深圳市北部水源工程管处 广东深圳 518000
摘要:进入21世纪之后,随着我国经济及科学技术的大力发展,施工技术也很快的得到了大步的提升,灌浆加固技术的实施可以在很大的程度上提高水库运行时的安全性能,所以多用于水库的除险加固,不仅可以有效的保证其安全性,也可以最大程度的提高施工效率。并且灌浆加固处理施工技术具有成本低、安全性高、可以有效提高水库坝基的渗透稳定性的特点。文章对此项加固处理技术进行了阐述及研究。希望给有关人士提供帮助,为我国建设的发展作出贡献。
关键词:灌浆加固;施工技术;水库大坝
水库大坝建设工程对于每个国家而言都是非常重要的建筑设施,此技术及施工成败关乎着整个国家的经济发展,而水库大坝的损坏失控会对国家和人民造成不可磨灭的毁坏影响。为了能够有效避免水库发生安全方面的问题,保证其正常的运行,提升整体业务的效率。技术人员研究出灌浆加固技术,以此来提高水库大坝的渗透稳定性。
1.帷幕灌浆加固技术
1.1帷幕灌浆加固技术的可行性
我国对地质进行详细的勘察工作,在工作后的报告分析中明确指出,大坝主要容易出现渗漏问题的位置有两处,第一处是大坝在建基面位置的人工填土与冲洪积粘相交处的位置,以及基岩与残坡移粘接触的地方,第二处的位置主要位于大坝的填上层。由于在丰坝下伏位置左部坝基的基岩表层在投入建设中会容易出现破碎的裂痕,被称为破碎带,而在此处极其容易形成集中性的渗漏,在基岩处形成强透水,在其它的部位形成弱透水。位于副坝左部的基岩在结构上是比较完整的,所以在基岩的位置处为弱透水,而在副坝的右部位置处基岩在结构上是相对比较易破碎的,所以在基岩位置处为中等透水。从以上的勘察报告可以看出,使用帷幕灌浆这中技术方法是完全可行的,帷幕灌浆技术在施工中不仅简单易行,而且还可以节省投资成本,其效果是显而易见的。
1.2帷幕灌浆加固技术的设计
以大隆洞水库工程为例,其位于广东省台山市,具体位置为西南部的大隆河上游,面积达2.2万亩,解决了15万亩的农田灌溉用水,水库库区集雨面积为148km2。水库总容量高达2.5亿m3,平均蓄水位165m,平均库容量为1.68亿m3,调节库容1.23亿m3;设计最大泄洪流量903m3/s,关于坝基的处理整体上采用帷幕灌浆的技术,在坝顶中心线两侧各布置1排孔,排距为1.5m,其中河床段孔距为3m,岸坡段孔距为4m,,总孔数为188个,总钻孔进尺为7487m,总灌浆段长为3164m。其它相关资料显示基本参数(整数):主坝顶长444米,宽度24m,顶部高度34.6m,坝高39.2m,副坝位于右岸山坳,最大坝高25.7m,长175.6m。上游坡度1:1.65,下游坡度1:1.5,水库主坝为均质土坝。根据以上的数据及整体项目的情况来进行设计时,需要注意水库坝基项目设计一定要结合双排灌浆帷幕技术的使用,这样才能有效的确保建设施工的效率。水库大坝在下游设置应设置为55到70m的深度范围,而对于桩号的设置应该控制在0+159到0+454的范围中。整体的加固施工建设不能单独进行,而是需要与起先的坝基灌浆廊道结合施工来建设。第一,在坝基的右侧位置其渗透率值数要确保控制在12至45之间,在实际施工过程的里面也需要与单位帷幕灌浆技术结合起来进行施工,对于上升灌浆的加固建设,其最小深度的设计要进行严格的控制,实际设计量要结合实际的工程进行计算。第二,在水库大坝的坝基右侧位置属于弱透水层,是因其坡面岩石为20m,此位置的透水率大致在1到5的范围之间,采用的施工技术是单排帷幕灌浆。在实际的施工过程里面进行帷幕深度大小的设置时,其数值一定要大于蚀余红土层的水平高度数值,因为这样的设计可以有效的提高通道的封闭性,对白云粉位置处需采用高压喷射的技术来进行后期处理。第三,具体帷幕的实际厚度主要受幕体内允许坡降值的影响,而厚度值是一个对整体施工及其重要的一个参数,计算时一定要进行多次检验,确保正确性,计算公式为:t=h/j,(h为最大作用水头,单位:m;j为帷幕的容许比降,一般为3-4),如果t值较小,可以设计选用1-2排灌浆孔,当水头值超出长度的范围时,为保证施工效果,可以设置2-3排灌浆孔。
1.3对左右坝肩帷幕的设计
大多数水库大坝在左右岸位置处基本上都有6到13m的碎裂石灰岩层,此处属于强透水,出现大坝漏水的现象也就不足为奇了,为了解决在此处漏水的现象,设计时应当使帷幕采用双排的模式为主要的设计,孔距在实际施工时可以选择1.5m,排距可以选择1m。在建设施工中进行灌浆技术时其过程可以选择在内坡的平台上,对于水库大坝下游的排深入层的控制,其在单位下的吸水量不能高于0.0/5L/min,可以允许的深度范围为3到5m,对于水库大坝上游排深入层,其设计的具体数值应是1到1.5m的范围内。
2进行施工设计分析。
2.1明确施工的程序
明确施工的过程是施工的保障,其过程首先为钻孔,接着是裂缝冲洗及简易压水再接着为制浆注浆,最后则是封孔。在灌浆开始之前,需要把钻孔的缝隙清理干净,冲洗的标准为孔内反冲洗。在冲洗完成之后,还要先进行对水的压力以及渗透力的计算,之后再开始制浆及灌浆的过程,制浆时一定要按照配置比进行配置,搅拌的时间要保证大于3分钟,在灌浆过程中,因为浆的量非常之大,所以需要每隔3到5分钟的时间进行一次监测,并需要随时的对施工参数进行记录。
2.2钻孔
起初,先开始灌浆施工的孔位测量和钻孔机的布置工作。施工中放线引点设施置要用到全站仪和水准仪以及钢尺等设施来进行辅助的工作,在其完成后进行空位的钻眼然后进行钻机的固定加固。之后再进行固定检查,不仅当检查钻机的稳定性和水平度,还应该检查钻孔、起重机、竖井之间是否处在三点一线的位置,然后检查覆盖层的钻孔和空口的铺设是否正常。灌浆廊道底板混凝土的厚度总体厚度一般较大,但有些不同,所以应该在1到2m的深度进行埋管,应在关口设置时注入大约0.5L的水泥浆。
2.3浆液水灰比
浆液水灰比是一个重要参数,其对灌浆施工所产生的影响不可小视,增加水灰比的浓度需要注浆液超过300升,填充的时间也需要大于1小时,注入率及灌浆压力没有明显变化。注入率超过30 L /min的时候就需要根据施工实际要求来进行浆液浓度的调整。在灌浆的过程中会频繁的出现灌浆停止的现象,这时应该首先分析问题出现原因出在哪些地方,并根据问题的原因实施有效的措施进行及时处理,尽可能快的恢复灌浆施工,不然就要进行清理钻孔的工作再急继续进行作业。冲洗无效时则需要彻底清理才可以继续进行灌浆作业。
2.4灌浆工序
灌浆施工作为整个施工过程中最为重要的工序之一,其重心在于两个方面,第一个重心是施工的材料,在整个灌浆的施工中,施工材料应该与工程的设计结合起来。例如在施工中如果遇到断层或岩溶地区,此时就需要在泥浆中加入适量的外加剂,在此过程要做好记录。第二个重心则是施工工艺,普通情况下灌浆施工所使用作业方式为自下而上,在其施工中共设有两排帷幕孔,此时需要先完成下游排孔的工作,之后再完成上游排孔的工作,最后再根据设计的方案进行以下施工,施工中采取逐孔封闭的帷幕灌浆方法,此种方法将钻杆当做射流管,依照实际要求改变深度的大小。在整个灌浆过程中,还会遇到其他的一些特殊情况,需要积极针对问题制定方案去解决。
2.5帷幕灌浆特殊情况处理
帷幕灌浆的实际操作中有时会遇到一些特殊的情况,比如在过程中孔壁及孔底出现漏浆或者孔内出现冒泡等一些不同寻常的状况,此时一定要根据实际的需求采取适当的措施来提升浆液浓度,经过一些手段把连续灌浆转换成间歇灌浆的方式来进行处理,为了有效确保在灌浆的过程中能够不留下或者少留下接缝,在灌浆的过程中一定要一次性成功,其过程中不可停止,若是出现必要情况需要中间停止一下,应在中断后尽早恢复灌浆作业,若是不能立即恢复则需彻底扫孔和冲洗后恢复灌浆施工,若是恢复灌浆后,注入率依旧没有发生改变,就需要改变灌浆的泥浆比。要是出现注入率大幅度减少的情况,则需要逐级加浓后进行灌浆处理。
2.6防渗加固的实例效果
水库防渗加固灌浆工程在施工完成五个月后进行了检验。在检验报告中可以看出大坝防渗加固的方案具有合理性,帷幕灌浆实现了实际的工作设计要求,整体的施工质量取得了优良的好成绩,在此施工建设中有效的降低了坝基与坝体由于防渗的问题所产生的不良影响,使得大坝的总漏水量比加固施工前有效降低了75%,可见其效果明显。具有可实施性,及可提倡性,其以后的发展趋势是广阔的。
3.结束语
不同的水库大坝的基础建设条件是不同的,就算是同一水库之中不同的地方其建设的方式及策略也有所不同,所以在灌浆施工的过程里面,施工人员应当严格的按照施工规范进行施工,施工的同时还应提高质量检测。以确保灌浆效果与技术标准相符,从而保证灌浆施工过程中水库工程的安全性与稳定性。建议下一步对各大水库进行物理勘探,探明各个库区岩溶的分布情况,以便采取相应的除险措施,巩固已有成果,确保达到除险加固的目的,为我国水库安全做出贡献。
参考文献:
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论文作者:丁伟峰
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/8
标签:水库论文; 帷幕论文; 大坝论文; 坝基论文; 基岩论文; 位置论文; 透水论文; 《防护工程》2019年9期论文;