水利工程坝基固结灌浆施工技术质量控制研究

发表时间:2021/7/15   来源:《城镇建设》2021年3月7期   作者:  黄勇
[导读] 为预防坝体渗漏与结构沉降变形等问题的出现,在现代水利工程中,应加强对固结灌浆施工技术的研究。
        黄勇
        桃源县漳江垸水利管理委员会 湖南 常德 415700
        摘要:为预防坝体渗漏与结构沉降变形等问题的出现,在现代水利工程中,应加强对固结灌浆施工技术的研究,创新优化技术体系,完善技术标准,严格控制各施工环节质量,为水利工程质量提供技术保障。
        关键词:水利工程;灌浆施工;质量控制
        引言
        在现代水利工程建设中,坝基固结灌浆施工是工程建设中的重点,为加强水利工程坝基固结灌浆施工质量控制,研究坝基固结灌浆施工技术及质量控制非常必要。
        一、水利工程坝基固结灌浆施工技术分析
        (一)钻孔
        首先,施工人员参照设计图纸,确定灌浆孔位置,在灌浆孔内设置预埋管,如埋设50mm直径的铁管,将其在混凝土垫层内进行埋设,在预埋管内开展钻孔作业。其次,根据施工需求,配置TY-28型风钻机等型号的钻机设备,对场地进行硬化整平处理,测量调整钻机安装位置及垂直度,确定位置与垂直度符合标准后,将钻机安装固定,保持钻杆中心点与灌浆孔中心点的重合状态。再次,在钻头钻进过程中,定期对钻杆垂直度进行测量校正,如果垂直度偏差超过允许范围,则对孔壁偏斜部位进行填补压实处理,以修正孔壁垂直度。在必要情况下,重新开展钻孔作业。最后,严格控制钻孔,在钻头钻进地层一定深度后,再适当上提钻孔速度,而在钻头抵达设计标高后,即可结束钻孔作业,缓慢上提钻杆至孔。
        (二)清孔
        清孔时应检查成孔质量是否达标,如测量孔深与孔壁垂直度,观察孔壁结构完好性,确定无误后,采取高压风水联合方式,冲洗孔壁及孔底灰尘残渣,将孔底沉渣层厚度控制在50mm内。待清孔结束后,开展压水试验,使用脉冲式灌浆机冲洗孔壁裂隙,将冲洗时间控制在10min左右,将压水时间保持在20min及以上,将压水压力设定为灌浆压力的80%。同时,每隔5min对实时压水流量进行测量,根据测量结果来判断灌浆孔透水率。
        (三)灌浆
        为控制灌浆质量,技术人员应结合工程情况合理选择灌浆顺序与灌浆方法,如选择孔内循环方式,一次性完成全孔灌浆作业。同时,也可选择采取孔内分段方式,将灌浆孔划分为若干节段,按照从上到下顺序分别开展阻塞灌浆作业,并在已完成灌浆段底面上方50cm处设置灌浆塞,预防漏灌问题出现。此外,在灌浆环节,应掌握以下技术要点:
        (1)灌浆压力控制
        根据试验段施工情况,准确验算最佳灌浆压力值,保持灌浆压力值固定不变。同时,在灌浆期间出现注入率大幅提升现象时,必须采取分级升压方式,根据灌浆情况适当上调灌浆压力值,将注入率大小作为灌浆压力值的调整依据。
        (2)水浆比控制
        将水浆比控制在0.6:1,如果实际灌浆量超过300L,或是在持续灌浆1h后灌浆压力及注入率并未出现明显变化时,则对水浆比加以调整,如调整至0.5:1,随后,继续开展灌浆作业。
        (3)灌浆时间控制
        在灌浆期间,持续对灌浆压力与注入率进行观测,如果注入率始终未超过1.0L/min,则将灌浆时长控制在30min左右即可。同时,在灌浆期间出现突发问题致使灌浆中断,且中断30min后问题仍未得到解决时,重新开展钻孔灌浆作业。
        (四)封孔
        首先,检查灌浆质量,遵循相关工艺规范开展压水试验,将检查孔数量保持在灌浆孔总量的5%及以上,如果孔段合格率达到80%,且不合格孔段透水率不超过设计值50%时,可以直接开展封孔作业。反之,则表明灌浆质量不达标,需要进行返工处理,直至试验检测通过。其次,观察灌浆孔是否存在涌水与泛浆等异常现象,如果出现此类问题,则根据严重程度将灌浆孔静置一定时间,待凝持续时间长度视实际情况而定。最后,在确定无异常现象,或是浆液凝结后,使用水胶比0.5:1的浓浆开展全孔封孔作业,并使用干硬性预缩水泥等材料将孔口压实抹光,保持封孔表面以及混凝土表面的齐平状态。


        二、水利工程坝基固结灌浆施工技术质量控制研究
        (一)优化施工方案
        为保证坝基固结灌浆施工方案切实可行,应及时处理方案中存在的技术性问题。因此,在正式施工前,需要将固结灌浆方案审核论证,根据现场地质条件与工程情况,判断方案可行性,基于论证意见对方案进行优化调整,并检查施工图纸是否存在缺项漏项问题,对图纸缺漏项部位进行补充标注。另外,组织试验段施工,从施工现场中选择具备良好灌浆性能或是代表性的地段作为施工段,按照方案开展坝基固结灌浆作业。
        (二)水灰比控制
        在坝基固结灌浆施工期间,必须根据固结灌浆实时情况来调整水灰比,如果水灰比调整不当,将对固结灌浆效果造成影响。而水灰比控制要点如下:第一,在灌浆压力不变,吸浆量持续降低时,无需调整水灰比。同时,在灌浆压力持续升高,且吸浆量基本不变时,无需调整水灰比。第二,在任意一级水灰比浆液的实际灌注量超过300L,且吸浆量以及灌浆压力值并未出现明显变化时,则将浆液水灰比浓度上调一级,随后恢复灌浆作业。第三,在灌浆孔实际吸浆量超过30L/min时,需要对浆液水灰比进行越级调浓处理。第四,在浆液水灰比调整后,如果出现吸浆量骤然增减与灌浆压力异常提升现象,必须分析问题成因,在问题得到解决后再恢复灌浆作业。
        (三)固结灌浆成效分析
        在坝基固结灌浆施工结束后,需要对固结灌浆成效进行分析,评判坝基固结灌浆质量,如果质量不达标,或是实际固结灌浆成效未得到施工预期,则开展返工作业,在必要情况下重新开展固结灌浆施工。
        (1)测量平均透水率
        在固结灌浆施工期间,测量平均透水率。观察岩体结构在有无盖重条件下是否分布有松弛裂隙,并对试验段透水率进行测量,如果试验段中超过80%灌浆孔的透水率达标,且未达标灌浆孔透水率不超过设计值50%,则表明固结灌浆成效符合施工标准。随后,开展抬动观测作业,在上下游区域分别设置抬动变形观测点,持续对坝基固结灌浆过程进行观测,根据坝段盖重条件,提前设定相对应的灌浆压力值。在施工期间,将测量值与额定值对比分析,根据对比结果判断是否存在抬动变形问题,准确判断抬动变形程度。
        (2)施工质量检测
        在坝基固结灌浆施工完毕后,对施工成果质量进行检测,如采取声波检测技术,在现场布置若干数量的声波检查孔,向灌浆孔内发射探测声波,接收反射声波,以此来判断固结灌浆结构情况,如果存在严重质量缺陷,则对坝基开展全面性的补强灌浆作业。而在固结灌浆结构中存在局部缺陷部位,且缺陷程度较为轻微时,对缺陷部位进行补强灌浆即可。
        (四)特殊状况的处理
        在坝基固结灌浆施工期间,受到人为操作与环境等因素影响,偶尔出现串浆、泛浆等突发问题,如果问题未得到及时有效解决,将对固结灌浆效果造成影响。因此,技术人员必须全面掌握各类特殊状况的有效处理手段。例如,在出现串浆问题后,根据实际灌浆情况与串漏量,选择上调浆液浓度或是调整灌浆压力。
        结束语
        综上所述,在现代水利工程中,坝基固结灌浆是一项常见的施工技术,通过向岩层中压灌水泥浆液,可以有效填充岩层孔隙裂缝,起到提高岩体弹性模量、增强坝基岩体抗压强度的作用,对水利大坝运行效果的改善有着重要意义。
        参考文献
        [1]水利水电工程中坝基固结灌浆试验研究[J].刘志鹏.水电站机电技术.2020(11)
        [2]坝基及消力池固结灌浆施工工艺及其质量控制[J].刘红军,朱金成,顾宏,刘顺萍.水利水电工程设计.2015(03)
        [3]亚热带地区不良地质段固结灌浆施工技术研究应用[J].卢燕华,阿宗千.施工技术.2020(S1)
        
        
        
        
       
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