陳建勇
摘要:水庫壩體是水庫大壩施工建設(shè)的主要內(nèi)容,其施工質(zhì)量,直接決定了水庫大壩總體施工質(zhì)量。但通常情況下,水庫大壩施工所處環(huán)境比較惡劣,長期運行難免會發(fā)生一些質(zhì)量通病,如壩體滲漏,不但會影響水庫大壩的使用年限,而且會對下游居民的生命和財產(chǎn)構(gòu)成威脅,需要進行加固處理。
關(guān)鍵詞:水庫壩體;灌漿工程;施工技術(shù)
1灌漿技術(shù)的種類和作用
1.1灌漿技術(shù)的種類
灌漿技術(shù)的主要原理是通過比較易凝固的液體材料對水利工程大壩縫隙進行全面填充,根據(jù)大壩實際情況計算灌漿比例,并充分利用灌漿設(shè)備進行填縫處理,從而提升大壩工程的穩(wěn)定性。按照灌漿目的不同,可分為帷幕灌漿、回填灌漿、固結(jié)灌漿、接觸灌漿和接縫灌漿;根據(jù)灌漿方式區(qū)分,可分為循環(huán)灌漿法和純壓灌漿法兩種。純壓灌漿法是在漿液向巖石裂隙中擴散時,人為控制使?jié){液“只進不出”,由于灌漿時間較長,后期漿液流速低,容易出現(xiàn)漿液中水泥顆粒沉淀堵塞裂隙口,因而純壓灌漿法只適用于大裂隙、大滲透量的地層。而循環(huán)式灌漿法始終保持漿液循環(huán),進入孔段內(nèi)的漿液一部分進入裂隙擴散,余下的漿液返回地面重復(fù)使用,始終保持循環(huán)流動狀態(tài),有利于提高灌漿質(zhì)量。因此,多數(shù)情況下,主要采用循環(huán)式灌漿技術(shù)。
1.2注漿技術(shù)的作用
近年來,在水庫大壩施工建設(shè)中,受地質(zhì)環(huán)境和加固處理技術(shù)的限制,壩基滲漏、基礎(chǔ)沉降等現(xiàn)象時有發(fā)生,水利工程大壩施工的總體質(zhì)量和安全性難以保證,大壩注漿是通過鉆孔(或預(yù)埋管),將具有流動性和膠凝性的漿液,按一定配比要求,壓入地層或建筑物的縫隙中膠結(jié)硬化成整體,達到防滲、固結(jié)、增強的目的。
2大壩工程灌漿施工常見問題分析
2.1漿液外溢
一般而言,水利水電大壩工程中灌漿施工工作宜1-3h內(nèi)完成整個施工流程,但由于受到地質(zhì)、環(huán)境、氣候及地理位置等外界因素的影響,通常會出現(xiàn)水泥漿從地基中外溢的問題。此種情況出現(xiàn)后應(yīng)首先降低灌漿壓力,然后對水泥漿液的流動情況進行觀察,確保無問題后方可進行后續(xù)的灌漿施工。其次,也可通過提高水泥漿液的粘稠度來控制漿液的流動速度,或在灌漿施工環(huán)節(jié)中間歇性的注入一部分水泥砂漿至地基,從而保證該灌漿施工的質(zhì)量得到有效控制。
2.2鉆孔傾斜
根據(jù)相關(guān)要求,水利工程灌漿工程施工中,現(xiàn)場需要對鉆孔斜度進行嚴格測量,確保能夠?qū)φ`差情況進行詳細控制。若孔斜已經(jīng)大于工程設(shè)計要求,最主要的原因則為鉆孔初步階段未能對鉆孔工作進行有效控制,鉆孔速度較快,鉆孔機具的穩(wěn)定性差等,這將會對整個灌漿工程施工質(zhì)量產(chǎn)生非常嚴重的影響。
2.3屏漿時間長。
在灌漿工程施工過程中,很多工作人員經(jīng)常將屏漿及閉漿混淆。閉漿是指灌漿段達到結(jié)束標準,為防止灌漿段內(nèi)的漿液溢出,繼續(xù)保持孔段內(nèi)封閉且受壓一定時間,漿液凝結(jié)后,打開進出管閥門無涌水現(xiàn)象,則判定為合格。但是屏漿工作則是是指灌漿段的灌漿達到結(jié)束條件后(壓力、注入率、持續(xù)時間滿足要求),再繼續(xù)對灌漿孔段灌注稀漿并保持灌漿壓力不變。一般情況下,灌漿工作能夠滿足相關(guān)標準之后則可結(jié)束施工,將孔隙口徑進行封閉之后確保灌漿工作的完成,屏漿所需時間大約為半小時。目前我國很多水利工程施工項目為了保證工程灌漿整體質(zhì)量,會將屏漿時間延長,這樣工程整體施工時間也會增加。屏漿工作完成之后,固結(jié)灌漿也需要進行閉漿,所以增加閉漿時間在實際上施工中并不存在較大的意義,即使增加時常也多此一舉。
3水庫壩體灌漿工程施工技術(shù)
3.1固結(jié)灌漿技術(shù)的應(yīng)用
在山區(qū)巖石基礎(chǔ)上修筑混凝土拱壩或重力壩時,通常采用基礎(chǔ)整體固結(jié)灌漿以提高壩基整體承載力;為使灌漿質(zhì)量穩(wěn)定可靠,灌漿前常在巖基上層預(yù)埋灌漿孔并澆筑混凝土壓重后再進行固結(jié)灌漿。固結(jié)灌漿孔在灌漿前應(yīng)采用清水壓入灌漿孔及裂隙,沖洗至回水變清為止。灌漿孔宜分為兩序,按照分序加密的原則,先施工Ⅰ序孔,后施工Ⅱ序孔。固結(jié)灌漿多采用純壓式全孔一次灌注;漿液通常為純水泥漿,濃度應(yīng)由稀變濃、逐級變換。 在灌漿施工過程中,時常有冒漿、漏漿的情況出現(xiàn),應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場具體情況具體分析,采用表面封堵、降低灌漿壓力、灌注濃漿、限流限量、間歇等方法進行處理。
3.2帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用
常見的大庫大壩壩基透水性分布不均,壩基透水性分區(qū)塊有大有小,整體不均,為了有效控制壩基滲漏,減小壩基滲透水量,降低壩基揚壓力,常采用帷幕灌漿法來增強基巖構(gòu)造結(jié)構(gòu)面滲透穩(wěn)定性。帷幕灌漿一般按照鉆孔→沖水→壓水試驗→灌漿→封孔的順序分進行施工,為確保灌漿質(zhì)量、減少灌漿段內(nèi)的漿液沉淀,一般均采用雙管循環(huán)式灌漿方式施灌。灌漿孔嚴格進行分序,通常分為三序,以部分Ⅰ序孔為先導(dǎo)孔,邊灌邊試驗,取得較為理想的灌漿參數(shù)后,再按照先Ⅰ序孔,然后Ⅱ、Ⅲ序孔的順序分序加密進行后續(xù)施工。灌漿每段長不宜超過6米,漿液仍需遵循由稀到濃、逐級變換的原則,在設(shè)計規(guī)定的壓力下,當吸漿量小于0.4L/min時,繼續(xù)灌注60min,或吸漿量小于1L/min時,繼續(xù)灌注90min,即可結(jié)束。大壩壩基經(jīng)帷幕灌漿后穩(wěn)定性與防滲性將更加優(yōu)良。大壩整體的抗裂性能夠切實提升,這對于延長大壩使用壽命非常關(guān)鍵。
3.3接觸灌漿技術(shù)的應(yīng)用
大壩接觸灌漿的主要作用是填充縫隙,使壩體間不同性質(zhì)的構(gòu)筑物間接觸面密實,提升大壩的整體穩(wěn)定性,防止壩基與上部結(jié)構(gòu)的接觸面出現(xiàn)滲漏。在巖石地基上建造混凝土壩,混凝土體積收縮而基巖相對穩(wěn)定,兩者之間必然出現(xiàn)縫隙,對于這類縫隙就必須進行接觸灌漿,因此接觸灌漿需在壩體混凝土和裂縫張開度達到設(shè)計規(guī)定值后開始進行,并且在蓄水前完成蓄水位以下的接觸灌漿施工。在基礎(chǔ)巖面比較平緩部位,接觸灌漿通常會與壩基帷幕灌漿結(jié)合進行,在水工金屬結(jié)構(gòu)物比如鋼閘門或其他鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)物周圍澆筑混凝土,當混凝土體積收縮后,兩者間同樣地會產(chǎn)生縫隙,對此縫隙也要進行灌漿。
4結(jié)語
灌漿工程施工技術(shù)是目前水庫大壩防滲漏施工中最常用的技術(shù)之一,在具體應(yīng)用前要先對水庫大壩的水文地質(zhì)條件進行全面勘探,并制定合理的施工方案,才能提升施工質(zhì)量。在應(yīng)用灌漿工程施工技術(shù)時,涉及到的任何一個環(huán)節(jié)控制不當都會影響施工質(zhì)量。因此,在實際施工中需要根據(jù)水庫大壩實際情況和施工工序進行合理施工,才能確保灌漿施工質(zhì)量。
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(作者單位:常德市鼎城區(qū)堯天坪鎮(zhèn)水利管理站)