浅谈帷幕灌浆技术在歌乐水库渗漏处理中的应用

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:宁娅娟
[导读] 摘要:灌浆技术在工程领域应用的非常广泛,除应用于大坝的防渗处理。
        宣威市水利水电勘察设计研究所  云南宣威  655400
        摘要:灌浆技术在工程领域应用的非常广泛,除应用于大坝的防渗处理。还广泛应用于水下隧洞围岩固结、衬砌回填、超前支护、混凝土坝体接缝以及建(构)筑物补强、堵漏等方面。实用性非常强。因此本人通过歌乐水库渗漏处理,理论结合实际,就水库大坝帷幕灌浆的施工技术作一个浅谈总结,仅供参考。
        关键词:水库;帷幕灌浆;防渗
        1、工程概况
        歌乐水库位于宣威市板桥镇西南10.8km处的歌乐村。距离宣威市26km。水库总库容75.1万m3。坝顶高程2138.94m,坝长161m,坝高30.8m。水库控制径流面积为1.82km2,是一座人饮和灌溉为主,兼顾防洪的小(二)型工程,正常运用洪水标准为20年一遇,非常运用洪水标准为200年一遇。该工程区域地震基本烈度为Ⅶ度。可控制灌溉耕地面积15000亩,水库枢纽建筑物主要包括大坝、输水隧洞、溢洪道等。
        2、大坝存在的主要问题
        该水库于1997年设计新建,首次施工时由于受当时施工技术条件限制,大坝填筑质量差,密实度不满足规范要求。现场检查主要异常表现:①大坝坝体、坝基存在渗漏现象,水库运行期间,老坝体下游坝坡长期潮湿;②左岸下游近坝河床边存在泉水,清水,流量2L/s,为左岸坝基、坝肩渗漏;③坝体下游河床存在泉水出溢点,积水形成水塘,为河床坝基渗漏。工程存在的主要安全问题:大坝坝体、坝基及接触带渗漏严重。由于病害严重,水库不能正常运行,水库效益得不到正常发挥。
        针对宣威市歌乐水库工程存在的病害,对大坝坝体、坝基及接触带进行帷幕灌浆防渗处理。
        3、帷幕灌浆布置方案
        防渗帷幕轴线拟定:根据工程现状,选择坝体轴线位置作为防渗帷幕轴线有利于施工布置。防渗帷幕灌浆范围确定:水库正常水位2135.89m,取帷幕顶界高于正常水位0.5m,则设计帷幕顶界为2136.39m。防渗帷幕布置:帷幕灌浆底界进入q<10Lu以下5m,帷幕灌浆分三序进行,待第一序孔灌浆结束后,再进行第二序孔,第二序孔灌浆结束后,再进行第三序孔。
        4、钻灌设备:地质钻机,采用XY-IB-1-S(150型);钻孔测斜仪,采用KXP-1型轻便测斜仪:灌浆机,采用3SNS型柱塞式三杠高压注压泵;搅浆机,采用200LX2型;输浆管,采用双层钢丝编织胶管作输浆管;供水设备,采用DDG-85-45X5型水泵从输水涵洞出口处的水池内抽水由输水管路分别送至各钻管作业点。
        5、钻孔及灌浆工艺
        (1)钻孔:钻孔过程中,每个孔控制孔斜,帷幕孔孔底偏差值符合下表要求:
       
        每个钻孔结束(终孔),应经监理工程师或业主方检查,验收合格签字认可后,方可进行下一步操作。
        (2)钻孔冲洗、裂隙冲洗和压水试验:灌浆孔(段)在灌浆前应进行钻孔冲洗,孔内沉积厚度不得超过20cm,帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法。灌浆孔坝土段采用注水试验,基岩段采用压水试验,检查孔采用单点法压水试验。
        (3)灌浆压力和灌浆方法:采用自上而下分段灌注时,灌浆塞在灌段底以上0.5米处,以防漏灌。
        (4)制浆:称量,制浆材料称量误差不得大于5%,固体材料采用重量称量法。浆液搅拌:各类浆液搅拌均匀,测定浆液密度和粘度等参数,并做好记录。纯水泥浆搅拌时间:使用普通搅拌机时,不少于3min;使用高速搅拌机时,不少于30s。拌制细水泥浆液和稳定浆液,应加入减水剂和采用高速搅拌机,高速搅拌机搅拌转速应大于1200r/min,搅拌时间通过试验确定。细水泥浆液的拌制,从制备到用完的时间宜小于2h。浆液温度保持在5—40℃,低于或超过此标准的视为废浆。集中制浆站制备水灰比为0.5:1的纯水泥浆液。输送浆液流速宜为1.4—2.0m/s。各灌浆地点应测定来浆密度。灌浆结束标准:在规定压力下,当注入率不大于0.4L/min时,继续灌注60min,或不大于1L/min时,继续灌注90min,灌浆即可结束。
        (5)灌浆孔封孔:每个帷幕灌浆孔全孔灌浆结束后,应会同监理人及时进行验收,验收合格的灌浆孔才能进行封孔。帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时,灌浆孔封孔应采用“全孔灌浆封孔法”。
        6、材料:所有材料,负责采购、运输、储存、保管、所采购材料应符合有关的材料质量标准,并附有生产厂的质量证明书。灌浆用的水泥必须符合规定的质量标准。灌浆用水应清洁干净,本工程施工从库内抽取。
        7、灌浆质量检查:帷幕灌浆质量检查应以分析检查孔压水试验结果为主,结合钻孔、取岩芯资料、灌浆记录和测试成果等评定其质量。帷幕灌浆检查孔的数量应为灌浆孔总数的10%,一个坝段或一个单元工程内至少应布置一个检查孔。帷幕灌浆检查孔压试验应在该部位灌浆结束14天后进行。,在灌浆结束后7天或监理人指示的时间内,将有关资料提交给监理人,以便拟定检查位置。帷幕灌浆的封孔理应逐孔进行检查。帷幕灌浆压水试验合格标准,各段的合格率应为90%以上,否则,应按监理人的指示或批准的措施进行处理。
        8、特殊情况的处理:在浆灌过程中若发现冒浆、漏浆等,应采用塞缝、表面封堵、低夺、浓浆、限流、限量、间歇灌浆方法进行处理。当发生串浆时,若串浆孔具备灌浆条件便同时进行灌浆,且一泵灌一孔。待灌浆结束后,扫孔、冲洗继续钻孔灌浆。若因故中断,采取以下措施:及早恢复灌浆。否则要立即冲洗钻孔、恢复灌浆。若法冲洗或冲洗无效,则重新扫孔灌浆。恢复灌浆时,用开灌比级的水泥进行灌浆。如注入率与中断前的相近,即可改用中断前的比级的浆继续灌注,如注入率与中断前减少较为,则浆液应逐级加浓继续灌注。恢复灌浆后,如注入率较中断前减少很多,且在短时间内停止吸浆,应扫孔重灌。出现涌水的灌浆孔段,灌浆前须测涌水压力和涌水量,据涌水情况选择以下处理方案:自上而下分段灌浆;缩小灌浆段;采用较高的灌浆压力;用浓浆灌注;屏浆;闭浆;采用纯压式灌浆方法;浆液中掺速凝剂;待凝;采用压力灌浆封孔。
        9、灌浆段注入量大,难于结束时,采用下列措施:
        低压、浓浆、限流、限差、间歇灌浆;浆液中掺加速凝剂;灌注混合浆液,加砂或粘土,煤灰等,具体方案经监理工程师批准;处理后的灌浆段要扫孔,继续按要求灌浆,直到结束。
        10、灌浆段遇到溶洞,要查明溶洞的充填类型和规模再采取相应的措施。
        洞内无充填物时,据溶洞大小,先投入碎石,后灌入水泥砂浆,或混合浆。待凝后,扫孔、灌纯水泥浆加强。洞内有充填物时,据充填物类型、性能以及充填程度、采用高压灌浆或劈裂灌浆。
        结语
        帷幕灌浆工程系地下看不见的隐蔽工程,灌浆过程中要严格做好质量效果的判断,记录随时分析研究各种数据。要有针对性的采取不同技术措施确保工程质量满足要求,检验灌浆质量的标准,除按设计及有关规范要求施工外,最终在于灌后工程运行观测。歌乐水库到目前为止,水库未出现渗漏现象。施工处理效果非常好,受到大家的一致认同。
        参考文献:
        [1]《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5148-2001)
        [2] 《歌乐水库除险加固工程初步设计报告》
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