控制性灌浆在土石围堰防渗中的应用

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangrui1006
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  【摘要】土石围堰具有结构简单、施工快捷、可就地取材、造价较低等优点而广泛应用于水利工程建设中。但是,土石围堰结构空隙大,基本上没有抗渗能力,若不采取防渗措施,那么围堰内外的水位几乎一样,严重制约工程的正常施工。因此,土石围堰的防渗尤为重要。以下笔者结合工作实践经验,就控制性灌浆在土石围堰中的应用进行探讨。
  关键词:土石围堰 控制性灌浆 防渗
  中图分类号:TU473.5文献标识码: A 文章编号:
  土石围堰主要由块石、片石、砾石等抛填而成,其结构空隙率大,基本上没有抗渗能力,因此,土石围堰的防渗尤为重要。文章对常用的几种防渗措施进行了分析,着重探讨了控制性灌浆在土石围堰防渗中的应用技术,以供交流。
  1 几种常用的防渗措施
  土石围堰常用的防渗措施有帷幕控制灌浆、防渗墙、高压旋喷注浆等,每一种方法都有其各自的特点及适用范围,在选用时应该遵循经济合理、适用、效果最佳等原则。
  (1)控制性灌浆。该法的优点是工期短、成本低、防渗效果显著。其灌浆顺序为由上而下,浆液有单液与双液,主要是通过控制浆液的凝固时间来控制浆液的扩散范围,对于渗漏严重的土石围堰可以采取群孔灌浆,可以快速的形成一个较为完整的防渗帷幕。
  (2)防渗墙。虽然防渗墙的抗渗效果最为理想,但是其施工周期长、费用较高。而土石围堰一般都是临时阻水结构,抗渗墙拆除工作量大,其爆破拆除对主体结构的安全会造成不利影响。
  (3)高压旋喷灌浆。土石挡水围堰一般都是采用块石、片石、砂砾石、粘土等材料填筑而成,而河床覆盖层又是砂砾层,其孔隙率大、透水性强,若采用高压旋喷灌浆,浆液很快就会被水流稀释冲走,因此其效果不理想。
  2 帷幕控制灌浆方案设计
  为了增强土石围堰的防渗性能,为基坑施工提供一个无水作业环境,对土石围堰采取控制灌浆帷幕,将围堰内外水位控制在设计要求范围内。根据相关的规范及工程实际应用实例,其归纳总结设计方案如下。
  (1)孔位布局
  当围堰体高度与覆盖层厚度之和小于20米时,可以采取单排两序孔,孔间距一般在80cm~120cm,同一序次孔的间距一般在1.6米至2.4米之间。钻孔应该要进入基岩0.5米~2.0米。当围堰体高度与覆盖层厚度之和大于20米时,应该沿着围堰体的轴线方向双排布孔,孔间距在80cm~120cm,两排孔间的距离为50cm~80cm,孔位呈梅花形布置。施工顺序为先下游后上游,钻孔进入基岩1.0米至5.0米。
  (2)灌浆段长及各段灌浆压力划分
  根据钻孔深度及灌浆情况合理划分灌浆段,为保证灌浆的效果,对灌浆介质变异带或集中渗漏带,应该缩短灌浆段长。灌浆段长及灌浆压力划分具体见下表:
  
  
  (3)灌浆浆液配比及变换原则
  控制性注浆帷幕一般都采用混合浆液,其中以水泥浆为主,水灰比一般为0.5。如果某一个孔段的注浆量超过400L,而注浆压力及注入率无明显变化,应该添加外加剂对浆液进行控制。外加剂的添加量应该根据施工具体情况确定。
  (4)终止灌浆的标准
  应该根据实际施工具体情况来确定是否终止注浆,一般可以根据注浆压力及注入率来进行控制。一是注浆压力达到设计值,注入率小于3L/min时,再灌注30分钟便可终止;二是注浆压力达到设计值,注入率小于1.0L/min时,再灌注15分钟便可以终止注浆。
  2帷幕控制灌浆施工技术
  2.1 灌浆施工流程
  (1)测量放线,将孔位定好,然后将注浆管预埋。
  (2)钻灌施工顺序:
  单排两序防渗帷幕控制灌浆:先完成先导孔、Ⅰ序孔或集中渗漏段的孔钻灌;再进行Ⅱ序孔的钻灌。Ⅱ序孔可以在Ⅰ序孔鉆灌深度超过一个段次后再开孔。
  双排两序帷幕控制灌浆:首先完成下游侧的Ⅰ序孔、先导孔或集中渗漏段的孔钻灌;再钻灌下游侧的Ⅱ序孔;然后钻灌上游侧的Ⅰ序孔;最后完成上游侧的Ⅱ序孔。同样,下、上游侧的Ⅱ序孔可以在Ⅰ序孔钻灌深度超过两个段次后再开孔。对于集中渗漏区域可以先采用不分序群孔控制灌浆,然后再按照次序加强灌注。
  (3)由于帷幕灌浆属于隐蔽工程施工,不确定因素比较多,若实际施工中发现灌浆效果不理想,应该根据实际情况进行加密孔灌浆,或者调整灌浆次序,以达到防渗的目的。
  2.2 单孔施工技术
  (1)造孔
  首先按照设计图纸将孔位测放准确,并用木桩配合钢钉进行定位。然后采用地质钻机钻进造孔,尽量采用干钻或者少量粘稠液体护壁钻进,钻头根据底层情况而定,一般可以采取Φ91mm或者Φ75mm钻头。钻孔时应严格控制孔位位置,将孔位偏差控制在10cm内。钻孔过程应该派专人将钻进过程中出现的情况详细、真实、准确的记录。
  (2)灌浆施工
  钻段完成后应该及时灌浆,防止因空置时间过长而塌孔。采用孔内下射浆管从上到下分层灌注,射浆管底口一般距离孔底30cm~60cm。灌浆完成后,应该根据本段钻孔的具体情况来分析,确定是否需要做待凝处理,若不需要则立马进行下一层钻灌施工。应该让灌浆压力尽快达到设计值,但是,在注入率大于30L/min时,应该逐步分级加压。灌浆过程也应该连续进行,不得中断,并做好灌浆记录。
  (3)特殊状况的处理
  由于种种原因,在钻灌施工过程中,可能会出现冒浆、串孔等一些不正常问题,应该果断采取有效的措施进行处理。以下笔者介绍几种常见的异常状况的处理措施:
  ①地表及孔与孔之间串浆。在施工过程中若发现出现串浆现象,可采取以下措施处理:第一,降低灌浆压力,减小注浆的流量,采取间歇性灌注;第二,待凝,间隔待凝12~36小时以后,再进行扫孔灌浆;第三,在浆液中加入水玻璃、速凝剂等,加快浆液的凝固;第四,将串浆的两个孔进行并灌处理,或者将被串孔封闭后继续灌浆,终止灌浆后将被串孔扫孔重灌。
  ②冒浆(围堰漏浆)处理。其处理方法与串浆类似,可以采取增大浆液的浓度、加入速凝剂、降压、降流等办法。
  ③特大耗浆量孔段或空腔的处理。采用填砂浆方法处理及双液控制灌浆, 或采用灌注浓浆加入适量外加剂、间歇、待凝, 待凝时间应达到12h以上。当需要加入速凝剂或灌注砂浆时, 其具体方法和要求根据施工情况确定。
  3效果检测
  灌浆结束14天后,便可对帷幕控制灌浆防渗效果进行检测。检测方法主要有声波检测法,变形模量检测法,注水试验检测法,取芯、压水试验检测法,基坑抽水试验法等。根据施工现场的具体情况,选用其中任何一种方法都是可以的。
  4结束语
  实践证明,控制性灌浆防渗效果比较理想,施工速度快、造价低,广泛应用于土石围堰防渗施工中。但是,由于灌浆帷幕属于地下隐蔽工程,不可预见、不确定因素多,这就要求我们加强每一个环节的控制,确保其施工质量,为基坑施工提供一个无水作业条件。
  
  参考文献:
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