趙寶東
(云南建投第一水利水電建設(shè)有限公司,云南 昆明 650000)
加強(qiáng)防滲處理的有效方法便是將帷幕灌漿技術(shù)應(yīng)用于水利工程中,該方法效果確切,得到了廣大工程的廣泛應(yīng)用。并且帷幕灌漿技術(shù)的廣泛應(yīng)用在一定程度上提高了水利工程的質(zhì)量,對(duì)于水利工程的順利進(jìn)行具有重要作用。雖然該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟和完善,但是在實(shí)際工程建設(shè)中,常常會(huì)出現(xiàn)因?yàn)闆]有掌握技術(shù)要點(diǎn)而引發(fā)問題的情況,對(duì)水利水電工程帷幕灌漿的質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。
在應(yīng)用帷幕灌漿技術(shù)前需要進(jìn)行全面的灌漿設(shè)計(jì),初步設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括灌漿孔孔排距的布置、鉆孔深度、特殊地質(zhì)情況處理等,如果上述設(shè)計(jì)存在不足,在施工過程沒有進(jìn)行必要的優(yōu)化和變更,那么勢(shì)必會(huì)嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。因此,設(shè)計(jì)方面的不足主要體現(xiàn)在對(duì)施工過程中問題控制的不足。
一般水利水電工程上常用的帷幕灌漿方式是根據(jù)漿液在孔段中流動(dòng)的方式來分類分別為純壓式灌漿和循環(huán)式灌漿法兩種灌漿方式。針對(duì)不同的地質(zhì)情況選用不同的灌漿方式,巖層的發(fā)育、裂隙的大小對(duì)灌漿的方法,漿液的流速慢,容易沉淀,不易過早的堵塞裂隙的通道。達(dá)不到理論上的擴(kuò)散半徑,影響幕墻的形成。灌漿方式的選擇也是影響帷幕灌漿幕墻形成的關(guān)鍵地方。
應(yīng)用帷幕灌漿技術(shù)的過程中,由于鉆孔導(dǎo)致的質(zhì)量問題也是一類頻發(fā)問題。其中最常見的便是鉆孔傾斜問題。如果鉆頭處于嚴(yán)重受損的狀態(tài),在鉆孔環(huán)節(jié)便極容易出現(xiàn)傾斜的現(xiàn)象,并且還可能產(chǎn)生方向偏差。同樣,在鉆孔環(huán)節(jié),如果沒有及時(shí)對(duì)沖洗劑進(jìn)行合理調(diào)整,也會(huì)大大增加鉆孔傾斜的風(fēng)險(xiǎn)。其次,在鉆孔環(huán)節(jié),如果鉆孔和鉆機(jī)沒有處于同一軸線,也可能會(huì)導(dǎo)致鉆孔發(fā)生傾斜,因此鉆孔處理需要較強(qiáng)的精準(zhǔn)性。
由于受到設(shè)備因素、電力因素、泵機(jī)因素等影響,灌漿中斷現(xiàn)象嚴(yán)重,嚴(yán)重影響帷幕灌漿的質(zhì)量。灌漿發(fā)生中斷的主要原因在于施工部門沒有對(duì)該問題進(jìn)行充分的考慮,重視度不足,也沒有制定有效的預(yù)防措施,如建立電力備案系統(tǒng)、設(shè)備維修維護(hù),導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障的概率上升,灌漿發(fā)生中斷的風(fēng)險(xiǎn)也隨之提升。除此之外,堵塞現(xiàn)象也是常見的問題的質(zhì)疑,導(dǎo)致灌漿管出現(xiàn)堵塞的主要原因?yàn)楣酀{管質(zhì)量不合格、規(guī)格不達(dá)標(biāo)等。泵機(jī)出現(xiàn)問題的主要原因在于清洗不及時(shí)、維護(hù)力度不足等。
帷幕灌漿設(shè)計(jì)應(yīng)從兩個(gè)層次上進(jìn)行設(shè)計(jì)。第一,在設(shè)計(jì)初期對(duì)大壩地質(zhì)資料收集,前期的地質(zhì)勘探資料和帷幕灌漿試驗(yàn)進(jìn)行比對(duì),提供帷幕灌漿設(shè)計(jì)圖紙;第二,在施工階段,施工單位在做帷幕灌漿復(fù)核試驗(yàn)時(shí)應(yīng)全程參與,了解不同位置、不同時(shí)段的灌漿參數(shù),對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行優(yōu)化、提出有利的措施,最大化保證防滲帷幕的形成?;诤侠碛?jì)算,保證鉆孔設(shè)置科學(xué)合理,這樣才能有效提高防滲性能。
純壓式灌漿為水泥漿液在孔段中單向流動(dòng),灌漿中沒有設(shè)置回漿管路,灌漿塞結(jié)構(gòu)簡單,適用于巖層裂隙發(fā)育、孔隙較大的地層。在孔隙較小的地層時(shí),其水泥漿液流速較小,水泥漿液易沉淀堵塞孔隙,不利于形成帷幕墻達(dá)到防滲效果。
循環(huán)式灌漿為水泥漿液在孔段中保持著流動(dòng)狀態(tài),灌漿中有設(shè)置灌漿回路,較之純壓式灌漿來說較復(fù)雜,適用于巖層裂隙較小的地層。此種方法水泥漿液在孔段中循環(huán),漿液不易過早的堵塞裂隙通道從而達(dá)到理論上的漿液擴(kuò)散半徑而形成帷幕墻。
灌漿中斷現(xiàn)象較為嚴(yán)重,為了有效避免該現(xiàn)象的發(fā)生,首先要對(duì)導(dǎo)致灌漿中斷的原因展開全面分析,并提前制定相應(yīng)的預(yù)防措施,做好預(yù)防工作。通過常見的灌漿中斷問題,工作人員需要從下述幾點(diǎn)出發(fā),制定有效的預(yù)防措施。第一,進(jìn)行材料選擇的過程中,應(yīng)選擇合適的灌漿管管徑,根據(jù)不同的地質(zhì)條件、鉆孔深度和灌漿的實(shí)際需求對(duì)灌漿管進(jìn)行選擇,同時(shí)要確保灌漿管的質(zhì)量達(dá)標(biāo),規(guī)格合理,能夠有效適應(yīng)施工地的地勢(shì)條件。第二,施工部門應(yīng)設(shè)置專門的備用電力系統(tǒng),如果供電發(fā)生問題,那么備用電力系統(tǒng)便能夠快速修復(fù)問題。第三,應(yīng)定期對(duì)泵機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),做好檢查工作,維護(hù)人員應(yīng)定期檢查和維護(hù)泵機(jī),發(fā)現(xiàn)故障時(shí)立刻進(jìn)行處理,最大程度降低設(shè)備故障發(fā)生率。
進(jìn)行鉆孔處理的過程中,無法預(yù)測(cè)的因素較多,對(duì)工程造成一定的影響。為了加強(qiáng)對(duì)鉆孔過程的控制,首先需要對(duì)施工工藝進(jìn)行優(yōu)化和完善,使施工流程趨于規(guī)范化,關(guān)鍵在于有效解決常見的鉆孔傾斜問題。鉆頭的選擇也是影響孔斜的一部分因素,鉆頭根據(jù)不同的地質(zhì)條件選擇不同型式和材質(zhì)的。一般常用的鉆具鉆頭采用金剛石鉆頭、內(nèi)外鑲和階梯肋骨硬質(zhì)合金鉆頭。鉆頭在施工過程中根據(jù)鉆頭的損耗的情況及時(shí)更換。鉆機(jī)立軸工作人員應(yīng)定期校對(duì),采用水平尺校正鉆機(jī)立軸兩端的軸心是否與鉆孔中心線重合??仔笔且环N較為常見的鉆孔事故,主要形成原因?yàn)榈刭|(zhì)條件不佳及技術(shù)水平不達(dá)標(biāo)。如果帷幕灌漿施工中鉆孔偏斜嚴(yán)重,為了使灌漿質(zhì)量得到有效控制在孔斜控制上,在得到設(shè)計(jì)單位的許可后可以在孔的附近軸線上進(jìn)行補(bǔ)鉆灌漿處理,通常情況下與原灌漿孔的距離應(yīng)小于50cm,但是進(jìn)行補(bǔ)鉆處理前應(yīng)將偏斜孔填好。孔斜測(cè)量儀器使用KXP-1 型輕便測(cè)斜儀??仔逼畈坏么笥谝?guī)范值??仔睖y(cè)量一般為50m 以內(nèi)鉆孔一次性測(cè)量。50m 以上鉆孔每增加20m 孔深測(cè)量一次。
1、鉆孔洗孔通常采用壓力水沖洗,沖洗的結(jié)束原則是鉆孔孔底沉積厚度小于20cm。
2、灌漿壓力控制:壓力控制有一次升壓發(fā)和分級(jí)升壓法兩種??刂频倪x擇需從透水率的大小、裂隙的發(fā)育情況來判別和選用。灌漿壓力的控制一般遵循的原則:當(dāng)在巖層單位耗灰量很大、在此灌漿壓力下順利漿液持續(xù)的進(jìn)入裂隙時(shí),應(yīng)保持在此壓力下持續(xù)注入漿液,待單位耗灰量逐漸減少時(shí)再提高壓力直到達(dá)到規(guī)定壓力;當(dāng)巖層單位耗灰量較小、漿液進(jìn)入裂隙較少時(shí),應(yīng)盡快將壓力升到規(guī)定值。
3、漿液的變換:漿液濃度的變化應(yīng)按照先稀后濃的原則,逐漸轉(zhuǎn)換。除此之外,漿液轉(zhuǎn)換還需要根據(jù)相應(yīng)的工序,首先合理控制漿液的水灰比,確保壓力一定,如果注入率下降或者沒有改變,那么漿液壓力也同樣不會(huì)改變。如果需要注入漿液的量大于300L,或者灌漿速率達(dá)到了30L/min,應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工情況進(jìn)行合理調(diào)整。
帷幕灌漿每個(gè)單元的生產(chǎn)孔完成后,保證單元的質(zhì)量需對(duì)其進(jìn)行鉆孔壓水質(zhì)量檢查,帷幕灌漿質(zhì)量檢查孔一般不小于灌漿生產(chǎn)孔總數(shù)量的10%。而在檢查孔的布置上一般布置原則:1、檢查孔孔位需在帷幕灌漿中心軸線上;2、鉆孔孔斜偏大、灌漿施工過程中不規(guī)范的部位;3、巖層裂隙發(fā)育、透水率偏大、灌漿耗灰量偏大、復(fù)灌等地質(zhì)條件復(fù)雜的部位。
綜上所述,有效的提高水利工程的質(zhì)量和效益主要的是從工程的整體的帷幕灌漿的防滲效果出發(fā)。在現(xiàn)階段全球氣候的變化,極端天氣的出現(xiàn),越來越多的水利工程在供水、灌溉等方面起到了預(yù)期的效果,帷幕灌漿工程的相關(guān)技術(shù)研究為不同的地質(zhì)條件的防滲問題提供了可靠的保證,為水利工程的產(chǎn)生的社會(huì)效益提供了技術(shù)服務(wù)。