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摘要:
20世紀以來,灌漿是水工建筑物基礎防滲的主要施工方法,對保證水工建筑物的安全運行起著重要作用。如何保證基礎灌漿施工技術是尤為重要的,本研究將對灌漿施工原材料控制工作和施工技術進行分析,再研究其在水利工程中的具體應用。
關鍵詞:
灌漿;鉆孔;回填;固結;帷幕;試驗;防滲性
隨著我國經濟的發展,我國的水利工程建設也取得了相當大的成就,灌漿施工技術會直接影響著建筑工程的質量,通過灌漿可以提高被灌地層或建筑物的抗滲性和整體性,改善地基條件,保證水工建筑物安全運行。
1工程概況
雙峽湖水庫位于四川省廣元市朝天區中子鎮轉斗鄉蒿地村境內,是在嘉陵江左岸一級支流———潛溪河右岸雙叉河上興建的一座以供水和灌溉為主的中型水利工程,總庫容1104萬m3。樞紐工程標主要包括瀝青混凝土心墻壩、溢洪道、放空洞、取水建筑物、取水隧洞等主要建筑物。灌漿包括瀝青混凝土心墻堆石壩、大墳埡引水隧洞工程、放空洞封堵等基礎帷幕灌漿、固結灌漿和回填灌漿的鉆孔與灌漿。
2灌漿的原材料控制
2.1水泥
(1)用于帷幕灌漿、回填灌漿和固結灌漿的水泥強度等級不應低于P.O42.5。(2)帷幕灌漿、固結灌漿、接觸灌漿的水泥細度要求通過80μm方孔篩,其篩余量不大于5%。(3)灌漿用的水泥采用符合規定的質量標準,不使用受潮結塊的水泥。(4)制備細磨水泥漿液時,先采用0.5:1的普通純水泥漿液經三次以上的濕磨,達設計細度要求后再調稀至設計濃度,經普通攪拌機攪拌均勻后,方用于灌漿作業。(5)制備細磨水泥漿液時根據要求加入高效減水劑,以改善漿液的流動性,其品種及摻量通過室內漿材試驗確定。
2.2水
灌漿用水應符合JGJ63-2006第3.1條的規定,制漿用水的溫度不高于40℃。
2.3摻合料
在水泥漿液中摻入砂、粘性土、粉煤灰、微膨脹劑等摻和料。各種摻和料質量符合DL/T5148-2001第5.1.6條規定,其摻入種類和數量通過室內漿材試驗和現場灌漿試驗確定,試驗成果報送監理人,并經監理人批準后使用。
2.4外加劑
各種外加劑的質量符合DL/T5148-2001第5.1.7條的規定,其最優摻加量通過室內試驗和現場灌漿試驗確定,試驗成果報送監理人。所有能溶于水的外加劑以水溶液狀態加入。
3鉆灌設備
本合同工程鉆孔設備主要配置為潛孔鉆機和地質鉆機兩大類。(1)地質鉆機主要配置有XY-2PC、XY-2型鉆機。地質鉆機主要應用于孔深45m的帷幕灌漿、各類取芯孔、檢查孔、觀測孔及大口徑孔的鉆孔施工。(2)根據本工程灌漿施工特點和要求,灌漿主設備主要配置為3SNS系列灌漿泵。配灌漿自動記錄儀。
4現場生產性灌漿試驗
根據灌漿工程施工圖紙的要求或按監理人指示選定試驗孔布置方式、孔深、灌漿分段、灌漿壓力等試驗參數。在每一灌漿試驗區內,按批準的灌漿試驗大綱擬定的施工程序和方法進行灌漿試驗,檢查灌漿效果,整理分析各序孔和檢查孔的單位吸水率、單位耗灰量等試驗資料,并將試驗成果報送監理人。生產性試驗,基本確定以下灌漿參數:①布孔形式、孔深、鉆灌次序、最小孔距;②灌漿材料;③施工工藝(包括灌漿壓力、注漿率、漿液濃度等);④裂隙沖洗方法。
5回填灌漿施工方法
回填灌漿施工包括硐室封堵回填灌漿、頂拱回填灌漿及大壩回填灌漿等?;靥罟酀{在襯砌混凝土達到70%設計強度后進行?;靥罟酀{采用填壓式灌漿法,灌漿壓力和水灰比按施工圖紙的要求或監理工程師的指示確定。砂漿強度標號高于相應結構部位的混凝土標號一個強度等級,一序孔灌注0.6(或0.5):1的水泥漿,二序孔灌注1:1和0.6(或0.5):1兩個比級的水泥漿。灌漿機具采用3SNS灌漿泵,JJS-2B攪拌桶,配以三參數灌漿自動記錄儀。在規定的灌漿壓力下,灌漿孔停止吸漿,續灌5min結束。灌漿結束后,對往外流漿或往上返漿的灌漿孔進行閉漿待凝,待凝時間不少于24h或按監理工程師指示的時間控制。灌漿時應密切監視襯砌混凝土的變形。
6固結灌漿施工方法
本工程的固結灌漿主要為大壩基礎固結灌漿;灌漿洞固結灌漿等。固結灌漿將根據孔深、灌漿壓力及灌漿要求的不同分別采用自上而下分段鉆灌、一次成孔自下而上分段灌漿、孔口封閉灌漿法及綜合灌漿法。本工程采用一次成孔自下而上分段灌漿其工藝流程分別見圖2。(1)固結灌漿設計為網格型布孔,孔排序分二序,地質不良地段經監理人批準后可增加為三序,先灌Ⅰ序孔,再灌Ⅱ序孔,最后灌三序孔。(2)基巖段長小于6m的全孔一次灌注,大于6m時,本標工程大壩基礎由下而上分段灌漿法;其他采用全孔一次灌漿;灌漿原則上采用孔內循環式灌漿,淺孔固結灌漿可采用純壓式灌漿。(3)固結灌漿原則上采用一孔一機方式灌注,當相互串漿時,采用群孔并聯灌注,并聯孔數不宜多于3個,并控制灌漿壓力。(4)采用自下而上分段灌漿法時,灌漿段的長度因故超過10m,對該段宜采取補救措施。(5)灌漿機具采用3SNS、SGB6-10型灌漿泵、JJS-2B攪拌桶、三參數灌漿自動記錄儀配套使用。
7帷幕灌漿施工方法
大壩基礎部位的帷幕灌漿平面布置近似壩軸線,壩基帷幕孔布置在基礎帷幕灌漿廊道內;河床覆蓋層段采用單排帷幕,孔距1.8m。
7.1帷幕灌漿施工程序
(1)帷幕灌漿施工順序本工程大壩帷幕灌漿被灌漿洞的分為二層施工,先期完成具備帷幕施工條件的上層平洞的帷幕灌漿,然后轉入下層灌漿廊道逐層向上施工。同層帷幕灌漿施工時,應先進行本層與下層帷幕搭接段的施工,再進行本層帷幕其他段的施工,施工程序見圖。(2)帷幕灌漿按分序加密自上而下孔內循環法,分序、分段施工。次序孔施工必須在先序孔超前15m之后。(3)帷幕灌漿施工程序為:施工準備→測量放樣→抬動觀測孔→物探測試孔→先導孔→帷幕灌漿Ⅰ序孔→Ⅱ序孔→Ⅲ序孔→加密帷幕孔→質量檢查孔→物探測試孔掃孔測試。
7.2帷幕灌漿工藝流程
帷幕灌漿的施工為小口徑孔口封閉灌漿法,其工藝流程見圖3。
7.3施工方法
(1)同一地段的基巖灌漿必須在先完成固結灌漿,并經檢查合格后才能進行。(2)灌漿廊道或平洞內的帷幕灌漿應在灌漿廊道或平洞的支護錨桿、混凝土襯砌等作業完成并達到混凝土設計齡期后進行。(3)灌漿平洞的基巖灌漿必須在先完成回填灌漿和圍巖固結灌漿,并經檢查合格后才能進行。(4)需要從巖石表面進行灌漿的區域,在灌漿前應將漏漿或漏水的裂隙進行清理,并將松動巖石移走,以便堵漏。(5)灌漿分序、分段進行施工。(6)第一段采用與鉆孔直徑匹配的灌漿栓塞灌漿,灌漿完畢,將孔內漿液置換成0.5:1的水泥漿,安裝孔口管,待凝3d。(7)第一段孔口卡塞灌漿前檢查膠球等是否完好;射漿管管口距孔底≤50cm。(8)孔口封閉灌漿前檢查封閉器是否密封,伸縮管是否活動。(9)灌漿過程中,隨時測量進漿和回漿比重,灌漿結束時亦測定漿液比重。(10)灌漿實施技術參數,按設計圖紙、技術要求和監理人批準的帷幕灌漿試驗技術參數嚴格執行。(11)灌漿過程中經常轉動和上下活動灌漿管,回漿管有一定的回漿量,以防灌漿管在孔內被水泥漿凝住。
8結束語
雙峽湖水庫工程地質條件較復雜,施工難度較大,必須合理的控制好帷幕灌漿、固結灌漿、回填灌漿的施工質量,加強過程控制才能保證水庫大壩的質量,防止水庫發生滲漏現象。
參考文獻
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[3]徐志遠.灌漿施工技術在不同地區的應用實例分析[J].公路交通技術,2006(3)
作者:徐志杰 單位:長江水利委員會陸水樞紐工程局