水利水電工程灌漿施工技術

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摘要:在對水利水電工程灌漿施工技術分類展開分析基礎上,本文結合工程實例對灌漿施工技術應用情況進行了分析,提出了工程灌漿施工要求和方法,并對技術具體應用問題展開了探討,從而為關注這一話題的人們提供參考。

關鍵詞:水利水電工程;灌漿施工;除險加固

引言

作為事關社會穩定發展的重要基礎工程,水利水電工程施工的關鍵在于大壩施工,需要采用灌漿施工技術實現大壩修建修復,達到增強大壩結構穩定性和防滲透等目標。作為復雜系統工程,水利水電工程灌漿施工涉及因素較多,因此還要明確施工要求,實現施工技術合理運用,繼而更好的推動工程的建設發展。

1水利水電工程灌漿施工技術分類

在水利水電工程中,灌漿施工就是將具有膠凝作用的流動性漿液注入地層或結構物空隙內的施工方法,能夠促使地層或結構物的整體性和密實性得到提高,從而使其抗滲性能和力學性能得到改善。在實際施工時,采用該技術需要將水、石、水泥等物質按照一定的比例搭配制作成漿料,然后利用灌漿設施將漿料灌注到已經鉆好的孔洞中,促使其被注入建筑物基礎底部。經過一段時間凝結,漿料會硬化,促使地基得到加固。從施工技術分類情況來看,可以按照灌漿方式將灌漿施工劃分為純壓式施工和循環式施工,前者對灌漿設備和技術操作要求較低,對漿液材料有較高要求,但是漿液可直接通過灌漿管進入鉆孔,使裂縫較大的巖層得到充填。循環式灌漿施工可以在孔口或孔內循環灌漿,促使孔段中漿液始終流動,減少顆粒沉淀,促使灌漿質量得到提高[1]。如表1所示,相比較而言,采用純壓式灌漿施工技術需要確??咨钤?0~12m范圍內,難以控制施工質量,因此在水利水電工程中得到廣泛應用的為循環式灌漿施工技術。

2水利水電工程灌漿施工技術的應用

2.1工程概況

某設計以灌溉為主要功能的小型水庫總庫容7.35×105m3,正常庫容和死庫容分別為6×105m3和1.35×105m3,采用黃海高程設計的洪水水位為171.9m,防洪標準為20年一遇,校核水位為172.3m,標準為200年一遇。水庫正常蓄水171.2m,死水位166.3m。根據《防洪標準》(GB50201-2014)進行水庫除險加固,按照30年一遇洪水標準復核洪水水位,洪水水位達172.1m,校核水位為172.4m。

2.2施工要求

采用灌漿施工技術進行工程除險加固,還要先對整個項目的地質、水文等情況進行勘探,確定工程項目所在位置的巖層構造、斷層、破碎帶、裂隙等情況,結合工程地下水補給條件和流速等,摸清架空洞穴分布和大小。如果需要大規模灌漿,需要開展現場灌漿試驗,確定灌漿孔排數、孔深、排距等,完成灌漿壓力、材料、質量規范等條件的選定。在眾多要素中,施工材料為至關重要的因素。結合工程特點,還要制備以水泥為主要原料的水泥漿,通過添加適量添加劑保證水泥漿粘性,然后采用抽樣方法確定材料各項指標能否滿足要求。在未摻加減水劑的情況下,漿液流動性值應保持在16s以上,摻加后需要達到25s以上,一般需要將漿液流動性值控制在40s以內。確定灌漿材料后,需要做好灌漿機具選擇,包含灌漿泵、灌漿塞、管路等,需要為灌漿材料提供服務,實現漿液高效制備,加強灌漿流量和壓力等參數的控制。根據漿液性能,實現水泥灌漿需要采用高速攪拌機進行漿液制備,避免水泥團粒分散和水化,并采用低速攪拌機進行漿液儲備,避免漿液沉淀[2]。此外,需要采用往復式灌漿泵,減少機械磨損,滿足工程施工要求。

2.3施工方法

針對水利水電工程,還要結合地基水量和集中情況進行灌漿方法合理選擇。在水量嚴重集中的情況下,需要在裂縫位置鉆淺孔和深孔,埋設如孔口管引出水,利用棉紗將裂縫封住,然后利用砂漿填槽,實現高壓注漿。如果地基吸漿嚴重,需要降壓并加入速凝劑,通過間歇式灌漿完成灌漿操作。從灌漿順序上來看,如果一次灌漿需要鉆到10m以下孔深,需要分段升高灌漿壓力,能夠在透水較小或裂縫少的巖石地基施工中采用該方法。如果巖層較為破碎,鉆孔到3~5m深時,需要實現高壓灌漿,自上而下分段灌注漿液,做好壓水、沖洗施工,并在灌漿凝固后進行后續施工,保證灌漿充分。在巖層較為堅硬或傾角不大的情況下,可以自下而上分段灌漿,一次性鉆好孔洞,按照3~5m標準分段灌漿。在灌漿過程中,需要使用灌漿塞進行塞孔,保證灌漿連續性。結合大壩工程容易受外部地質條件干擾的特性,還要避免泥漿長時間凝結導致大壩基礎底部受到沖擊或出現滲漏情況,因此需要通過間歇式灌漿施工控制泥漿流動情況。在實際施工過程中,則要逐漸增加灌漿量,實現對泥漿組分和水灰比等比例的調整,添加適量外加劑,控制泥漿凝結速度。灌漿間隔需要保持2~6h之間,直至泥漿凝固后才能進行復灌。

2.4實踐應用

在實際施工時,需要先進行鉆孔施工,使直孔、孔壁保持一定正直性和均勻性,并且嚴格按照施工順序施工,先進行Ⅰ序孔灌漿,然后進行Ⅱ序孔和Ⅲ序孔灌漿。完成第一道工序后,需要將Ⅰ序孔作為檢查孔,用于檢查后序孔,開展壓水試驗,保證灌漿孔吸水率滿足要求。針對漏水問題頻發的部位,可以使用模袋灌漿技術,利用聚丙烯材質袋子進行配料充填。在施工過程中,需要在模袋中進行水泥砂漿的灌入,通過擠壓使砂漿發生形變,促使砂漿快速凝固。在后續模袋限制下,沙土泥漿的流失能夠減少,因此阻塞效果較好,能夠使工程質量得到提高。搭配采用雙槳灌漿技術,利用不同管道進行水泥漿和速凝劑的灌注,使漿液充分混合后進入灌注區,實現防滲漏的目標。在壩體灌漿過程中,則要加強接縫控制。結合工程需求,可以采用重復灌漿系統進行重復灌漿,同時配合采用騎縫灌漿技術,完成騎縫孔的設置,然后進行灌漿,則能使灌漿壓力得到均衡分布,保證灌漿順暢,避免管道阻塞。將灌漿壓力控制為0.2MPa,泥漿開度控制在1~3mm之間,則能實現接縫問題有效處理。在低于水庫水位的廊道或地層含水位中灌漿,容易出現灌漿孔涌出承壓水的問題。針對這一情況,還要在正常灌漿結束后采用相同壓力進行持續灌漿,灌注的漿液為原濃度水泥漿或5:1稀漿,持續灌注4~8h,結束后關閉漿管閥門和回漿管閥門,使漿液處于受壓狀態,直至6~8h后凝固才能打開閥門。確定無涌水情況,可以確定施工合格。如果依然存在涌水現象,還要采用化學灌漿法,使漿孔段注入率小于3~5L/min,然后灌入化學溶液[3]。在巖石縫隙中,化學溶液將盡快凝聚,促使細小裂隙密實,因此能夠將涌水堵住。

3結論

在實踐施工過程中,還應結合工程特點明確灌漿施工要求,實現工程施工方法的合理選擇,明確工程施工工序,才能通過嚴格施工管理保證工程施工質量,為工程安全運行提供保障。因此在實際應用灌漿施工技術時,需要加強水利水電工程的分析,通過合理應用技術實現工程除險加固處理,繼而使工程建設達到預期目標。

參考文獻

[1]牛芳.灌漿技術在水利水電工程大壩施工中的應用分析[J].陜西水利,2018(05):184~185.

[2]趙華林.探討水利水電工程中灌漿施工技術的要點經驗[J].智能城市,2018,4(16):129~130.

[3]于勇軍.水利水電施工技術和灌漿施工的應用研究[J].中外企業家,2018(02):104.

作者:李偉松 朱磊 潘建 單位:宿遷江淮水利集團公司

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