水利工程除险加固中灌浆施工技术的应用论文_张思铭

水利工程除险加固中灌浆施工技术的应用论文_张思铭

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摘要:对水利水电工程中的灌浆施工控制措施进行分析探讨具有十分重要的意义。灌浆施工控制相对而言作为一项繁琐、复杂的施工技术,这就对水利企业及施工人员提出了更高的要求。本文作者结合多年来的工作经验,对水利工程除险加固中灌浆施工技术的应用进行了研究,具有重要的参考意义。

关键词:水库除险加固;灌浆技术;应用

一、充填灌浆概述

1、水库除险加固工程中应用充填灌浆法目的

水库除险加固工程中应用充填灌浆法方法的目的就是基于堆石体坝基的内部结构不稳定,而达到防塌、防渗和抗滑的目的,从而提高水库坝基的稳定和安全。

2、水库除险加固工程中应用充填灌浆法时灌浆压力的控制

所谓灌浆压力的控制,就是控制充填灌浆时的最大压力范围,通常在充填灌浆时不得大于施工设计的最大压力值。应用填充灌浆法主要是把水库大坝坝基的缝隙填充完整,并同时把浆液压入大坝堆石体内,就理论而言,在充填大坝坝基时的关键亚压力最大。而实际在应用这一方法过程中,通常不采取高压进行灌浆,而是采用较低的压力进行灌浆,通常把压力控制在0.1M Pa 之内。这是因为在建设各种水利工程工程时,坝基较低且空隙较大,若采用高压进行灌浆,容易出现冒浆和劈裂等现象。因而只有控制好灌浆压力,才能确保大坝坝基填筑灌浆工作质量。

3、水库除险加固工程中应用充填灌浆法时应注意灌浆材料的选择

水库除险加固工程中应用充填灌浆法主要就是为了填充坝基,因此填充坝基灌浆材料的选择至关重要,不仅要确保灌浆材料的适用性,还应注意配料的成分比。通常情况下,填充水库坝基时应选择重粉质的粘土材料,且粉粒与粘粒占主要部分,粒量的含量控制在10% 之内,假如含砂量过大,不仅会影响浆液质量,还有可能不成浆,导致砂渗水,从而影响水库工程的整体质量。此外,在选择主要灌浆材料砂的同时,还应将砂粒粒径控制在0.25mm 之内,这样不仅有利于坝基的充填,还能为以后的大坝坝基的压实起到关键作用。

二、充填灌浆在水库除险加固的运用实例

本文选取月岭山水库工程,为了简要分析填充灌浆在水库除险加固中运用的相关问题。作为白玉河上的主要控制性工程,月岭山水库的总库容约为2100 万m3,坝长398m,河床地面高程934.3m,坝顶高程950.8m,最大坝高16.5m,坝顶宽度2.5m。月岭山水库工程建设于1958 年,是国内第一座中型的水中冲填坝。月岭山水库工程的设计标准为三类水库,设计洪水标准为20a 一遇,非常运用校核洪水标准为50a 一遇。根据地区水利部门及技术人员的实地勘探与检测后,决定于2003 年4 月对本水库进行除险加固。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆月岭山水库工程的除险加固中,以《土坝坝体灌浆技术规范》SD266- 88 为主要工艺、技术依据,并运用填充灌浆技术,其具体施工操作流程与注意事项为:

1、认真做好施工前期的勘探准备工作

应用充填灌浆法进行灌浆施工之前,应就整个水库工程进行细致全面的勘探工作,确定坝基堆石体缝隙的大小,对整个水库工程有一个细致全面的了解,按照“坝体分段,区别对待,单排布孔,分序钻灌,孔底注浆,全孔灌注,综合控制,少灌多复”的原则,逐一实施打孔、制浆、灌浆和封孔等工序,从而确保打孔、制浆、灌浆以及封孔等工作有的放矢,从根本上确保水库除险加固工程质量,并做好准备工作。第一,应就灌浆施工需要的机具、原材料、人工以及场地等方面的准备工作。在布置制浆与灌浆机械时应充分考虑灌浆泵容量大小、输浆距离、料场位置以及扬程高低等方面的因素,并尽可能地确保施工干扰最小化、搬迁次数最少,并充分考虑电源与交通的便利性;第二,灌浆施工之前应确定观测位置,预埋观测设备,并做好观测记录;最后灌浆之前应进行试验。

填充灌浆工艺

(1)制孔

首先按要求布孔,然后分序钻进,先疏后密。即根据施工设计的要求,分别在外坡和内坡上钻孔,并确保钻孔的深度满足各阶段加高层面的需要。

(2)浆液制作

在制作浆液时,应选用搅拌机湿法制浆并随时监控,确保浆液的密度达标。此外,还应控制浆液的容量,通常在1.3~1.5g/cm 3,从而确保浆液质量。

(3)灌浆工作

在进行灌浆之前,对于灌浆人员、制浆人员、记录和监控浆液质量人员等严格按照施工设计控制,从而确保灌浆机工作效率达到最高。在灌浆施工时,充填式的灌浆应坚持先上游后下游再中游的原则进行灌浆,以循序渐进的方式确保水利工程加固后的质量。

(4)封孔

在灌浆施工结束之前,为确保灌浆质量,首先应从外观上入手,就工程的厚实度、饱满度符合相关标准,且没有下沉现象。具体标准是:每次的灌浆量与次数都能达到甚至超过设计标准,且连续灌浆3 次之后没有出现“吃浆”现象,并在封孔时,通常使用稠浆或泥球。

2、质量检查

在本工程填充灌浆的质量检查中,采取灌浆过程与灌浆结束后分别检查的方法,其中前者的主要目的是对于灌浆质量进行阶段性检查,后者的主要目的是为验收、鉴定等提供必要的依据。本工程灌浆过程的质量检查内容主要包括:布孔、造孔、工艺与技术操作、浆液性能、各孔终止灌浆等。对于灌浆中出现的各种质量问题,应及时制定有效的处理方案,由技术人员监督其整改情况;灌浆结束后的质量检查内容主要包括:坝体内部的泥墙密度、厚度、均匀性、连续性,以及浸润线出逸点、渗流量变化情况、坝面裂缝等。在本工程灌浆结束后的质量检查中,结合相关标准与检验要求,技术人员认真分析工程项目的相关技术文件资料,并在施工现场进行观测,配合钻孔与探井取样测定。本工程质量检查中的钻探在灌浆结束后1a 进行。根据设计方案,质量检查与技术人员分别在主坝0+270、副坝0+190 处坝顶开挖2 个探井,以检查灌浆的实际质量与效果。探井的底部高程为本地区正常水位以上,本工程的探井高程为925.5m,深度为5.6m。在本工程的填充灌浆质量检查中,技术人员对于各种施工技术资料进行收集和整理,并且纳入技术档案中,以作为工程验收的主要依据。

三、总结

在水库运行过程中,必须注重除险加固时各种施工工艺、技术的合理运用,特别是对于存在较大安全隐患的水库工程,应结合相关技术资料与勘探结果,对于除险加固方案进行改进与完善。在国内的水库除险加固中,填充灌浆技术的运用日趋广泛,但是仍然存在一些技术问题没有解决,这是今后技术研究与实践中必须关注的。国内水利工程主管部门及相关技术人员,必须对于填充灌浆在水库除险加固中运用的相关问题进行深入的研究,并且构建完善的工程技术体系。

论文作者:张思铭

论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期

论文发表时间:2018/7/16

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