学而不思则罔,思而不学则殆,这里是勤劳的编辑给家人们收集整理的水利工程筑施工中帷幕灌浆技术的研究【最新4篇】,希望对大家有所帮助。
摘 要:帷幕灌浆是处理地基与防渗的一种重要技术,现已被广泛采用。本文以梁家坪水库除险加固工程为背景,详细地介绍了帷幕灌浆技术的特点及施工过程,对充分发挥帷幕灌浆在水库除险加固工程中的应用有积极意义。
关键词:帷幕灌浆,施工工艺,质量
中图分类号:TU74 文献标识码:A
一、工程概况
梁家坪水库位于福建省邵武市和平镇,所在河流为富屯溪流域内的支流,是一座以灌溉为主,结合供水、养殖等综合利用的小(二)型水库。水库枢纽工程包括拦河坝、溢洪道、输水涵洞等建筑物。大坝为均质土坝,坝顶实际高程413.0m, 上游防浪墙墙顶高程413.6m,坝顶全长118.0m,最大坝高15.4m,坝顶宽度3.0m。迎水坡为干砌块石护坡,坡比1:2.5,背水坡为土石坝坡,坡比1:2;高程402.2m以下为排水棱体,棱体顶宽1.5m,上、下游边坡分别为1:1与1:1.2。
水库建成于1974年3月,历经多年使用后,建筑物逐渐遭受到不同程度的损坏,出现多种问题,不能满足安全运行和使用需要。同时,岸坡坝段和绕坝渗漏严重,经过多方案比选,推荐采用帷幕灌浆处理。
二、帷幕灌浆施工
1 施工布置
按设计要求,将灌浆孔布置在坝顶轴线上,分为Ⅲ序,孔距为2.0m,共计60孔,孔位轴向偏差≤10.0cm,灌浆后压水试验透水率q≤5.0Lu。
2 施工方法
2.1施工设备
造孔采用3台150型回转式钻机及金刚石钻头,灌浆采用3台高压灌浆泵。
2.2施工程序
采用3序跳孔法施工,先钻Ⅰ序孔,Ⅰ序孔钻灌后再进行Ⅱ序孔,Ⅱ序孔钻灌后再进行Ⅲ序孔。施工工艺流程如图1:
2.3主要施工方法
2.3.1测量放样
根据监理提供的测量控制网点及水准网点资料,复核测区内有关平面控制点和水准点数据,在二等控制网点的基础上增设施工所需的三等平面和高程控制网点。施工控制网与二等网点组成大地四边形网,设4个控制点,6条边,平均边长150.0m,组成全边角网。同时,在4 个控制点上进行光电测距三角高程测量,建立三维控制网。
2.3.2灌浆孔布置
灌浆孔布置在坝顶轴线上,分为Ⅲ序,孔距2.0m,孔位轴向偏差≤10.0cm,孔深由坝基面至相对隔水层以下1.0m。
2.3.3造孔
采用91.0mm的孔径,金刚石钻头钻进,用水冲洗,记录钻杆、钻具、机上余尺长度。
2.3.4孔斜测量
垂直或顶角小于5°的帷幕灌浆孔,其孔底偏差值不得大于表1规定的数值。若钻孔偏斜值超过规定,应采取补救措施,对钻孔进行纠斜或封堵重钻。如表1所示。
钻机安装应平整稳固,开钻前加强观测,埋设好孔口管,钻机主轴方向正确,开钻时先采用慢速低压钻进。
采用钻孔测斜仪全孔测斜,在钻孔过程中定时进行孔向测量。每5.0m量测一次,不足5.0m的钻孔,终孔必须量测一次。
2.3.5冲洗和压水试验
(1)冲洗
采用风水联合冲洗,将具有一定压力的风、水两管同时下入孔底,孔口敞开,通过阀门控制,轮换向孔内送入风、水,使孔内裂隙充填物顺着风水混合体携带出来。
冲洗水压采用80.0%的灌浆压力,该值大于1.0MPa时采用1.0MPa;冲洗风压采用50%灌浆压力,该值大于0.5MPa时采用0.5MPa。
(2)裂隙冲洗
裂隙冲洗应冲洗至回水澄清后10.0min结束,且总的时间要求,单孔≥30.0min,串通孔≥2.0h。对回水达不到澄清要求的孔段,继续进行冲洗,孔内残存的沉积物厚度≤20.0cm。当邻近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结束不足24.0h,不得进行裂隙冲洗。裂隙冲洗过的孔应立即进行连续灌浆作业,因故中断超过24.0h的,应在灌浆前重新进行裂隙冲洗。
(3)压水试验
采用简易压水法进行压水试验,应在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行。其试验压力取灌浆压力的80.0%,该值大于1.0MPa时采用1.0MPa;压水时间20.0min,每5.0min测读一次压水流量,选取最后的流量值作为计算流量。
2.3.6灌浆方法
按分序加密的原则进行,分Ⅲ序,先进行Ⅰ序孔,然后Ⅱ序孔,最后进行Ⅲ序孔施工。采用自上而下分段灌浆法,灌浆塞应阻塞在该灌浆段段顶以上0.5 m处,防止漏灌。各灌浆段灌浆结束后一般可不待凝,但在灌前涌水、灌后返浆或遇其他地质条件复杂情况,则应待凝,待凝时间应根据设计要求和工程具体情况确定。
每灌浆段采用5.0m长度,可适当调整;在岩石条件较好、渗透性较弱的地区,段长可长些,但不得大于10.0m;灌浆段的长度因故超过10.0m,对该段应采取补救措施;在岩石破碎、裂隙发育、渗漏严重的地区,段长缩短至3.0―4.0m。
射浆管距离孔底≤0.5m。灌浆压力应尽快达到设计压力值(灌浆压力为0.6―0.9 MPa,Ⅰ序孔采用小值,Ⅱ、Ⅲ序孔采用大值),当注入率较大或易于抬动的部位应分级升压,但最大压力值不允许超过每段规定的极限压力值,而且灌浆过程中不允许降压,方法如表2所示。
2.3.7灌浆材料
(1)采用普通硅酸盐水泥,强度等级不低于32.5(R),细度要求:通过80.0μm的方孔筛,其筛余量不大于5.0%。
(2)根据灌浆需要,可加入以下掺合料:
砂:质地坚硬的天然砂或人工砂,粒径不宜大于1.5mm。
膨润土或黏性土:膨润土品质应符合GB/T 5005《钻井液材料规范》的有关规定,黏性土的塑性指数不宜小于14,黏粒(粒径小于0.005mm)含量不宜低于25%,含砂量不宜大于5%,有机物含量不宜大于3%。
粉煤灰:品质指标应符合DL/T 5055《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》的规定。
水玻璃:模数宜为2.4~3.0,浓度宜为30~45波美度。
(3)根据灌浆需要,可加入以下外加剂:
①速凝剂:水玻璃、氯化钙等。
②减水剂:木质素磺酸盐类减水剂、萘系高效减水剂、聚羧酸类高效减水剂等。
③剂:膨润土及其他高塑性黏土等。
④他外加剂。
(4)各类浆液中加入掺合料和外加剂的品种、性能及数量,应根据工程情况和灌浆目的通过室内浆材试验和现场灌浆试验确定。外加剂的品质应符合DL/T 5100《水工混凝土外加剂技术规范》的有关规定。外加剂凡能溶于水的,应以水溶液状态加入;膨润土宜加水润胀后再加入。
2.3.8制浆
制浆材料应按规定的浆液配合比计量,计量误差应小于5.0%。水泥等固相材料宜采用质量(重量)称量法计量。制浆过程要严格控制投料量、掺合料及外加剂,各类浆液必须搅拌均匀,测定浆液密度和粘滞度等参数,并作好记录。
纯水泥浆液的拌制时间,使用高速制浆机时应大于30s;使用普通搅拌机时应大于3min。浆液在使用前应过筛,浆液自制备至用完的时间不宜大于4h。拌制细水泥浆液和稳定浆液时,应使用高速搅拌机并加入减水剂。细水泥浆液自制备至用完的时间宜少于2h。
集中制浆站宜制备水灰比为0.5:1的纯水泥浆液,加料误差应
2.3.9浆液水灰比和变浆标准
浆液水灰比:遵循由稀到浓的原则逐级变换,分为5、3、2、1、0.8、0.5等六级,开灌水灰比采用5:1。
变浆标准:当灌浆压力保持不变,注入率持续减少或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时,不得改变水灰比;当某一比级的浆液注入量已达到300.0L以上或灌注时间已达30.0min,而灌浆压力和注入率均无显著变化时,改换较浓一级浆液灌注;当注入率>30.0L/min时,可视具体情况越级变浓;当灌浆压力或注入率突然改变较大时,应查明原因,采取相应措施。
2.3.10灌浆结束标准
采用自上而下分段灌浆法,灌浆段在最大设计压力下,当注入率大于0.4L/min后,继续灌注30min,或注入率不大于1.0L/min时,继续灌注60min,可结束灌浆。
2.3.11抬动变形观测
(1)设有抬动变形观测装置的部位,观测孔周边10.0m范围内的灌浆孔(段)在裂隙冲洗、压水试验及灌浆过程中均应连续进行抬动变形观测,其观测成果应反映在灌浆综合成果中。
(2)应派专人进行抬动变形观测、记录,每10 min测记一次读数,数值上升较快时应加密测读,抬动变形观测允许值200μm,当变形值接近允许值时,各工序操作人员应降压施工,防止发生抬动破坏。
(3)抬动变形观测装置应防止碰撞、震动,在非观测期间应妥善保护、防止破坏;在露天砼压浆板上进行观测时应有防雨、防晒设施;使用的千分表须经计量部门鉴定,在使用过程中经常检查校验,确保其灵敏度和准确性。
2.3.12特殊处理
(1)灌浆过程中发生冒浆时,应视具体情况采用嵌缝、表面封堵、加浓灌液和降低压力等方法处理。
(2)发生串浆时,如串浆孔具备灌浆条件,应一泵一孔同时灌浆。否则,应塞住串浆孔,待灌浆孔灌浆结束后,再对串浆孔进行扫孔、冲洗、而后继续进行钻进或灌浆。
(3)涌水量较大的孔段,灌浆前记录涌水压力和涌水量,根据涌水情况,采取下列措施:减短灌浆段长、纯压式灌浆、浓浆灌注、屏浆、闭浆、扫孔、复灌等。
2.3.13封孔
灌浆结束后,采用分段压力灌浆封孔法封孔,用最稠一级水泥浆液,按10―15 m的段长将全孔作一次自下而上的复灌。等水泥浆干硬后,对未被填满的部分,排除孔内积水,再直接用干硬性水泥砂浆人工封填、捣实,孔口压抹齐平。
三、工程质量检查
1检查孔
灌浆结束14d后,钻检查孔进行检查,按灌浆孔总数的10.0%取数。
2钻孔取芯
芯样的最大长度不大于3.0m,统一编号,绘制钻孔柱状图、进行岩芯描述,并按要求试验。
3压水试验
采用5点法进行压水试验,其稳定标准及压力与灌浆的压水试验要求相同。灌后检查孔压水试验要求岩石透水率小于5.0Lu。满足设计小于5.0Lu的标准。经过实验得出,透水率最大值4.67Lu,最小值0.80Lu,各孔段透水率均小于5.0Lu,说明帷幕灌浆后,渗水通道已被有效堵塞,灌浆效果良好。
结语
帷幕灌浆是地基处理常用的防渗方法,本除险加固工程通过周密的设计和施工,防渗加固效果显著,大坝坝体形成了连续完整的防渗帷幕体,坝体结构得到加强,安全隐患被消除,水库安全运行有了保障。实践证明,该技术有效地解决了工程现有的很多问题,极大地提高了工作效率,是一种很好的、值得推广的施工技术。
参考文献
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摘 要:中国是水利大国,也是水资源充足的国家,从古代到现在水利的建设都是我们的建设重点项目,然而,在水工建筑中,帷幕灌浆技术在防渗处理工程中处于重要部分,因此,帷幕灌浆技术对于保证各类水工建筑工程的安全运行起着非比寻常的重要作用结合本人多年的工作总结,提出了一些观点,希望能给各位提供一定的参考价值。
关键词; 水利建筑 工程施工 灌浆技术
前言
近些年,我国水利工程取得了很好的成绩,在提高人们生活水平、促进国民经济发展等方面做出了重大贡献。在实际工程建中,受自然环境、施工工艺等因素限制软土地基和渗漏现象较为常见 严重影响着 工程质量,甚至威胁到周边人民的安全。帷幕灌浆技术是一个关键的环节。直接影响着整个工程的质量,因此,帷幕灌浆技术越来越得到水利建筑行业的关注。
1 帷幕灌浆技术的原理
帷幕灌浆技术,就是采用在地面上钻取注浆孔和地质探孔,然后再向孔内注入水泥浆等浆液的方式,通过注入的浆液将开挖断面以及四周一定范围内的岩缝嵌水挤出,从而保证围岩的缝隙最终能够被已达到一定强度的浆液填充密实,并与之形成完整统一的固结体,即所谓的止水帷幕。
2 帷幕灌浆施工工艺流程
2.1 施工顺序
施工顺序为: 测量布孔设备安装造孔冲洗压水试验灌浆封孔。
2.2 施工工艺
2.2.1 施工测量
首先应对当地的地质地貌进行勘探,收集其他有用的信息,然后结合工程要求制定相应的施工方案及安全防范措施。确保数据的精确,经过测量对钻孔分布进行设置。
2.2.2 灌浆孔布置
一般而言,最适宜的孔位是孔到孔。在实际施工中需要根据施工现场情况,结合裂缝大小、混凝土面板尺寸以及施工设施等条件综合考虑。灌浆程序应该按由远及近的顺序进行。对于灌浆孔的大小,一般为左右但关键要和灌注嘴相适应。而对灌浆压力的控制一牛要依据混凝土板的损耗以及脱空现状来做决定。一旦浆液在接缝处出现成在其他孔冒出必须立刻停止注浆工作此时此孔注浆作业已经完成。
2.2.3 造孔
(1)前期清理场地
对工作的场地进行相应的平整对工作场地上存在的杂物进行清理,从而保证钻架在工作过程中的稳定,防止在钻孔的过程当中出现意外。
(2)试验运行
在运行的过程当中对钻机的情况进行检查,从而保证钻机能够以高性能运行。做好钻孔过程当中的水以及电源的供应工作。第三,在钻孔开始之前对钻机的各个部件进行检查,要重点检查钻杆是否存在弯曲。在进行钻进的过程当中应该时刻的关注钻机的运行状态,保证钻头的冷却。
2.2.4 缝隙冲洗和压水试验
当钻孔作业完成之后,需要对钻孔进行冲洗,应该确保冲洗的水压以及流量,冲洗的顺序应该从下往上,冲洗的程度应该一直确保钻孔回水变清为止,为了保证冲洗的效果,可以再冲洗十几分钟,从而把钻孔中的沉渣完全的冲洗出来,最终确保孔低的沉渣不超过相应的标准。对于冲洗所使用的水压应该不小于灌浆压力的五分之四。等到缝隙冲洗工作完成之后需要进行相应的压水试验。
2.2.5 灌浆结束标准
在灌浆规定压力下注入率小于 0.4L/min 时, 持续灌注 60min 或注入率小于1L/min,继续灌注1.0h,灌浆可以结束。
2.2.6 封孔
灌浆结束后,采用分段压力灌浆封孔法封孔, 用灌浆泵压入水灰比0.5:1的浓水泥浆,浓封完毕后,待凝 3d,孔口上部空余部分采用粘土球扎实封孔。
3 孔口封闭器在帷幕灌浆中的应用
3.3.1 工作原理
改进型孔口封闭器是利用橡胶圈的弹性和韧性在压盖压力作用下膨胀抱紧灌浆管,封闭孔内浆液形成孔内循环,并在钻机动力作用下使灌浆管在孔口封闭器中心灵活转动和升降、且不漏浆。从而使灌浆管像搅拌棒一样搅扰孔内流动浆液,改变浆液流态,缓解浆液凝结速度,达到克服固管的目的。
3.3.2 孔口封闭器灌浆工艺
(1)采用孔口封闭灌浆法时,由于各工程的地质条件和目的、要求不同,故先导孔和灌浆孔内各灌浆段钻孔冲洗、裂隙冲洗、压水试验或简易压水的做法可能有所不同,对此不宜进行统一规定。
(2)帷幕灌浆采用孔口封闭灌浆法施工,其浆液的比级和变换与常规压力灌浆法所用相同。在灌浆过程中当较长时间灌注浓浆时,灌浆管在孔内容易被水泥浆凝住。防止的主要办法,一是灌浆泵一定要保持良好的工作状态,有足够的排浆量,回浆管回浆量宜在15L/min以上,以保证孔内浆液很好地循环流动。另一是在灌浆过程中要经常转动和上下活动灌浆管,特别是在灌注浓浆期间,应加多转动的次数。
4 施工中常见的问题处理措施
4.1灌浆中断
在灌浆施工之前及其过程之中做好预防措施是非常必要的。其预防措施主要包括:应采用的性能符合要求的输浆管材,且在施工时应经常检查并确保其连接牢固、无破损和堵塞现象;应确保灌浆泵的性能能够满足施工的需要,在最大的灌浆压力下能够持续地进行长时间的工作,并在施工中注意做好保养工作,在每次灌浆完成以后都要对灌浆泵进行认真地清洗;应对压力表进行及时校正,确保符合要求;高压灌浆阀门、隔浆塞等部件同样应及时清洗。
4.2 串浆
串浆产生的主要原因是在灌浆孔间的岩层中由于缝隙较多并相互串连,使得灌浆孔之间产生连通,并导致了串浆通路。对于串浆现象的治理措施主要包括:对串浆孔和灌浆孔进行同时灌浆,并且每个孔都设置一台灌浆泵进行灌注;在串浆孔漏浆部位的上方安装灌浆塞来进行严密堵塞。
4.3 漏浆
对于大量漏浆的治理措施主要包括:通过低压甚至自流式的灌浆方式来降低灌浆压力,直到缝隙逐渐充满浆液、并降低流动性之后再慢慢提高灌浆的压力;将进浆量限制在30-40L/min 以下,并采用浓浆进行灌注,直到进浆量明显减少之后再慢慢提高灌浆的压力;采用浓浆甚至可以在浆液中掺加砂料来进行灌注,通过降低浆液的流动性,再加上同时适当地降低灌浆的压力,以此来限制浆液流动的范围,保证浆液不至于流失过远,直到单位吸浆量已经降低到了一定的程度之后,再采用不掺粗料的正常浆液继续灌注并逐渐提高灌浆的压力。
5 质量检验
5.1 检查原始记录, 分析灌浆资料。
检查孔的压水试验,应按照单孔压水试验操作规程,并分三个压力阶段进行(50.6、101.3 和 151.9)kPa。但是在试验前要用相当于 1.5 倍左右设计水头的压力进行压水冲洗,获得稳定流量以后,再进行三个阶段的正式压水试验工作。所得结果凡≤设计规定的吸水率数值,即可认为灌浆符合要求。
6 小结
总而言之,水利工程意义重大但容易出现问题灌浆技术是水利工程中的常见方法在实施过程中较为复杂,由于受到不同因素的影响施工方式的繁杂多样再加上施工顺序等都会对施工质量产生不同程度的影响稍有不当就会严重影响工程质量。广大技术人员要不断的提高自身的专业素质,在施工中自觉的积累相关的经验,不断的促进我国的水利工程的向前发展。
参考文献
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关键词:水库;帷幕灌浆;认识
笔者通过几年来的工作实践,对现行的水库帷幕灌浆工艺有一些认识。笔者将其整理如下,以供同行探讨,务求使水库帷幕灌浆施工能够经济、有效地实现灌浆目的。
一、帷幕灌浆的目的
帷幕灌浆解决的是渗漏问题,而不是改善地层物理性能。在碳酸盐岩地区,地层渗漏主要发生在溶蚀裂隙、卸荷裂隙及地层层面间隙,当然溶洞、溶槽自然也是渗漏通道,而且是巨大的通道。而岩体并非多孔介质,存在渗漏的可能性微乎其微。因此,在钻孔过程中主要精力应当是发现和撑握这些渗漏通道在帷幕线上的分布和规模,灌浆主要解决以上几种类型的渗漏即可。不要给帷幕灌浆赋予更多的要求和寄予更高的期望。
二、水库帷幕灌浆的施工程序
1.变浆标准:帷幕灌浆浆液浓度遵循由稀到浓的原则逐级改变,施工过程中将按以下要求控制:
a灌浆时,当灌浆压力保持不变,吸浆量均匀减少,或者吸浆量变化不大而灌浆压力均匀升高时,不得改变水灰比;
b当某一比级浆液注入量己达300L以上,其单位吸浆量不见减少或减少不到20%时,变浓一级浆液,变浓后若单位吸浆量减少一半以上,则应变回原水灰比的浆液灌注;
c当注入率大于30L/min时,根据施工具体情况,可越级变浓;
d当采用最浓级浆液灌浆,而吸浆量仍很大、不见减小时,可采用限流、低压、限量、间歇、待凝等方法处理;
e单孔段漏量大于80L/min,连续灌注水泥超过5t,漏量仍不见减少,在水泥浆中加入速凝剂或灌注水泥砂浆;
f如发生回浆变浓现象,换用相同水灰比的新鲜浆液进行灌注,若效果不明显,延续灌注30min,即可停止灌注;
g灌浆过程中,人工定时测记浆液密度,其数据互为校核。
2.灌浆结束标准
a采用自上而下灌浆法时,在设计压力下,当注入率不大于1L/min后继续灌注60min灌浆即可结束。采用自下而上灌浆法时,在设计压力下,注入率不大于1L/min后继续灌注时间30min,灌浆即可结束。
b当长期达不到结束标准时,应报请监理人共同研究处理措施。
3.封孔
a采用自下而上灌浆法时,灌浆封孔采用“全孔压力灌浆封孔法”。
b压水检查孔等封孔处理方法及要求与灌浆孔相同。
三、目前水库帷幕灌浆施工中的不足及其解决方法
1.灌浆段长的讨论
现行规范中对灌浆段长的规定过死,这样规定的理论依据也不够充分。在同一压力系统中,浆液首先进入较大的渗漏通道,然后再进入较小的渗漏通道,只要在施工过程中不人为地降低灌注压力,那么这一段的灌浆质量和防渗效果是能得到保证的。因此建议透水率小于5Lu的孔段,灌浆段长可控制在20m以内,透水率小于10Lu的孔段,灌浆段长可控制在10m以内。这样的分法主要是考虑灌注设备的能力,若灌注设备能力大的话,段长还可以适当加长。
2.对孔内循环灌浆方法的质疑
孔内循环灌浆法主要是解决浆液在孔内沉淀的问题,怕浆液把孔壁敷死,该灌的通道没有灌到。这种担忧是多余的。能够形成泥饼的部位,说明这里的通道喉道已小到足以使水泥颗粒在此形成桥堵,浆液在此失水。无论怎么循环,进入地层的也不过是浆液中的水份而已,水泥颗粒是不会进入的,对提高防渗效果无益。只是徒劳地浪费人力和财力。那么,我们为什么不采用工艺简单的纯压式灌浆方法呢?前面我已讲过,在同一压力系统中,浆液首先进入较大的渗漏通道,然后再进入较小的渗漏通道。不论渗漏通道在孔的顶部还是下部,实现堵漏目的的浆液都是流动的。现在讨论两种极端情况,一是渗漏通道在孔的底部,这种情况进入地层的浆液不会发生让人“担忧”的沉淀,浆液始终保持流动。二是渗漏通道在孔的顶部,这种情况在孔的下部较小渗漏通道堵死及浆液失水后便不再流动,会发生沉淀,水泥结石会在上部渗漏通道堵死前受压而变得密实。这种情况的发生是不会影响上部渗漏通道进行灌注的,因为它并未切断实现堵漏目的的浆液的流动通道。从大量的工程实践来看,纯压式灌浆实现防渗的效果是有效的,因此,我提倡使用纯压式灌浆这种省时、省力简单可行的方法。
3.浆液浓度的选择
选用什么样的浆液浓度进行启灌呢?在回答这一问题前,我们先讨论一下水泥浆液对渗漏通道的堵塞机理。用水泥浆液对地层中的溶蚀裂隙、卸荷裂隙及层面间隙,还有多孔界质中的孔隙(如砂岩地层)进行封堵,主要依靠两点特性。一是水泥颗粒桥堵于通道喉道,在灌注压力的作用下,浆液逐渐失水压密形成水泥结石,达到填充封堵目的;二是浆液在流动过程中,由于沿程阻力的增加,使浆液失去流动性,水泥颗粒产生沉淀,逐渐失水堆积、填充形成水泥结石,达到封堵目的。
用较浓的浆液进行灌注就是很好地利用了以上两个特性。在细小渗漏通道中水泥颗粒发生桥堵后,由于浆液浓度高,水泥颗粒含量大,失水时间短,能较快地形成致密的水泥结石。在较大的渗漏通道中,水泥颗粒不易发生桥堵,但由于浆液浓度高,粘度大,在流动过程中沿程阻力增加快,浆液流动性变差,在不提高灌注压力的情况下,水泥颗粒很快形成沉淀,逐渐失水堆积,也能较快地形成致密的水泥结石。
从上面的讨论我们可以得出这样的结论,即:尽量用较浓的浆液进行启灌,有利于快速封堵漏通道,形成致密的水泥结石,对提高帷幕的耐久性有好处。同时也能缩短灌浆施工时间,节约人力、物力资源。因此建议启灌时采用水灰比为1:1浆液。
四、施工过程特殊情况的处理方法
在灌浆施工过程中,常出现冒浆、漏浆、串浆、中断、孔口涌水、灌浆压力或注入率突变等特殊情况。对此,许多工程中采取了先迅速降压的方法处理,低压灌注一段时间后,如果注入率变化不大或继续增加,则采用改变浆液配比、低压长时间灌注、间歇等措施。也有一些工程采用改灌水泥浆等方法。
1.灌浆过程中发现冒浆、漏浆时,应根据具体情况采用低压、限流、浓浆、间歇等方法进行处理。如效果不明显,应停止灌浆,待浆液凝固后重新扫孔复灌。
2.灌浆过程中发生串浆时,如串浆孔具备灌浆条件,宜一泵一孔进行并灌,但开灌孔不宜多于3个,并应控制灌浆压力,防止上部混凝土或岩体抬动。否则,应塞住被串孔,待灌浆孔灌浆结束后,再对被串孔进行扫孔、冲洗,而后继续钻进或灌浆。
3.灌浆应连续进行,若因故中断应尽快恢复灌浆。否则应进行冲孔或扫孔,再恢复灌浆。
4.孔口有涌水的灌浆孔段,灌浆前应测记涌水压力和涌水量,根据涌水情况,选用综合处理措施,确保在规定的结束标准下结束灌浆。
综上所述,对于在帷幕灌浆施工中发现的新情况、新问题,施工与设计、地质应当密切配合,共同寻找发生问题的原因,研究行之有效的处理措施,根据实际情况的变化不断修改设计,既节约了成本,又使灌浆效果不断提高,使灌浆效果提高有了保障。
【摘要】随着经济发展以及综合国力增强,我国在进一步完善我国的基础建设,其中水利工程建设作为基础建设中的重点也受到了人们的广泛关注。在相关建设不断加强的同时,还需要一定的技术支持,因此水利建设中的相关技术发展也得到了极大地进步,在水利建筑施工过程中希望能够实现防渗的功能,于是以帷幕灌浆技术为代表的大量防渗技术开始产生并被投入实际的应用。本文对水利建筑施工防渗处理中的帷幕灌浆技术进行分析,在探讨帷幕灌浆技术的基础上,分析帷幕灌浆技术的工艺流程,发现当前在帷幕灌浆技术发展中的问题,并提出相应的解决策略,希望能够促进帷幕灌浆技术的发展以及水利建筑施工的建设。
【关键词】帷幕灌浆技术;水利建筑施工;运用分析
水利工程建设不断发展并且逐渐完善,但是在水利工程建设以及水利建筑施工过程中,不可避免的会长时间的接触水,甚至部分建筑直接处于水中,这样就极有可能发生渗漏问题,会影响水利建筑的安全以及相应的水利工程建设,因此必须在水利建筑建设过程中加强防渗工作,随着发展,大量的防渗技术开始涌现,其中最具代表性的就是帷幕灌浆技术。在水利建筑建设的周围进行开挖并且钻孔,这样能够产生直接通道,然后向孔内进行灌浆操作,这样就能够把空内的水分排除,并且由灌浆液占据,经过初凝等过程,最终就能够形成固体,从而能够实现防水加固的作用。帷幕技术最早出现在发达国家的水利工程建设中,随后由于我国发展建设的需要,引进了该技术,并且不断完善被广泛应用,起到了极好的防渗作用,能够保证水利建筑施工的安全,保证水利建筑建设的质量。
1 帷幕灌浆施工方法概述
1.1先导孔钻孔
在帷幕灌浆的建设过程中,首先应该选取合适的先导孔位置,并进行先导孔的钻孔。先导孔的位置一般处于帷幕灌浆的主帷幕中心线上,按照每单元一个的原则进行位置选取,选取好位置(结合实际情况进行)之后进行钻孔操作。
1.2帷幕灌浆孔钻孔
帷幕灌浆孔钻孔是帷幕灌浆技术的要点,会直接决定着整个工程的质量,因此在施工过程中要注意众多因素,结合实际情况进行综合考虑。
一般进行灌浆孔的钻孔操作首先要确定相应的机器,例如常用的机器有XY-2PC型号地质钻机,该设备配备了金刚石的钻头。利用设备进行打孔的操作过程中,首先应该确定相应的位置,设备本身具有罗盘仪用于校正钻机的位置,一般施工的开孔孔径有所不同,该设备的孔径为Φ91 mm,并且一般要求帷幕灌浆的孔径终径也要在合适范围之内,一般要超过46mm。
在进行帷幕灌浆施工钻孔过程中,除了利用设备自有的罗盘仪进行定位之外,还应该注意钻孔孔向位置,提高其精度。一般在利用钻机设备进行钻孔之前要进行垫平设置,可以利用枕木以及木板等垫与钻机位置,甚至可以利用水准仪等相关仪器找平钻机的位置,从而能够保证钻机的位置,保证钻机的立轴与孔口的方向一致。由于帷幕灌浆需要进行多个孔的开钻,所以一定要注意各个帷幕灌浆孔之间的距离,一般保持间距在3m左右,并且进行不同灌浆孔钻孔过程中要进行测量,确保误差在10cm以内。同时钻孔的深度应该符合设计要求,保证其误差在20cm之内。由于不同的帷幕灌浆孔具有一定统一性,所以要注意灌浆孔的位置以及方位角。条件允许的条件下,最好能够实现整个灌浆孔的检测,保证其在误差范围之内。帷幕灌浆孔的误差参数如下表。
1.3钻孔清洗与裂隙冲洗
冲洗工艺也是帷幕灌浆工艺中必不可少的一部分。一般在帷幕灌浆孔钻孔完成之后必须进行相应的冲洗,为了下一步过程,要达到最终冲出的为清水的效果。在这一工艺过程中还限定的相应的参量,力图灌浆压力为80%时,裂缝的清晰压力值应该在1.0MPa作用。
1.4灌浆前压水实验
为保证灌浆的质量与效果,有必要对在灌浆施工前进行压水实验,相关流程和冲洗流程结合,相关数据见下表。
通过以上的数据进行透水率的计算,从而判断灌浆孔的质量,为灌浆提供指导。
2.帷幕灌浆技术施工工艺流程
帷幕灌浆技术的流程可以主要概括为五部分,如图1所示。
2.1施工测量
要进行帷幕灌浆的操作,首要的任务是进行必要的数据测量,通过测量能够为灌浆孔位置的布置提供第一手的数据。在测量过程中注意测量的准确性。
2.2布置灌浆孔位置
按照设计要求以及施工测量的数据进行灌浆孔位置的布置,参照第一章的工艺介绍合理的安排灌浆孔的位置,
2.3成孔
成孔是灌浆孔技术的重点,也是整个帷幕灌浆施工工艺中的基础性工作,因此应该注意成孔中应该注意的各项问题。首先清理施工现场,保证施工现场的干净,为成孔过程提供一个稳定的环境。之后进行设备安装,并进行必要的设备试运行,保证设备能够正常运用,对于设备中的问题也能够及时进行处理。按照第一章的工艺介绍知道,钻孔机的位置以及水平直接决定成孔质量,因此还需要就钻孔机位置进行校正,相关数据详情以及具体操作流程见第一章内容。
2.4缝隙冲洗以及压水实验
缝隙冲洗以及压水实验的相关要求以及压水的参数都可以在第一部分中找到,这里不再进行赘述,在帷幕灌浆施工过程中这一过程是保证其质量必不可少的一部分。
2.5灌浆施工
前边四个过程主要是进行灌浆施工的准备工作,在完成了准备工作之后,就需要进行灌浆操作。在灌浆过程中注意压力选择,注入率以及注入时间等众多要素。
3.帷幕灌浆技术中存在问题与对策研究
3.1灌浆中断与对策分析
在进行灌浆操作过程中,会由于施工环境以及施工设备的影响,发生断电以及机器故障等问题,对于灌浆产生的影响就是灌浆中断。
面临这一问题应该从预防以及处理两个方面来进行处理,具体流程见下表3。
3.2串浆及其处理措施
进行帷幕灌浆的过程中,往往会出现一系列在设计之外的情况,例如灌浆液会因为某些原因流入地下缝隙,还可能会流入其他钻孔之内,这样就造成了灌浆液的串浆。产生串浆的主要原因是由于灌浆孔以及岩层中空隙的原因,所以需要进行压水实验,在缝隙较多的情况下,不同的灌浆孔就有可能会直接接通,于是灌浆液就能够进入其他管孔。
串浆处理措施:
这里主要提出两个措施,首先可以注意两种孔:串浆孔与灌浆孔同时进行灌浆操作,注意其中选用两个灌浆泵进行操作;第二点应该注意对串浆孔漏浆部位采取合适的方法进行堵塞,以便进行继续灌浆。
3.3漏浆及其应对措施
和串浆有所不同,一般漏浆是由于缝隙原因引起的,或者是由于压力较大导致漏浆现象发生,因此在漏浆的应对措施过程中应该注意通过其发生原因选取合适的解决措施。
应对措施:
(1)注意灌浆方式的选取,一般采用低压或者自流式的灌浆方式进行,主要是针对压力引起的漏浆问题。慢慢进行灌浆,直到缝隙基本能够补满浆液之后可以适当的提高压力以及流速。
(2)注意控制进浆量,一般要在30L/min以内,根据具体情况来定。
(3)为降低浆液的流动性,可以在浆液中添加一些砂料,这样就能够形成浓浆,直接减慢灌浆的速度。
(4)注意灌浆方式的选择,可以选用间歇式灌浆方式进行。
4.总结
在进行水利建筑施工建设过程中,必须注意防渗建设,因此就必须要加强相应的技术研究。帷幕灌浆技术作为防渗技术的重要代表,需要加强对其的研究。不仅仅研究其技术要点,技术流程,同时还应该分析施工流程中存在的问题,并提出对策,保证水利建筑的高质量建设。
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