电第一工程局有限公司  吉林长春  130000
        摘要:我国帷幕灌浆施工技术经过多年的发展,已经在水利水电工程施工中成为了不可或缺的部分,是大坝安全蓄水的重要保证。岩溶地区帷幕灌浆施工普遍存在着溶洞规模较大、溶洞群较多、存在泥质充填型溶洞等异常地质情况,施工难度大、施工成本高,所以,要针对岩溶地区帷幕灌浆施工特点、不断改进施工技术,全面认识岩溶地区帷幕灌浆施工技术在水利水电工程施工中的应用方法,本文主要针对岩溶地区水利水电工程帷幕灌浆施工技术进行简要分析。
        关键词:岩溶地区;水利水电;帷幕灌浆
        1岩溶地区帷幕灌浆施工技术的确定
        在选取帷幕灌浆试验段时,在右岸明灌段选取了长度为20m的区域作为生产性帷幕灌浆试验区域,施工区所处位置覆盖层较厚,且为岩溶发育较为强烈区域,为达到帷幕灌浆所起到的防渗效果形成阻水帷幕,控制设计参数,采用了孔口封闭灌浆法,在施工灌浆段时,遇空腔型溶洞时采用了砂浆泵灌注0.5:1:1的水泥砂浆灌注,灌浆结束后扫孔复灌,直至灌浆结束;遇泥质充填型溶洞时采用0.5:1水泥浆液灌注,根据灌浆量适当灌注外加剂水玻璃等。该段试验段的施工确定了施工参数、施工方法与帷幕线布置,为大坝帷幕灌浆的蓄水质量奠定了基础。
        因施工试验段时遇溶洞等异常地质情况较多,根据现场需要进行了先导孔物探测试,物探测试内容包括声波、电阻等,各项物探测试成果显示出帷幕线所处位置,地下溶洞及岩溶裂隙较为发育,但物探成果数据显示范围仍具有一定的局限性,为确保施工质量,且在左岸灌浆平硐1-5单元实际施工情况(灌浆作业时于左岸坝前、坝后边坡多处山体处漏浆、输水洞漏浆),结合帷幕灌浆试验区相关数据,制定出了整个复杂地质条件下的帷幕灌浆施工工艺。
        2施工技术特点
        2.1施工设备易于搬卸,有利于施工现场摆布。
        2.2 遇空腔型溶洞时,采用砂浆泵灌注水泥砂浆结束后进行12小时待凝,待凝结束后进行扫孔复灌,可以达到省时省材保证施工质量的效果。
        2.3 遇充填型溶洞及岩溶裂隙时,采用水泥浆液灌注,并根据灌注情况添加外加剂水玻璃等,可以达到省时省材保证施工质量的效果。
        2.4 先导孔进行物探测试遇前期物探成果进行比对整合有利于帷幕灌浆整体施工部署安排,可以达到省时的效果。
        3适用范围
        适用于岩溶发育较为强烈区域,且尤为适用于在中露天帷幕灌浆作业,通过对各类溶洞、岩溶裂隙及其他不良地质情况的灌浆处理,即可以保证施工质量,又可以达到省时省材的目的,并且可以形成可靠的阻水帷幕,为大坝的安全蓄水提供帮助。
        4施工技术原理
        通过先导孔物探测试确定施工区域内不良地质情况,利用地质钻机钻孔过程中返水颜色的变化及返水水量的变化对地下岩溶裂隙进行初步分析,根据压水施工确定透水率情况,选择适用的开灌水灰比;如钻孔过程中遇掉钻等特殊异常情况,测量掉钻长度,根据掉钻长度初步确定溶洞大致规模,继而选择灌注水泥砂浆或水泥浆液,并根据现场情况添加外加剂,在灌浆结束后进行扫孔复灌,进而达到省时省材保证施工质量的目的。


        5施工方法
        5.1溶洞及大裂隙的判断
        5.1.1 溶洞的判断
        1.在钻孔施工中,当钻机发生掉钻现象时,意为钻孔遇溶洞。
        2.当灌浆孔钻孔过程中未发生掉钻或掉钻不明显小于20cm时,累计灌注水泥大于15吨时,视为有地下裂隙连接至某处溶洞。
        5.1.2大裂隙的判断
        1.当钻孔作业时发生钻孔返水颜色突变时,视为孔内有大裂隙;
        2.当钻孔作业时发生钻孔无返水情况时,视为孔内有大裂隙;
        3.当灌浆作业时发生灌注15吨水泥且待凝三次以上时,视为孔内有大裂隙。
        5.2溶洞及大裂隙处理方法
        5.2.1 常规灌浆
        当钻孔遇掉钻不明显或小于20cm时,应根据压水吕荣值决定开灌水灰比,并根据灌注浆液流量及压力变化,按规范及设计要求结束灌浆。当流量较大灌浆无回浆,应采用限流、间歇灌浆,当灌注水泥达到5吨时应结束灌浆,待凝12小时。
        5.2.2 非常规灌浆
        当钻孔遇掉钻大于20cm或待凝三次灌注水泥浆液15吨时,应立即采用水泥砂浆进行灌注。
        1水泥砂浆性能技术参数(参考值)
        1)砂浆流动度为(18±2)S;
        2)砂浆泌水率≤3%,膨胀率为0.5~1.0%;
        3)砂浆初凝时间为12~14h;
        2砂浆配合比的拟定
        施工中所拌制浆液应具有良好的流动性和可灌性,其配合比初步拟定为水:灰:砂=0.5:1:1,砂浆的配合比最终应通过浆液试验及现场施工情况决定。
        3水泥砂浆的灌注方法
        当现场施工过程中遇溶洞大裂隙等特殊地质情况,立即与拌合站取得联系进行水泥砂浆搅拌,由水泥罐车运送至相应灌浆区域,水泥砂浆先行放至储浆桶内,经砂浆泵泵送至灌浆孔内,直至达到孔口返浆为止。
        6注意事项
        6.1施工注意事项
        1.钻孔施工过程中应准确记录施工情况,对钻孔返水、掉钻等应详细记录。
        2.灌浆时应经常活动钻机钻杆,防止钻杆铸死孔内。
        3.灌浆时应严格控制水泥砂浆配合比、流动度等,保证灌浆质量的需求。
        7结束语
        该项施工技术在应用过程中采用先导孔物探测试确定帷幕线岩溶发育情况,因混凝土添堵溶洞不易保证帷幕线施工质量,通过确定溶洞发育情况采取不同处理措施的方法,极大的减少了帷幕灌浆所用水泥主材的消耗,缩短了施工工期,极大的降低了施工成本,减少工程投资。同时该项工法的应用降低了工程总造价,原设计三排或两排帷幕,在该工法应用后,两排或一排帷幕即可达到设计要求。
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